天然蝦青素的穩定性及穩態化技術研究進展

黃慧玲，高 靜

（廣東藥科大學食品科學學院，廣東中山 528458）

色素在人類歷史上有著幾千年的應用歷史，色素的開發、使用以及安全性一直是全球廣泛關注的焦點和科學研究的熱點。色素可分為天然色素和人工合成色素。天然色素是來源于自然界中帶顏色的物質的總稱，主要來自于植物的花、葉、果實和種子，還有少部分來源于昆蟲和微生物[1]。人工合成色素是指采用人工化學合成方法所獲得的有機色素。與天然色素相比，人工合成色素可表現出不同程度的毒性：一般毒性、遺傳毒性、致癌性及聯合毒性[2]。人們對健康的高度關注以及日益嚴格的食品藥品法規促使從自然資源中獲取天然色素成為廣泛需求。

蝦青素作為類胡蘿卜素家族的重要一員，不僅是天然物質中最強的抗氧化物質[3]，同時具有抗炎[4]、抗癌[5]、預防心血管疾病[6]、減緩衰老[7]、改善機體運動機能[8]等重要生理活性。因此，蝦青素在保健品、食品、藥品、化妝品和飼料等市場有良好的應用前景[9]。2010 年，我國第17 號公告批準雨生紅球藻為新資源食品，雨生紅球藻來源的蝦青素被允許添加到除嬰幼兒食品的各類食品飲料中[10]。據Global Market Insights 市場數據顯示，預計到2024 年全球蝦青素市場規模將達8 億美元，其中北美市場年復合增長率將超過3.5%，亞太地區將成為市場增長的主要貢獻地區（超2.5 億美元）[11]。然而，天然蝦青素結構不穩定，易降解，導致其生物活性和生理功能降低，從而限制其應用。因此，提高天然蝦青素的穩定性是當前的研究熱點之一，目前已有許多蝦青素遞送系統的相關報道。但該領域處于起步階段，往往忽略了蝦青素提取和加工儲藏過程中穩定性的變化規律，缺乏綜合的基礎數據和系統性分析。只有全面了解影響天然蝦青素穩定性的因素及本質規律，才能更好開發和完善穩態化技術。

本文綜述了天然蝦青素自身結構、提取溶劑以及加工和儲藏環境條件對穩定性的影響規律及原因，歸納并比較了乳液、微膠囊、脂質體及納米封裝技術對天然蝦青素的保護效果、技術特點和穩態化基本原理，最后基于現有蝦青素穩態化技術提出幾點展望，為蝦青素的保護和遞送提供一定的參考價值。

1 蝦青素的概況

蝦青素（astaxanthin），又名變胞藻黃素、蝦紅素、蝦黃素、蝦黃質和龍蝦殼色素[12]，是目前發現的具有最強抗氧化活性的物質，其抗氧化能力遠遠高于維生素 E、β-胡蘿卜素、番茄紅素等現有的天然抗氧化劑，被稱為“超級維生素E”[13-14]。

1.1 蝦青素的化學結構

蝦青素共軛雙鍵鏈兩端的手性碳原子C-3 和C-3'分別以R或S 的形式存在，分別產生3 種立體異構體（如圖1（1）所示），即全順式（3S，3'S）、順-反式（3S，3'R）和全反式（3R，3'R），其中（3S，3'S）和（3R，3'R）異構體為鏡像（對映體）[15]。多個共軛雙鍵和末端含有的不飽和酮基使蝦青素具有活潑的電子效應，能吸引自由基未配對電子或向自由基提供電子，從而清除自由基，同時能夠通過物理方式淬滅單線態氧。

圖1 蝦青素的不同結構Fig.1 Different configurations of astaxanthin

蝦青素在其分子的線型部分有多個雙鍵，每個雙鍵都可以是Z 式（順式）或E 式（反式），全 E 結構是最穩定的結構，因為分支基團不競爭空間位置[16]。現已發現，天然蝦青素中9、13 和15 位有Z 式結構，因此蝦青素可能的幾何異構體有全E，（9Z），（13Z），（15Z）等（如圖1（2）所示）。同時，蝦青素在其末端環狀結構中各有一個羥基，這種自由羥基可與脂肪酸形成酯。一個羥基與脂肪酸成酯，稱蝦青素單酯，兩個則稱為雙酯（如圖1（3）所示）。酯化后，其疏水性及穩定性增強[16-17]。可見，天然蝦青素形態多樣，不同分子結構決定了蝦青素之間穩定性存在差異。

1.2 蝦青素的來源

目前，蝦青素的生產主要有化學合成、生物合成和天然提取三種方式。化學合成分為全合成和半合成法：全合成法是以化工原料為原材料，通過化學合成反應生成；而半合成法是利于角黃質、葉黃素和玉米黃質等類胡蘿卜素作為原料制備蝦青素[18]。此法需要多步化學反應和生物催化反應，且合成的蝦青素是多種構型的混合物，并含有副產物，合成過程存在較大安全風險[19]。生物合成法是利用酵母、藻類和細菌生產蝦青素的方法。此法生成的蝦青素結構明確（多為反式結構）、副產物少，但產率低、培養條件嚴格，實現大規模生產的關鍵在于使用廉價培養原料以及選育優質高產菌種[20]。目前從天然資源中提取蝦青素成本較低、可規模化生產，能夠緩解市場對蝦青素的需求。主要從雨生紅球藻、紅發夫酵母和蝦蟹甲殼等資源中采用植物油[21]、有機溶劑[22]、離子液體[23]和低共熔溶劑[24]等提取蝦青素。天然蝦青素在穩定性、抗氧化活性、生物吸收效果及安全性等方面普遍優于合成的蝦青素[25-27]。

2 天然蝦青素的穩定性及影響因素

天然蝦青素具有優良的功能特性，對開發相應的功能產品具有重要價值。然而，在實際應用中，首要面對的挑戰是蝦青素的不穩定。首先，蝦青素的共軛雙鍵使其具有活潑的化學性質。其次，不同溶劑的極性差異會影響溶解度和穩定性。最后，蝦青素在加工及儲藏等過程中易受光照、溫度等影響而發生降解。許多研究對蝦青素穩定性的分析只關注了其中的某一個方面，卻忽略了多重因素的影響。本文將從蝦青素自身結構、提取溶劑和加工及儲藏環境三個角度綜合分析天然蝦青素的穩定性影響因素及變化規律。

2.1 蝦青素自身結構

與葉黃素、維生素C、β-胡蘿卜素等相比，共軛雙鍵、羥基和酮基的存在使蝦青素兼具親水性和疏水性，也使其更容易與自由基反應，結構發生變化[28]。另一方面，大多數天然蝦青素以酯化形式存在，含有各種脂肪酸，包括C16:0、硬脂酸（C18:0）、C18:1、亞油酸（C18:2）和γ-亞麻酸（C18:3）[29]。研究表明，酯化蝦青素比游離蝦青素更穩定，例如，在含有DL-薄荷醇:辛酸的微乳液中，游離蝦青素的半衰期為13.86 d，而蝦青素酯半衰期為69.31 d[17]。而且穩定性與酯化程度呈正相關。此外，碳鏈長度的增加和脂肪酸不飽和度的降低有利于提高蝦青素酯的穩定性，其中蝦青素二十二碳六烯酸二酯是蝦青素酯中最穩定的形式[16]。

因此，在食品、醫藥和化妝品的生產加工中應當注意區分不同結構的蝦青素，明確其自身結構對穩定性的影響，針對性的采取保護措施，有效延長產品的貨架期，促進蝦青素的高效利用。

2.2 提取溶劑

溶劑與蝦青素分子間的相互作用對其穩定性有直接作用，而且不同的提取條件（溫度、時間等）對提取過程中蝦青素的結構都有重要影響，但以往的許多研究中忽略了溶劑性質本身對蝦青素的影響。蝦青素，不溶于水，具有脂溶性，易溶于氯仿、丙酮、苯等有機溶劑[22]和植物油、魚油等[21]。植物油提取的效果差且需要高溫，蝦青素易降解[30]；有機溶劑雖然提取率高，但有機溶劑的極性很強，不利于保持蝦青素結構的穩定[31]。因此理想的萃取技術應當兼具高萃取率和蝦青素穩定性兩大功能。研究證明，咪唑基離子液體（Ionic liquids，ILs），例如1-丁基-3-甲基咪唑氯（[BMIM][Cl]）、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（[BMIM][PF6]）等提取類胡蘿卜素的半衰期比丙酮高，說明ILs 提取的類胡蘿卜素比丙酮提取的穩定更好[23]。前期研究證明，疏水性季銨類和季膦類離子液體比咪唑類離子液體對蝦青素溶解性更強，而且蝦青素在三丁基氯化磷（[P4448]Cl）中濃度變化與色差參數呈現良好的數學關系[32]。但是，ILs 價格昂貴和生物相容性較差等缺點限制了其被廣泛用于商業提取蝦青素。

低共熔溶劑（Deep eutectic solvent，DES）是一種新興綠色溶劑，是氫鍵受體（HBA）和氫鍵供體（HBD）的共晶混合物。研究表明，蝦青素在低共熔溶劑微乳液中比在有機溶劑（乙醇、甲醇和丙酮）中表現出更好的穩定性[17]。此外用DES 萃取的蝦青素比用有機溶劑萃取的抗氧化活性要高[33]，且酸性DES 更有利于蝦青素的溶解[34]。因此，DES 是有機溶劑和離子液體的良好代替溶劑。綜上，對于蝦青素萃取溶劑的選擇要從成本、環保、安全、溶解度和穩定性等多個方面綜合考量。

2.3 加工及儲藏環境條件

2.3.1 光照 光對蝦青素有兩種作用效應：a.形成順反雙鍵電磁波譜向藍端漂移2～10 nm；b.加速蝦青素的氧化，載色體降解斷裂，光譜向紫外區漂移，并失去顏色[35]。將蝦青素提取液分別置于避光、室內自然光、紫外光和日光連續照射條件下，6 h 后日光照射的蝦青素保留率僅為0.57%，而避光樣品則無明顯變化[36]。與之類似，毛麗哈·艾合買提等[37]指出，紫外光會破壞蝦青素的穩定性。因此，蝦青素對日光和紫外光都十分敏感，在提取、儲藏和使用等過程中應注意避光。

2.3.2 溫度 高溫對大部分生物活性物質都具有顯著的破壞作用，蝦青素應低溫儲藏以減緩其降解。多項研究表明，蝦青素提取液的穩定性隨溫度升高而下降。例如，在4 ℃貯存的蝦青素提取液的吸光值保持不變，而70 ℃下貯存6 h 后蝦青素殘存率僅為30%左右[36]。類似的，將蝦青素油在60 ℃以下儲藏1 h 后，蝦青素的損失率不到2%，而當儲藏溫度達到80 ℃以上時，損失率超過20%[38]。

2.3.3 pH 環境酸堿性會不同程度地影響蝦青素的溶解及穩定性。弱堿性環境對蝦青素穩定性的影響不大，但長期弱酸環境會破壞穩定性[39]。此外，蝦青素酯在弱堿環境下會發生皂化反應轉化為游離蝦青素[37]。雖然蝦青素的溶解度和抗氧化活性在酸性條件下都顯著提高，但過酸會影響蝦青素的穩定性[32]。因此，在蝦青素儲藏過程中保持溶液呈現中性或弱堿性將有利于維持蝦青素結構和功能的穩定。

2.3.4 金屬離子 金屬離子會促進蝦青素的氧化，使其溶解褪色，甚至出現渾濁。宋素梅等[40]研究發現，Fe2+、Fe3+、Cu2+會使蝦青素的保留率發生明顯下降。不僅如此，Fe2+、Cu2+、K+的加入會使蝦青素提取液出現渾濁[36]。因此，在蝦青素的生產和運輸過程中，應盡量避免鐵器和含Fe2+和Cu2+物質的添加。

2.3.5 氧 氧會與蝦青素發生自動氧化、光敏氧化和化學氧化等。當蝦青素暴露在空氣中室溫25 ℃避光保存30 d 后，游離蝦青素的保留率僅為20%，而微膠囊化蝦青素可達80%[41]。這可能是因為空氣中的氧與蝦青素發生氧化反應，使蝦青素發生分解。有研究試圖采用添加抗氧化劑來提高蝦青素的穩定性，但是發現添加抗氧化劑2，6 二叔丁基對甲酚（BHT）不會提高蝦青素的穩定性，而且VC和Na2SO3這兩種抗氧化劑反而會使蝦青素穩定性降低[36]。這可能是由于蝦青素的抗氧化性能遠高于 VC、Na2SO3，蝦青素為保護 VC和Na2SO3不受氧化而自身發生氧化。

3 天然蝦青素的穩態化技術

天然蝦青素雖然具有較強的抗氧化性能，但它存在高度不飽和結構，使其暴露于高溫、光照等條件下時，有化學降解的傾向，會導致其褪色和生物活性的衰退，同時限制了它在食品、醫藥、化妝品領域的應用。為了提高蝦青素在應用領域的利用率，人們研究了不同的穩態化技術，包括乳液封裝技術、微膠囊化技術、脂質體和納米級別的封裝技術等。因此，下文將介紹以上各種技術用來包埋蝦青素的過程以及包埋后蝦青素的穩定性，同時對比不同穩態化技術的穩態效果及優缺點。

3.1 乳液運載體系

運載蝦青素的乳液體系是將蝦青素溶于有機相中，然后將該有機相充分分散于含有乳化劑的水相體系中，并在一定的外力作用下（如攪拌、均質、超聲波等）形成膠體體系[42]。除了傳統乳液，近年來逐漸興起的納米乳液、微乳液、Pickering 乳液和多層乳液，這些乳液制備技術、成分的更新迭代以及功能的多樣性都促進了蝦青素穩態化技術迅速發展（如表1所示）。

表1 運載蝦青素的乳液體系Table 1 Astaxanthin-loaded emulsion system

3.1.1 傳統乳液 傳統乳液也稱為常規乳液或巨型乳液，指液滴半徑在300 nm～100 μm 之間的粗分散體系，隨時間的推移有破乳的趨勢。以往蛋白質和多糖乳化劑的結合具有良好穩定作用，但在紫外線或熱處理下傾向于降解包埋在其中的物質[43]。最新研究發現，酪蛋白-咖啡酸-葡萄糖穩定的乳狀液因含有多酚類物質（咖啡酸）而有利于保護內部蝦青素對抗不利環境[44]。但傳統乳液本身動力學不穩定，如何進一步保持乳液本身的穩定性一直是該領域的難題。

3.1.2 納米乳液 納米乳液一般由水、油和表面活性劑組成，通過高壓均質法可以達到較小的粒徑（50～200 nm）而且動力學穩定，相比傳統乳液可以更好地提高活性物質的穩定性和生物利用度[45]。乳化劑的選擇及復合乳化劑的使用是制備性質優良的納米乳液的關鍵。

將以大豆卵磷脂為乳化劑制備的運載蝦青素納米乳液與游離蝦青素在同樣條件放置一周，前者的蝦青素的保留率為85.34%，遠大于后者的54.92%[46]。此外，小分子乳化劑、蛋白質和多糖的混合物被證明可大大提高所制備乳液的特性[47]。比如，使用復合乳化劑（聚山梨酸20、酪蛋白酸鈉、阿拉伯膠）制備蝦青素納米乳液，在25 ℃保存8 周后，蝦青素的降解率僅為20%[48]。但是，高壓均質易使體系中敏感化合物結構發生變化，生物活性降低且熱力學不穩定，這些問題仍需進一步解決。

3.1.3 微乳液 與納米乳液相比，微乳液的粒徑較小（10～100 nm 之間）且呈透明狀，在表面活性劑的作用下能夠自發形成，屬于熱力學穩定的體系[49]。微乳液具有良好特性，包括優良的穩定性、低粘度和強增溶親脂性化合物的能力，是一種兼顧溶解度和穩定性的蝦青素萃取溶劑。近年來，離子液體基微乳液[50]和低共熔溶劑基微乳液[17]在蝦青素的提取及穩定性方面表現出良好的效果。與有機溶劑相比，微乳液能提高蝦青素的溶解性，而且游離蝦青素和蝦青素酯在低共熔溶劑基微乳液中表現出來的貯藏穩定性比在有機溶劑中更好[17]。

3.1.4 Pickering 乳液 傳統的表面活性劑（如多糖和蛋白質）穩定的乳液，通常熱力學不穩定，隨著時間的推移，發生絮凝、聚結和奧斯特瓦爾德成熟而分解。而Pickering 乳液通過膠體顆粒提高自身的穩定性[51]。常見的膠體顆粒有蛋白基顆粒（如羽扇豆蛋白顆粒[52]）或多糖-蛋白基顆粒（如醇溶蛋白和海藻酸鈉[53]）。同時 Pickering 乳液運載的蝦青素對熱、高溫或金屬離子的耐受力比游離蝦青素更強[54]。

3.1.5 多層乳液 “多層乳液”是一種包埋蝦青素的新興技術，它由許多生物聚合物層（或乳化劑）包裹脂滴組成，這些脂滴通過吸引的靜電相互作用沉積在彼此上組成[55]。研究表明，在貯藏過程中，殼聚糖-果膠多層乳液中蝦青素的降解速度要比在傳統乳液中慢3～4 倍[56]。但是，多層乳液技術也面臨挑戰，首先要設計出合理的系統組成，其次優化影響穩定性的多種因素（如生物聚合物類型、液滴濃度、離子強度等）。

無論是常規乳液還是近年來逐漸興起的納米乳液、微乳液、Pickering 乳液和多層乳液，自身性質的不穩定極大地限制了其作為蝦青素等生物活性物質封裝及運載體系的應用，目前該領域的研究重點主要集中在提高乳液本身的穩定性。相比而言，微乳液、Pickering 乳液和多層乳液因含有兩親性的物質，乳液穩定性顯著提高。但是進一步提高蝦青素的提取率、封裝效果以及儲藏穩定性的探索還十分缺乏，需要在乳液組成方面加強理論研究。

3.2 微膠囊化運載體系

3.2.1 基本方法 將蝦青素包覆于壁材基質（液體/固體、均勻/非均勻材質等）中，可以保護蝦青素免受外界干擾[61]。常見方法包括噴霧干燥法[62]、冷凍干燥法[63]和復凝聚法[64]等。表2 列舉了這幾種蝦青素微膠囊包埋技術的工藝參數、包埋效果、穩態效果等。噴霧干燥法快速、簡單、經濟，但干燥溫度過高會損害芯材[62]。相比而言，冷凍干燥法的低溫凍結狀態能有效保護內部的蝦青素，但耗時長，運行成本高[63]。復凝聚法雖不需要有機溶劑和高溫，適用于食品領域，但此法的包封率普遍偏低[65]。因此，明確各法的原理、使用條件、工藝參數及優缺點對制備良好性能的蝦青素微膠囊具有重要意義。

表2 包埋蝦青素的微膠囊體系Table 2 Astaxanthin-loaded microencapsulation system

3.2.2 常見壁材 壁材的組成和選擇對微膠囊性質至關重要，同時也是獲得高效率和性能優越的微膠囊產品的條件。理想的壁材應當具備：高濃低粘（高濃度時具有良好的流動性）、優越的乳化性能、易干燥和脫溶以及價格低廉等優點[66-67]。常見壁材包括碳水化合物類（蔗糖、麥芽糊精、玉米纖維）、親水膠類（阿拉伯膠和腰果膠）、蛋白質類（乳清蛋白和明膠）和油脂類（蔗糖脂肪酸酯、卵磷脂）。

實際應用過程中通常將幾種壁材混合使用，例如蛋白質和碳水化合物的復配、蛋白質和親水膠類的復配等。壁材復配的種類及比例是微膠囊包埋的過程中形成穩定體系的關鍵因素，但需根據應用要求合理復配。

a.碳水化合物之間的復配以及與蛋白質或親水膠類的復配。碳水化合物雖具有低黏度和很好的溶解性，但由于其高孔隙率和低乳化能力，常與蛋白質或者膠體復配達到高致密性效果[68-69]。比如，玉米醇溶蛋白和低聚殼寡糖（OCH）以1:1 的比例作為壁材制備的蝦青素微膠囊，不僅包封率高（94.34%±0.64%），而且能抵御紫外光的照射，蝦青素保留率為82.4%，遠大于游離蝦青素的60%[69]。此外，添加乳化劑可顯著改善蝦青素穩定性和包封效率[41]。

b.蛋白質和親水膠類的復配。蛋白質雖然具有良好的乳化性能，但蛋白顆粒易聚集且易被蛋白酶水解。但親水膠體能改善蛋白質的表面活性及黏度，增強壁材的穩定性。例如，用乳清蛋白和阿拉伯膠作為壁材包埋蝦青素酯制備的微膠囊被發現對強酸（pH4）環境有良好的抗性[64]。

c.油脂類與碳水化合物的復配。研究表明，以β-環糊精和蔗糖脂肪酸酯（配比1:1）作為壁材包埋的蝦青素在不同溫度下的穩定性比游離蝦青素更好[63]。可能的原因是蔗糖脂肪酸酯等油脂類物質能促進β-環糊精結晶化，在分子表面形成致密網狀結構，穩定內部的蝦青素。

雖然蝦青素微膠囊通過幾種壁材的復配能夠達到良好的穩態效果和封裝效率，但是壁材之間的相互作用以及微觀分子結構尚不清晰，需要加強分子水平的深入研究，才能為封裝蝦青素的微膠囊的精準設計提供理論依據。

3.3 脂質體運載體系

脂質體是由同心磷脂雙分子層分散在水相中，經自聚集形成的超微球狀多孔粒子，具有內外層親水，中間帶有疏水層的囊泡結構[76]。它不僅可以在水核內包封極性物質，也可在磷脂形成的非極性區域包封非極性物質。通常脂質體的制備方法有溶劑注入法[77]、反相蒸發法[78]、薄膜分散法[76]、薄膜超聲法[79]等。

如表3 所示，以磷脂酰膽堿為原料制備的蝦青素脂質體，包封率達到97.68%，且表現出良好的貯藏穩定性[80]。但是常規脂質體會有缺陷，如易氧化、易聚集。因此脂質體的表面修飾是提高穩定性和封裝效率的因素。各種多糖（如殼聚糖[81]）、蛋白質（如乳鐵蛋白）已被用作膜表面改性劑。Wu 等[82]研究指出，脂質體包封蝦青素比游離蝦青素的保留率提高10%，同時磷脂酰膽堿半乳糖和磷脂酰膽堿新瓊脂糖等改性脂質體與原始的磷脂酰膽堿脂質體相比，蝦青素的封裝效率及抗氧化活性更高，修飾磷脂的極性頭存在的大量羥基有助于在膜表面形成氫鍵提高穩定性。

表3 運載蝦青素的脂質體體系Table 3 Astaxanthin-loaded liposome system

除單一脂質體外，復合脂質體的制備也是近年來的研究熱點。脂質體的雙層囊泡結構能將蝦青素和細菌素分別包埋在脂層和水層中，且互不影響，是同時具有抗氧化和防腐作用的物質[78]。制備脂質體所需的輔料與設備所需的成本都相對較高，而且高劑量脂質體可能會產生高毒性。目前脂質體穩定蝦青素的安全性評價的相關研究還很缺乏。

3.4 納米級別的運載體系

除了納米脂質體和納米乳液外，還有納米顆粒和納米分散體等封裝蝦青素的技術。

3.4.1 納米顆粒 納米顆粒通常由天然聚合物組裝，比如，蛋白質、多糖和合成聚合物等[39]。它是一種具有特殊物理性質（如均勻性、強滲透性等）的理想載體，可以用于包裹活性物質，減少外界影響，并在接受特定刺激后實現靶向釋放[84-85]。納米顆粒載體的選擇會對穩定蝦青素發揮不同的效果。例如，當包裹于多糖-蛋白質（海藻酸鹽和殼聚糖）制備的聚合物納米顆粒時，蝦青素的水溶性、穩定性及生物活性都顯著增強[86-87]。如表4 所示，納米顆粒包裹蝦青素已經被證明可改善其穩定性。但納米顆粒潛在的毒性會對人體健康和環境造成影響[88]。

表4 運載蝦青素的納米顆粒和納米分散體體系Table 4 Astaxanthin-loaded nanoparticles and nanodispersions system

3.4.2 納米分散體 納米分散體是將納米顆粒穩定分散于分散介質中形成的膠體體系[89]。納米分散體中的蝦青素是通過乳化劑穩定的，設計的關鍵在于優化乳化劑類型及用量[90]。例如，采用明膠和其他活性物質組合使用時可改善穩定效果，其中明膠與酪蛋白酸鈉復合作為乳化劑的納米分散體表現出最低的蝦青素降解率[90]，原因可能是酪蛋白酸鈉結構上存在半胱氨酸殘基、二硫鍵等官能團，可清除自由基，防止脂質氧化[91]。適當的乳化劑組合因能在界面上形成分子復合物，從而提高乳液分散性能，發揮穩定蝦青素的效果[92-93]（如表4 所示）。

3.5 蝦青素穩態化技術的比較

3.5.1 穩定性效果 雖然現在對天然蝦青素的穩態化技術研究日益增多，但是不同方法之間的比較研究十分缺乏。對比表1 至表4，根據不同穩態化技術的原理以及蝦青素的儲藏效果可以得出的結論是：微乳液固有的熱力學穩定性以及采用膠體顆粒代替傳統乳化劑的 Pickering 乳液的穩定蝦青素效果比傳統乳液的效果好（蝦青素的降解率普遍小于20%）；包裹在微膠囊中的蝦青素因為壁材的保護作用，其穩定性優于自身穩定性較差的乳液體系，蝦青素保留率可以達到85%。蝦青素在脂質體、納米顆粒和納米分散體同樣能起到保護蝦青素的效果，但與原材料和工藝參數等因素有關。因此，應綜合考慮并根據實際情況選擇最理想的穩態化方法。

3.5.2 各項技術存在的問題 雖然現有的蝦青素穩態化技術在不同程度上提高了蝦青素的穩定性，但也存在各自的問題亟待解決。乳液體系自身穩定性較差，所以使用的乳化劑含量較高，不僅增加了生產成本，同時加大了乳液運載的難度[58]。微膠囊化技術通常需要借助噴霧干燥等產生微小粒徑，工藝復雜，設備投入高以及生產能耗大[45]。脂質體所需的輔料與設備所需的成本都相對較高，且高劑量脂質體可能會產生高毒性[76]。制備性能良好的納米分散體面臨粒徑較大、制備工藝復雜、原料昂貴且儲存困難、不易實現規模化生產的困境[90]。

4 結論與展望

天然蝦青素具有極高的生物活性和藥用價值，在食品、醫藥以及化妝品領域有廣闊的應用前景。但是，天然蝦青素因自身結構、提取過程以及儲存環境表現出性質的和功能的不穩定性限制了其生物功能的發揮。乳液、微膠囊、脂質體、納米顆粒及納米分散體等多種蝦青素運載體系的構建有助于提高天然蝦青素的穩定性，并展現出不同的技術特點。就目前而言，蝦青素的乳液、微膠囊、脂質體及納米顆粒等運載體系正以不同速度發展。但是，整體而言，現有蝦青素穩態化技術仍處于初步研究階段，且還有許多科學問題需要解決，因此今后應該注意以下幾點：a.加強基礎研究，結合分子模擬等技術從分子水平設計乳化劑的復配或壁材的復配，優化穩態系統的結構，提高天然蝦青素的封裝和穩定效果；b.尋求更綠色、更智能的體系，如采用低共熔溶劑、新型表面活性劑以及響應型乳液；c.關注蝦青素的提取體系、穩態體系和應用遞送體系三者之間的關聯性和連續性；d.加快對蝦青素穩態化體系安全性評價方法和評價體系的建立。