虾青素是一种红色素，可以赋予三文鱼、虾和火烈鸟粉红的颜色。其化学结构类似于β-胡萝卜素(存在于胡萝卜中)和维生素A。虾青素是类胡萝卜组的一部分虾青素可以用化学方法从胡萝卜素制得。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。

规模化养殖雨生红球藻提取虾青素

虾青素结构与生理功能差异

在结构方面，虾青素具有3S-3S;3R-3S;3R-3R这3种构型，其中人工合成虾青素为3种结构虾青素的混合物，并以顺式结构-3R.3S型为主，与鲑鱼等养殖生物体内的虾青素(以反式结构一3S-3S型为主)截然不同。

在生理功能方面，人工合成虾青素的稳定性和氧化活性亦比天然虾青素低。

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合物，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。

虾青素抗紫外线损伤

胡萝卜素类物质可使皮肤免受紫外线的损伤。最近的一份研究报告称在此类物质中以虾青素的抗损伤效果为最佳。最近一期的《实验皮肤医学》杂志上刊登的一篇文章对比了虾青素（AX）、角黄素以及β-胡萝卜的抗紫外辐射损伤功效。来自罗马圣迎里加诺皮肤病研究所的专家通过拍照观测得出结论认为虾青素对抵御人体表皮成纤维细胞受紫外线辐射损伤的功效是最佳的。

UVA不仅会促使人体内活性氧(ROS)的生成还会抑制过氧化氢酶、超氧化歧化酶的催化作用降低表皮成纤维细胞的抗氧化能力。因此化妆品专家和皮肤学专家认为有必要适当使用抗氧化物质来减轻紫外线损伤。

本研究中人们将虾青素、角黄素和β-胡萝卜素分别添加到人体表皮成纤维细胞中。经照射24小时检测发现，只有虾青素能有效防止对过氧化氢酶的诱导抑制作用，而β一胡萝卜素的作用微乎其微，角黄素的作用几乎观测不到。同样的在防止对超氧化歧化酶的诱导抑制作用方面，只有虾青素和β-胡萝卜素可发挥功效，角黄素没有明显效果。

为了更具体地了解虾青素的防御机理，研究人员观测了HO-1基因在复合效应中的表达。HO-1是氧化应激反应的常规指标在抗氧化损伤的应激反应机理中起标志作用。有趣的是虾青素会抑制由照射引起的HO-1一正向调节，而角黄素和β一胡萝卜素却起到相反作用。

研究人员认为这个发现很清楚地说明虾青素能够抗氧化原因是它能从根源上抑制活性氧的生成而非简单地清除掉已形成的活性氧。因此虾青素可以安全有效地被用于防止因活性氧生成而间接引起UVA的诱导性皮肤损伤。

生产趋势与前景展望

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来源，并由此进行大规模生产。当前雨生红球藻被公认为自然界中生产天然虾青素的最好生物，因此利用这种微藻提取虾青素无疑具有广阔的发展前景，已成为近年来国际上天然虾青素生产的研究热点。