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天然与人工合成的差异

概述

目前,虾青素的生产具有人工合成和生物获取两种方式.人工合成虾青素不仅价格昂贵,而且同天然虾青素在结构、功能、应用及安全性等方面差别显著.

在结构方面

由于两端的羟基(-OH)旋光性原因,虾青素具有3S-3 'S、3R-3' S、3R-3'R(也称为左旋、消旋、右旋)这3种虾青素的3中结构状态异构型态,其中人工合成虾青素为3种结构虾青素的混合物(左旋占25%、右旋占25%,消旋50%左右),极少抗氧化活性,与鲑鱼等养殖生物体内的虾青素(以反式结构— —3S-3 S型为主)截然不同 .酵母菌源的虾青素是100%右旋(3R-3'R),有部分抗氧化活性;上述两种来源虾青素主要用在非食用动物和物资的着色上。只有藻源的虾青素是100%左旋(3S-3 'S)结构,具有最强的生物学活性,CYANOTECH、FUJI、YAMAHA这样的大企业经过了多年的研究,用来作为人类的保健食品、高档化妆品、药品。

在生理功能方面

人工合成虾青素的稳定性和抗氧化活性亦比天然虾青素低 .由于虾青素分子两端的羟基(-OH)可以被酯化导致其稳定性不一样,天然虾青素90%以上酯化形式存在,因此较稳定,合成虾青素以游离态存在,因此稳定性不一样,合成虾青素必须要进行包埋才能稳定。合成虾青素由于只有1/4左右的左旋结构,因此其抗氧化性也只有天然的1/4左右。

在应用效果上

人工虾青素的生物吸收效果也较天然虾青素差,喂食浓度较低时,人工虾青素在虹鳟鱼血液中浓度明显低于天然虾青素,且在体内无法转化为天然构型,其着色能力和生物效价更比同浓度的天然虾青素低的多 .

在生物安全方面

利用化学手段合成虾青素时将不可避免的引入杂质化学物质,如合成过程中产生的非天然副产物等,将降低其生物利用安全性 .

随着天然虾青素的兴起,世界各国对化学合成虾青素的管理也越来越严,如美国食品与药物管理局(FDA)已禁止化学合成的虾青素进入保健食品市场.目前,虾青素的生产一般倾向于开发天然虾青素的生物(植物)来源,并由此进行大规模生产。目前有能力商业化养殖雨生红球藻生产天然虾青素的只有5个国家的7家公司(美国Cyanotech公司、日本FUJI化学集团<控制瑞典、夏威夷两家工厂>、YAMAHA集团、Biogenic公司、中国荆州市天然虾青素有限公司、印度Bioprex公司、以色列Algatech公司),其余一些国家和企业大都处于研发阶段。

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