微藻提前展示了它们的潜力 “营养与健康”，也得益于它们能够产生生物活性物质，例如虾青素，一种具有非凡抗氧化能力的类胡萝卜素。 它的预期用途是多种多样的，拜托 功能性食品 化妆品和药品的食品补充剂，直至水产养殖和畜牧业。
微藻 雨生红球菌 它是生产天然虾青素最具经济利益的物种，即使其他物种的微藻（伴有酵母和细菌）也可用于提取这种珍贵成分（或添加剂，取决于用途）。 (1)深化。
1) 天然和合成虾青素
虾青素 它是一种类胡萝卜素，以其微红色和非凡的抗氧化特性而闻名，远优于其他分子，如维生素 C 和 E、叶黄素和 β-胡萝卜素。 微藻类 雨生红球菌 (o 湖蝽)是虾青素的第一个天然来源，其生产成本与化学合成相同分子的成本相比没有竞争力。 因此，合成虾青素在饲料行业（有机供应链之外）非常受欢迎，但其在食品和食品补充剂中的使用在欧盟未获授权。
实质性差异 天然虾青素和合成虾青素之间的（优点和缺点）确定如下：
- 天然虾青素具有显着优越的生物活性和抗氧化能力，食用安全性更高，对环境的影响更低。 伴随着生产成本较高、成品率较低、保质期较短等缺点，
- 它的合成复制品具有对立的特征。 因此生产成本低、可用性高、稳定性更高，但由于使用石化试剂和复杂的、不可再生的生物合成途径，也会对环境造成严重影响。
2) 来自微藻的虾青素，主角
珍贵的类胡萝卜素 可以从某些鱼类中提取（例如磷虾油、甲壳类动物的外骨骼），或者在 素食主义者, 由一些微藻类和微生物。 EFSA，在认识到 雨生红球菌 lo 状态 di QPS (合格的安全假设), 表明它是虾青素的第一个来源。 与其他微藻相比——比如 佐芬金绿藻 e 绿球菌属, 布氏葡萄球菌 – 但也涉及可以从中获得它的微生物（见第 4 段）。
3) 佐芬金绿藻, 一种革命性的微藻
佐芬金绿藻 （已经被称为 小球藻) 是一种绿色微藻替代品 雨生红球菌 (湖泊) 只是为了提取虾青素。 事实上，它具有更快的生物量增殖和生产能力，尤其是在特定环境压力的条件下。
萃取 和类胡萝卜素恢复（即 下游加工) 反过来更容易，这要归功于更高的细胞壁破坏和代谢物分离效率。 唯一的限制是每细胞体积和总生物量的虾青素产量较低。
通过高诱发的应激条件 光照, 由蓝色 LED 刺激（不要过量使用，以避免代谢障碍）和白色荧光灯已被证明是刺激虾青素在体内生物积累的最佳选择 佐芬金线虫 （最大 39.8 毫克/升）。 为了进一步提高生产力，未来还必须考虑细胞密度、氮浓度以及光辐射的类型和强度。 (2)
4) 微藻的替代品
微生物 酵母菌和细菌等也可用于生产天然虾青素。 在这些之间：
- Phaffia rhodozyma/Xanthophyllomyces dendrorhous。 同一种酵母的无性和有性形式，它是微藻出现之前最常用的虾青素来源 雨生H.. 它的生产率较低，但正在进行多项试验 升级改造 通过使用食物垃圾等低成本养分生产生物质，(3)
- 胡萝卜副球菌. 这种细菌不产生纯虾青素，而是 混合 它代表主要成分的类胡萝卜素。 通过经典的诱变选择技术（例如紫外线、化学处理），已经选择了更高产的菌株以及更合适的培养参数。
4) 新食品 基于虾青素
虾青素的用途 在欧盟的食品中，目前仅获准在食品补充剂中使用，并警告儿童和 14 岁以下的青少年不宜食用（见第 6 段）。 首次授权a 新颖食品 与富含虾青素的油性树脂有关 H. pluvialis'，并且正在考虑修改其使用条款的提议。 还提交了一份额外的 NF 申请，用于油性树脂和海藻粉 雨生H.。 另一个 新型食品 与（酯）虾青素，已经获得批准，是油 长须龙 （小型桡足类甲壳动物）。
5) 抗氧化作用和其他健康益处
好处 虾青素是多种多样的，这要归功于与其他分子相比呈指数级优异的抗氧化生物活性（Mularczyk et al., 2020). (4) 由于它是一种脂溶性化合物，因此当与油或脂肪一起服用时，其生物利用度会增加。 几项临床研究表明，除了抗菌和抗病毒活性外，虾青素还具有减少炎症和增强免疫系统的能力。 文献中报道的其他好处（Ambati et al., 2014) 以不同程度的科学证据，关注：
- 降低血液中的胆固醇和甘油三酯，
- 预防心血管疾病，
- 减少DNA损伤和降低肿瘤发生率，
- 从精神疲劳中恢复，
- 保护皮肤免受紫外线伤害，
- 身体活动引起的氧化应激后抗氧化功能的维持。 (5)
其他临床研究 （林 et al., 2021) 表明虾青素具有预防焦虑、胃溃疡和视网膜损伤以及改善认知功能的能力。 假设这些影响不仅来自虾青素，还来自其他 AER（富含虾青素的类胡萝卜素) 如金盏花红素和金盏花黄质。 (6)
6) 暴露水平，ADI
EFSA (2020) 重新评估了虾青素在人体中的安全性，基于来自 新型食品 授权（最多 8 毫克/天的虾青素）以及由于其用作饲料添加剂而食用含有虾青素的鱼类和甲壳类动物。 针对目标人群的结果如下：
- 成人（70 公斤体重）：每公斤体重 0,174 毫克/天的暴露量是安全的，比 ADI 水平低 13%（可接受的每日摄入量) 在饲料添加剂的意见中设定为每公斤体重 0,2 毫克虾青素，
- 14 至 17 岁的青少年（体重 61,3 公斤）。 暴露量为每公斤体重 0,2 毫克/天，相当于 ADI，
- 10 至 13 岁的青少年（体重 43,3 公斤）。 ADI 超过每公斤体重 0,056 毫克/天（总 ADI 的 28%），
- 10 岁以下的儿童。 暴露量在每公斤体重 0,25 到 1 毫克/天之间变化（ADI 超过 123-524%）。
6) 水产养殖中的虾青素
水产养殖 这是一个广泛使用虾青素的领域，因为它能够为养殖鱼类提供典型的“鲑鱼”颜色，例如鲑鱼和鲑鱼本身、甲壳类动物以及观赏鱼。 虾青素营养补充剂显示出更多的健康益处 性能 水产养殖动物的生产。 它实际上能够促进生长和体重增加。
行政部门 虾青素与藻类生物质一起还允许：
- 提供必需的氨基酸、单和多不饱和脂肪酸、多糖和维生素，增强类胡萝卜素的作用，
- 由于抗氧化能力，促进免疫系统的功能，从而减少在水产养殖中使用抗生素的需要，
- 减少脂质过氧化，增加食品的稳定性及其营养特性（Lu et al., 2021。见注释 8,9)。
7) 家禽养殖中的虾青素
养鸟业 在畜牧业的另一个领域，虾青素在抗氧化作用以及对免疫系统和动物健康的积极影响方面具有巨大潜力。 为了减少甚至可能消除抗生素和其他兽药的使用，正如已经在意大利使用 Algatan 进行的测试。 (10)
最近的研究 虾青素在家禽养殖中的应用试验（朱 et al., 2021; 佩蒂维 et al., 2022) 实际上证明了其对促进肉禽生长的贡献 (童子鸡)，以及对蛋鸡的健康和福祉，对鸡蛋质量也有有利影响 (11,12)。
8) 在养猪业中的应用
抗氧化剂 它们不仅会影响猪的健康和状况，还会影响肉的质量。 杨 et al. (2006) 表明，在喂食 14 mg/kg 虾青素 3 天后，背部脂肪含量减少了 13 倍，肌肉质量增加。 (XNUMX)
积累 猪肌肉组织中的天然虾青素在加入饲料配给后，其抗氧化作用估计比维生素 E 高四倍。其效果优于添加到肉中的相同分子的作用，以维持它的质量和保护。
8) 临时结论
域 微藻类 继续表现出尚未表现出来或在任何情况下都被低估的潜力。 为了生产营养成分、药物和天然化妆品，包括通过 升级改造 正如我们所见 (2)，来自其他供应链的二氧化碳和废物。
全球生产 藻类和微藻类——如欧洲议会 (2023) 的报告所述 “欧盟藻类倡议” (2022) – 在 0,56 年至 35,82 年间从 1950 增加到 2019 万吨 (16,17,18)。 而亚洲是绝对的主角，占97%。
研究与创新 对于开发和验证有效的流程和创新产品、刺激新产品的诞生至关重要 蓝色生物经济. 正如研究项目所示，例如 展望未来, 在程序中 Horizon在 Horizon4Proteins （19）。
达里奥·东戈和安德里亚·阿德尔莫·德拉·佩纳
备注
(1) 维拉罗 et al. （2021）。 微藻衍生的虾青素：研究和消费趋势以及作为食品的工业用途。 食品 10：2303， https://doi.org/10.3390/foods10102303
(2) 陈 et al. （2017）。 在高光照射下，Chromochloris zofingiensis 在基于微孔板的培养系统中提高了虾青素的产量。 生物资源技术 245：518-529， https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.08.102
(3) 格瓦西 et al. （2019）。 生长在低成本底物上的 Xanthophyllomyces dendrorhous 生产的虾青素。 阿格罗福尔。 系统。 94：1229–1234， https://doi.org/10.1007/s10457-018-00344-6
(4) Mularczyk M、Michalak I、Marycz K. (2020)。 来自雨生红球藻的虾青素和其他营养素 - 多功能应用。 马尔毒品。 2020 九月 7;18(9):459. doi: 10.3390/md18090459
(5) RR 安巴蒂 et al. （2014）。 虾青素：来源、提取、稳定性、生物活性及其商业应用——综述。 三月药物 12：128-152， https://doi.org/10.3390/md12010128
(6)林 et al. （2021）。 用类胡萝卜素副球菌商业生产虾青素。 在：类胡萝卜素：生物合成和生物功能方法。 实验医学与生物学进展 1261：11–20， https://doi.org/10.1007/978-981-15-7360-6_2
(7) 欧洲食品安全局 (欧洲食品安全局) 保密协议 面板 （2020）。 虾青素在食品补充剂中用作新型食品的安全性。 欧洲食品安全局杂志 18 (2): 5993, https://doi.org/10.2903/j.efsa.2020.5993
（8）路 et al. （2021）。 虾青素作为水产养殖的微藻代谢物：合成机制、生产技术和实际应用综述。 藻类研究 54：102178。 https://doi.org/10.1016/j.algal.2020.102178
(9) 对于在水产养殖中的应用，虾青素应被批准作为饲料添加剂（类别“感官添加剂”，组“着色剂”）。 目前在欧盟注册的授权添加剂有三种（虾青素、虾青素-二甲琥珀酸酯、生物质 红发夫酵母 富含虾青素），与相对允许的物种。 并且正在进行安全评估 胡萝卜副球菌, 也可用作饲料添加剂
(10) 达里奥·东戈、安德里亚·阿德尔莫·德拉·佩纳。 无抗生素家禽养殖，意大利方式. 礼物（伟大的意大利食品贸易）。 14.12.20
(11)朱远照 et al. （2021）。 补充虾青素可提高蛋鸡的生产性能、生理和免疫反应。 动物生物学. 2021 年 34 月； 3(443)：448-10.5713。 doi: 20.0550/ab.XNUMX
(12) 赫琳达·珀蒂维 et al. （2022）。 虾青素作为一种潜在的抗氧化剂，可改善肉鸡兽医的健康和生产性能。 医学国际. 2022; 2022：4919442。doi：10.1155/2022/4919442
(13) 杨永新； 金，YJ； 金，Z。 洛哈卡雷，JD； 金，CH； 哦，上海； 李 SH； 崔，JY； Chae, B. J. (2006)。 日粮添加虾青素对育肥猪生产性能、蛋鸡蛋品质和肉品质的影响。 AJAS 2006, 19, 1019–1025. doi: 10.5713/ajas.2006.1019
(14) 达里奥·东戈、安德里亚·阿德尔莫·德拉·佩纳。 欧洲用于食品的藻类和微藻类，ABC. 礼物（伟大的意大利食品贸易）。 14.11.22
(15) 达里奥·东戈、朱利亚·皮特罗里尼。 藻类和微藻类。 碳农业 e 升级改造 二氧化碳. 礼物（伟大的意大利食品贸易）。 18.1.23
(16) 欧洲议会 （2023）。 欧盟藻类行业的未来。 https://bit.ly/733-114 PECH委员会的研究 DOI：10.2861 / 922543
(17) 玛尔塔·斯特里纳蒂。 欧盟委员会为海藻产业提出 23 项行动. 礼物（伟大的意大利食品贸易）。 23.11.22
(18) 欧盟委员会的通讯 '迈向强大和可持续的欧盟藻类行业（COM/2022/592 最终版）和https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX%3A52022DC0592&qid=1685431066833
(19) 达里奥·东戈。 展望未来, 微藻来养活地球。 欧盟研究项目. 礼物（伟大的意大利食品贸易）。 18.6.19
Dario Dongo，律师和记者，国际食品法博士，WIISE (FARE - GIFT - Food Times) 和 Égalité 的创始人。
他毕业于食品技术和生物技术专业，是合格的食品技术专家，关注研发领域。 特别是福利公司 WIISE Srl 的 FARE 部门参与的欧洲研究项目（Horizon 2020，PRIMA）。
