蝦青素（astaxanthin又名蝦紅素）的生產(chǎn)開發(fā)
從水產(chǎn)加工廢棄物中提取蝦青素
據(jù)美國報(bào)道，從螯蝦的廢棄物中提取蝦青素、蝦青素酯和蝦紅素，其產(chǎn)率高達(dá)153ug/g廢棄物。應(yīng)當(dāng)指出，廢棄物中的石灰質(zhì)會(huì)影響蝦青素的產(chǎn)量，因此在提取時(shí)應(yīng)盡量將其除去。近年來，挪威等國采用青貯技術(shù)處理水產(chǎn)廢棄物，使回收率提高了10％，且純度大大提高。實(shí)踐證明，在青貯過程中加入無機(jī)酸或有機(jī)酸，會(huì)破壞蝦青素與蛋白質(zhì)或骨骼部分的結(jié)合，從而增加蝦青素的釋放量。
從水產(chǎn)加工廢棄物中提取蝦青素（ASTA又名蝦紅素）的主要生產(chǎn)工藝如下：
首先，在生產(chǎn)蝦青素時(shí)，將貯存于雙層乙烯袋中、在－70℃保存的廢棄物，粉碎成膏狀物。按重量比1：1加入大豆油，攪拌均勻后，用鉛或鉑把容器圍起來避光。緩緩加熱到90℃停止，利用低溫離心技術(shù)（0℃，11000r/min，10min），收集油溶液，使之分層，蝦青素存在于上層色素液中。用分液裝置分離、提純，即得蝦青素。此法生產(chǎn)條件要求苛刻，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)量較低，產(chǎn)品純度不高。因此，目前不僅有少數(shù)國家應(yīng)用這種技術(shù)生產(chǎn)蝦青素。
利用藻類生產(chǎn)蝦青素（astaxanthin又名蝦紅素）
很多種類的藻類能夠產(chǎn)生蝦青素，雨生紅球藻在生長過程中，若氮源缺乏，其體內(nèi)會(huì)積累蝦青素；如果培養(yǎng)過程中再添加二價(jià)鐵離子，則會(huì)提高其合成能力，促進(jìn)蝦青素的沉積。另據(jù)報(bào)道，用藍(lán)光照射時(shí)，也可誘導(dǎo)其合成類胡蘿卜素和蝦青素。目前，國外優(yōu)質(zhì)雨生紅球藻體中蝦青素占類胡蘿卜素總量的90％以上，其含量與光的性質(zhì)與強(qiáng)度有關(guān)。試驗(yàn)證明，光的強(qiáng)度越高，蝦青素的產(chǎn)量也越高，而且持續(xù)光照的效果比間斷光照好。但這種藻類的生長條件苛刻，對(duì)水質(zhì)、環(huán)境及光的要求很高，大規(guī)模生產(chǎn)依然存在難度（Johnson等，1991）。
利用酵母菌生產(chǎn)蝦青素（astaxanthin又名蝦紅素）
目前發(fā)現(xiàn)紅法夫酵母、粘紅酵母BF－6等能夠合成蝦青素。紅法夫酵母是20世紀(jì)70年代由Phaff等人在日本及美國阿拉斯加山區(qū)落葉樹的滲出物中首先分離到的（Phaff等，1972）它是真菌界、真菌門、粘菌亞門、隱球酵母科、法夫酵母屬的唯一一種。其繁殖方式為無性芽殖。該菌發(fā)酵能產(chǎn)生10多種類胡蘿卜素，主要有蝦青素、β－胡蘿卜素、γ－胡蘿卜素等，其中蝦青素占60％－85％。紅法夫酵母生產(chǎn)蝦青素的****條件：碳源為葡萄糖、纖維二糖；氮源為硫酸銨；最適培養(yǎng)溫度為20－22℃；最適pH值為5.0；兼性好氧，供氧速率要高于30mmol/h，低于此值時(shí)，蝦青素的產(chǎn)量明顯下降。紅法夫酵母原始菌株的合成能力較低，類胡蘿卜素總量不及500ug/g細(xì)胞干重（CDW），蝦青素為350ug/gCDW左右。Johnson等在培養(yǎng)液中加入番茄汁（含有蝦青素的前體物質(zhì)），蝦青素的含量提高到814ug/g。最近Calo等人在培養(yǎng)基中加入0.1％的甲羥戊酸（類胡蘿卜素合成的起點(diǎn)物質(zhì)），蝦青素和總色素量增加了400％。Meyer報(bào)道，滴加乙酸能夠增加紅法夫酵母的生物量，細(xì)胞中蝦青素含量達(dá)到1430ug/g細(xì)胞干重（CDW）。國內(nèi)呂玉華、金征宇等用亞硝基胍（NTG）誘變產(chǎn)生的變異菌株4－26能顯著提高類胡蘿卜素的總產(chǎn)量和蝦青素比例。目前美國的紅星公司及愛基尼生物公司利用這種酵母菌生產(chǎn)蝦青素。
施安輝（1999）報(bào)道，利用從葡萄園土壤中分離出來的粘紅酵母BF－6為始發(fā)菌株，經(jīng)過紫外線和甲基磺酸乙酯誘變處理，獲得的突變株產(chǎn)生的蝦青素最高含量為1.3mg/gCDW，其葡萄耐受量為6％，而且以2％的糖蜜代替葡萄糖發(fā)酵的蝦青素產(chǎn)量也可達(dá)1.25mg/gCDW。該菌株的最適發(fā)酵溫度為29－30℃，最適pH值為5.2-5.5，供氧速率要求在35mmkl/h以上。加入番茄汁后，蝦青素的產(chǎn)量高達(dá)1.43mg/gCDW。最近，國外的研究表明，從保加利亞酸奶中分離出一種深紅酵母（Phadotoralarubra），與紅法夫酵母相比，在同樣的培養(yǎng)條件下，其蝦青素產(chǎn)量提高80倍，且營養(yǎng)要求粗放，生產(chǎn)速度快。
蝦青素（ASTA又名蝦紅素）是細(xì)胞內(nèi)色素，在飼喂動(dòng)物前必須破碎細(xì)胞。為了促進(jìn)色素的釋放，Okagbue和Lewis采用蒸餾水和檸檬酸自溶法。Gentles和Haard在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，紅法夫酵母經(jīng)過機(jī)械磨碎（MY）、酶處理（EY）、噴霧干燥（SY）以及在飼喂前先提取出色素（C），這四種方法均能使鱘魚的皮膚和肌肉很好的著色，在8周之后，魚體的顏色的深淺呈現(xiàn)MY＞EY＞SY＞C＞對(duì)照組的趨勢?？磥頇C(jī)械磨碎細(xì)胞是一種簡便而有效的方法。國
內(nèi)的一些學(xué)者采用鹽酸一熱破碎細(xì)胞法，也能產(chǎn)生很好的效果。
用化學(xué)合成法生產(chǎn)蝦青素（astaxanthin又名蝦紅素）
瑞士的羅氏公司用化學(xué)合成法生產(chǎn)的蝦青素，商品名為加麗素粉紅（Carophyllpink)，蝦 青素的含量為5％－10％。從文獻(xiàn)來看，蝦青素化學(xué)合成的前體物質(zhì)為（S）－3－乙酸基－4－氧代－β－紫羅酮。這種前體物質(zhì)經(jīng)過反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成十五個(gè)碳的維悌希鹽，最后有兩個(gè)十五碳的維悌希鹽同一個(gè)十個(gè)碳的雙醛反應(yīng)合成蝦青素（Widmer等，1981）。目前只有羅氏公司使用這一方法生產(chǎn)蝦青素。
蝦青素（astaxanthin又名蝦紅素）在水產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用
研究表明，蝦青素在促進(jìn)抗體的產(chǎn)生、增強(qiáng)宿主的免疫功能，抗氧化、消除自由基方面的能力均強(qiáng)于β－胡蘿卜素。Miki（1991）以含亞鐵離子的血紅素蛋白作為自由基供體，亞油酸為受體，用硫代巴比妥酸法檢測各受試類胡蘿卜素、α－生育酚等的抗氧化性，結(jié)果表明蝦青素抗脂氧化的能力比β－胡蘿卜素高10倍，比維生素E高100倍。
研究表明，蝦青素對(duì)魚類的生長繁殖有很重要的作用，蝦青素（astaxanthin又名蝦紅素）可作為激素促進(jìn)魚卵受精，減少胚胎的死亡率，促進(jìn)個(gè)體生長，增加成熟速度和生殖力（Torrissen等，1994）。Johnson(1980)將紅法夫酵母添加到餌料中，鮭魚和鱘魚食用了經(jīng)破碎細(xì)胞壁的紅法夫酵母后，蝦青素積累在皮膚和肌肉中呈紅色。這種魚富含營養(yǎng)、色澤鮮艷、味道好，在歐美市場很受青睞，其價(jià)格也要比普通的魚高出許多倍。因此在歐美國家鮭魚和鱘魚的養(yǎng)殖發(fā)展很快，紅鮭魚的蝦青素含量通常為5－20mg/kg鮮重，而其蝦青素的喂養(yǎng)濃度為40－150mg/kg餌料，以此來計(jì)算，每年蝦青素的產(chǎn)量需求既可達(dá)數(shù)十萬噸，總價(jià)值達(dá)數(shù)億美元。目前，我國的水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展很快，添加蝦青素，生產(chǎn)高檔水產(chǎn)品，前景十分廣闊。
蝦青素（astaxanthin又名蝦紅素）在養(yǎng)禽業(yè)中也有很重要的作用（E.A.Johnso and M.J.Lewis et al.(1980)報(bào)道，蛋雞飼料中加入2.95%的紅法夫酵母，蛋黃的最大吸光度從571nm提高到593nm，而加入10.85％的黃玉米時(shí)，僅提高到575nm。肉禽飼喂添加了蝦青素后，皮膚、腳、喙呈現(xiàn)出金黃色，這些都大大提高了禽蛋、肉的商品價(jià)值。另外，酵母作為單細(xì)胞蛋白，蝦青素作為營養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)家禽的生長和提高產(chǎn)蛋率；而且這種蛋具有更豐富的營養(yǎng)，對(duì)人體的健康有利。
蝦青素（ASTA又名蝦紅素）能改善水產(chǎn)品、禽蛋的色澤，滿足消費(fèi)者的需求；它對(duì)人體也具有抗氧化、增強(qiáng)免疫力等作用。另外，蝦青素?zé)o毒、無害，不會(huì)造成環(huán)境污染，是一種綠色添加劑，具有廣闊的市場前景。目前美國、加拿大、歐盟等國的許多生物技術(shù)公司致力于開發(fā)生產(chǎn)這類產(chǎn)品，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場需求，故價(jià)格很高。因此，加緊蝦青素產(chǎn)品的研制開發(fā)，對(duì)于生產(chǎn)高檔水產(chǎn)品、禽蛋，增強(qiáng)其國際競爭力，有十分重要的意義。
由于微生物的繁殖速度快，生長周期短，發(fā)酵工藝也較為成熟，易于掌握；而且酵母本身就是一種良好的飼料原料，營養(yǎng)價(jià)值較高，因此，利用酵母發(fā)酵生產(chǎn)蝦青素（ASTA又名蝦紅素）目前最理想的方法，也具有十分廣闊的市場前景。
（作者通迅地址：310029 浙江大學(xué)華家池校區(qū)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院 齊莉莉）
蝦青素（astaxanthin又名蝦紅素）的開發(fā)與應(yīng)用
