南极磷虾虾青素研究进展

南极磷虾虾青素研究进展内容摘要：

南极磷虾虾青素研究进展 刘志东, 马德蓉, 陈雪忠, 黄洪亮, 林娜, 张忭忭 Research progress of astaxanthin from Antarctic krill: a review LIU Zhidong, MA Derong, CHEN Xuezhong, HUANG Hongliang, LIN Na, ZHANG Bianbian 在线阅读 View online: https://doi.org/10.16535/j.cnki.dlhyxb.2020-300 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 响应面优化南极磷虾虾青素的复合酶法提取工艺研究 Optimization of multi-enzymatic extraction of astaxanthin from Antarctic krill via response surface methodology 大连海洋大学学报. 2018, 33(4): 514 https://doi.org/10.16535/j.cnki.dlhyxb.2018.04.017 南极磷虾虾青素微胶囊制备工艺优化及其理化性质研究 Optimization of the Preparation Process and the Physicochemical Properties of Antarctic Krill Astaxanthin Microcapsules 渔业科学进展. 2019, 40(5): 185 https://doi.org/10.19663/j.issn2095-9869.20180814001 环境因素对南极磷虾资源分布影响的研究进展 A review: research progress on environmental factors affecting resource distribution of Antarctic krill 大连海洋大学学报. 2014, 29(3): 316 https://doi.org/10.3969/J.ISSN.2095-1388.2014.03.024 南极磷虾连续捕捞技术发展状况 Research progress of Antarctic krill (Euphausia Superba) continuous fishing techniques 渔业现代化. 2013, 40(4): 51 https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2013.04.010 南极磷虾种群生物学研究进展Ⅲ—摄食 POPULATION BIOLOGY OF ANTARTIC KRILL (EUPHAUSIA SUPERBA) ⅢFEEDING ECOLOGY 水生生物学报. 2014, 38(6): 1152 https://doi.org/10.7541/2014.167 雨生红球藻和虾青素的研究 Research review of Haematococcus pluvialis and astaxathin 水产学报. 2014, 28(2): 297 https://doi.org/10.3724/SP.J.1231.2014.48862 第 ３６ 卷第 ５ 期 Ｖｏｌ.３６ Ｎｏ.５ 大 连 海 洋 大 学 学 报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＬＩＡＮ ＯＣＥＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ２０２１年１０月 ＤＯＩ:１０.１６５３５ / ｊ.ｃｎｋｉ.ｄｌｈｙｘｂ.２０２０－３００ Ｏｃｔ . ２ ０ ２ １ 文章编号:２０９５－１３８８(２０２１)０５－０８６６－０９ 南极磷虾虾青素研究进展 刘志东１ ꎬ 马德蓉２ ꎬ 陈雪忠１ ꎬ 黄洪亮１ ꎬ 林娜１ ꎬ 张忭忭１∗ (１􀆰 中国水产科学研究院东海水产研究所ꎬ 上海 ２０００９０ꎻ ２􀆰 江苏海洋大学 食品科学与工程学院ꎬ 江苏 连云港 ２０００９３) 摘要: 南极磷虾是一种资源量巨大、 尚未充分开发利用的海洋生物资源ꎮ 南极磷虾虾青素具有非常强的抗 氧化活性ꎬ 是天然虾青素的良好来源ꎬ 在鱼类体色改变、 免疫能力提高等方面发挥了重要作用ꎬ 具有广泛 的应用前景ꎮ 本文综述了南极磷虾虾青素的制备方法 ( 有机溶剂法、 酶解法、 超临界 ＣＯ２ 萃取法等) 、 结 构特征、 生物活性、 检测方法 ( 紫外分光光度法、 薄层色谱法、 激光拉曼光谱法、 高效液相色谱法及高效 液相色谱－质谱法) 等的研究进展ꎬ 提出了开展南极磷虾虾青素机理研究、 关键技术和应用研发等未来发 展建议ꎬ 以期为南极磷虾虾青素的深度研究和开发利用提供参考ꎮ 关键词: 南极磷虾ꎻ 虾青素ꎻ 制备ꎻ 结构特征ꎻ 检测方法ꎻ 稳定性 中图分类号: Ｓ ９１７ꎻ ＴＳ ２５４􀆰 ９　 　 　 　 文献标志码: Ａ 　 　 南极磷虾 Ｅｕｈａｕｓｉａ ｓｕｐｅｒｂａ 属于节肢动物门 Ａｒ￣ 美元 [４] ꎮ 学 术 界 和 企 业 界 围 绕 着 虾 青 素 的 来 源、 磷虾科 Ｅｕｐｈａｕｓｉｉｄａｅ 磷虾 属 Ｅｕｐｈａｕｓｉａ 磷 虾 种 Ｅｕ￣ 进展ꎮ 目前虾青素产业也面临着原料来源单一、 制 ｔｈｒｏｐｏｄａ 甲壳动物纲 Ｃｒｕｓｔａｃｅａ 磷虾目 Ｅｕｐｈａｕｓｉａｃｅａ ｐｈａｕｓｉａ ｓｕｐｅｒｂꎮ 据评估ꎬ 南极磷虾现有生物资源量 约为 ３􀆰 ７９ 亿 ｔ [１] ꎮ 南极海洋生物资源养护委员会 ( ＣＣＡＭＬＲ) 规定每年南极磷虾的预警捕捞限额为 ８６０ 万 ｔ [２] ꎮ 南极磷虾富含优质蛋白质、 脂质、 虾 制备技术及产品应用开展了大量工作ꎬ 取得了积极 备方法亟待改进、 产品功能急需拓展等问题ꎮ 南极 海域特殊的地理、 气候环境赋予了南极磷虾独特的 功能特性ꎬ 巨大的生物资源量赋予了南极磷虾虾青 素稳定的来源ꎬ 因此ꎬ 南极磷虾可以作为潜在的虾 青素和甲壳素等物质ꎬ 并具有非常强的抗氧化活 青素原料来源ꎮ 此外ꎬ 南极磷虾渔业相较于其他远 性ꎮ 近年来ꎬ 南极磷虾已经成为全球远洋渔业的重 洋渔业作业环境更加苛刻、 产业成本更高ꎬ 这给南 要捕捞、 加工对象ꎬ 南极磷虾产品在饲料、 化妆品 和医药等领域均获得了广泛应用ꎮ 因此ꎬ 南极磷虾 极磷虾产业带来了更大的成本压力 [５] ꎮ 亟待开展 以南极磷虾虾青素为代表的功效组分深度开发利 的高效开发与高值利用具有打造海洋生物战略性新 用ꎬ 推动南极磷虾产业的可持续发展ꎮ 本文系统综 兴产业的巨大潜力ꎮ 述了南极磷虾虾青素研究进展ꎬ 旨在为南极磷虾虾 虾青素 Ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎꎬ 又称虾黄素ꎬ 是一种酮式 类胡萝卜素ꎮ 由于虾青素具有良好的功能特性ꎬ 在 水产饲料、 保健品、 化妆品和医药等领域获得了广 泛的应用 [３] ꎮ 根据来源不同ꎬ 虾青素主要分为天 青素的深度研究和开发利用提供基础信息ꎮ １　 虾青素概述 虾青素 (３ꎬ ３′ － 二羟基 － βꎬ β′ － 胡萝卜素 － ４ꎬ 然虾青素和合成虾青素ꎬ 目前 ９５％ 的虾青素产品 ４′ －二酮基) 属于烯萜类不饱和化合物ꎬ 分子式为 升、 制备及应用技术的进步及天然虾青素价格的下 青素具有较长的共轭双键链ꎬ 其化学性质不稳定ꎬ 是合成虾青素ꎮ 随着食品安全和环境保护意识的提 降ꎬ 天然虾青素正展现出更好的发展潜力ꎮ ２０１７ 年虾青素的市值已达到 ５􀆰 ５ 亿美元ꎬ 预计 ２０２２ 年 销售额将达到 ８􀆰 ０ 亿美元ꎬ ２０２５ 年有望达到 １０ 亿 Ｃ ４０ Ｈ ５２ Ｏ ４ ꎬ 分子量为 ５９６􀆰 ８４ꎬ 结构如图 １ 所示ꎮ 虾 属于弱极性化合物ꎮ 由于虾青素化学结构的不同其 存在多种异构体 ( 几何和光学) ꎬ 最常见的虾青素 几何异构体主要有 ９ －顺式虾青素、 １３ －顺式虾青素 　 收稿日期: ２０２０－１１－１９ 　 基金项目: 中 国 水 产 科 学 研 究 院 基 本 科 研 业 务 费 专 项 ( ２０２０ＸＴ１２０１ ) ꎻ 国 家 重 点 研 究 发 展 计 划 “ 蓝 色 粮 仓 科 技 创 新 ” 项 目 (２０１８ＹＦＤ０９０１００６) 　 作者简介: 刘志东 (１９７６—) ꎬ 男ꎬ 博士ꎬ 副研究员ꎮ Ｅ－ｍａｉｌ: ｚｄ－ｌｉｕ＠ ｈｏｔｍａｉｌ􀆰 ｃｏｍ 　 通信作者: 张忭忭 (１９８１—) ꎬ 男ꎬ 硕士ꎬ 副研究员ꎮ Ｅ－ｍａｉｌ: ３７７４９７４３＠ ｑｑ􀆰 ｃｏｍ 第５期 刘志东ꎬ等: 南极磷虾虾青素研究进展 和 １５ －顺式虾青素 [４] ꎮ 研究表明ꎬ 位于虾青素共轭 双键链两端的手性碳原子 Ｃ － ３ 和 Ｃ － ３′分别以 Ｒ 或 Ｓ 的形式存在ꎬ 分别产生 ３ 种光学异构体ꎬ 即全顺 式 (３Ｓꎬ ３′ Ｓ )、 顺 － 反 式 ( ３Ｓꎬ ３′ Ｒ ) 和 全 反 式 (３Ｒꎬ ３′Ｒ)ꎬ 其中 (３Ｓꎬ ３′Ｓ) 和 (３Ｒꎬ ３′Ｒ) 异构 体为镜像 ( 对映体) [６] ꎮ 天然虾青素主要存在于真 菌 ( 红法夫酵母等) 、 藻类 ( 雨生红球藻、 绿球藻 等) 、 甲壳动物和鲑鱼等 [７] 生物中ꎬ 其主要以游离 虾青素、 虾青素单酯和虾青素双酯的形式存在 [８] ꎮ ８６７ ２　 南极磷虾虾青素 南极磷虾虾青素包括游离虾青素、 虾青素单酯 和虾青素双酯 ３ 种形式ꎬ 主要以 (３Ｒꎬ ３′Ｒ) 的形 式存在[１２] ꎮ 南极磷虾虾青素的含量为 ３０ ~ ４０ μｇ / ｇꎮ 杨澍 [１３] 研 究 发 现ꎬ 南 极 磷 虾 醋 的 脂 肪 酸 主 要 以 Ｃ ２０:５ 、 Ｃ ２２:６ 和 Ｃ １８:１ 为主ꎬ 含有少量的 Ｃ １６:０ 和 Ｃ １４:０ ꎮ 深入研究发现ꎬ 南极磷虾虾青素可以通过淬灭单线 态氧和清除自由基发挥抗氧化活性ꎻ 同时虾青素分 虾青素结构的差异导致其生物活性的不同ꎮ 研 子两端各连接有一个紫罗兰酮环ꎬ 每个紫罗酮环上 究发现ꎬ 虾青素双酯与游离虾青素、 虾青素单酯相 含有羟基和酮基ꎬ 这种独特的分子结构使其可以从 比具有更强的亲脂性ꎬ 在肠道中的吸收更为活跃ꎬ 内到外与细胞膜相连ꎬ 其多烯链可以捕获细胞膜中 生物利用效价更高 [９] ꎮ 自然环境中ꎬ 虾青素主要 由微藻、 细菌、 植物和酵母等合成ꎮ 由于绝大多数 动物体内不能直接合成虾青素ꎬ 也不能把其他类胡 萝卜素转化成虾青素ꎬ 只能通过食物摄入获得ꎮ 虾 的自由基ꎬ 末端环可以清除细胞膜表面和内部的自 由基ꎬ 表 现 出 比 其 他 类 胡 萝 卜 素 更 好 的 生 物