综述：虾青素：天然多功能分子、来源、健康益处及工艺进展

这篇综述系统阐述了虾青素（Astaxanthin）作为天然二酮类胡萝卜素叶黄素的多元价值，聚焦其抗炎、抗氧化（anti-inflammatory, antioxidant）、抗癌（anti-cancer）等健康效应，并剖析了微藻（microalgae）、酵母等天然来源的产业化潜力。文章重点评述了上下游工艺革新：上游通过优化生物过程设计提升生物量，下游采用深共熔溶剂（DES）双水相体系（99.64%回收率）和超临界CO2萃取等绿色技术，同时涵盖珠磨（bead milling）、脉冲电场（PEF）等细胞破壁技术，契合SDG 3（健康）和SDG 12（可持续生产）目标。

　　

天然瑰宝：虾青素的生物活性与来源

虾青素（Astaxanthin）作为酮类胡萝卜素家族的明星分子，其分子结构中共轭双键与酮基的独特组合，赋予其较β-胡萝卜素强百倍的抗氧化能力。这种脂溶性色素不仅能够穿透血脑屏障和血视网膜屏障，更通过清除自由基（ROS）和抑制NF-κB通路展现出抗炎、抗凋亡的双重机制。在抗肿瘤领域，其通过下调MMP-9表达抑制癌细胞转移的特性备受关注。

生物工厂：微藻领衔的天然生产者

雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）以占干重5%的虾青素积累率成为微生物界的"产能冠军"，其囊泡结构在胁迫条件下可呈指数级增产。比较研究发现，红法夫酵母（Xanthophyllomyces dendrorhous）的28小时倍增速度更适工业化发酵，而南极菌株Paracoccus carotinifaciens则展现了低温生产的独特优势。植物来源如栀子果实中虾青素酯化形式的研究，为素食来源开发提供了新思路。

技术革命：从培养到提取的绿色升级

上游工艺中，两阶段培养策略——先优化氮磷比促进生物量积累，后通过高光强（300 μmol/m²/s）和盐胁迫诱导虾青素合成，使微藻产量提升3.8倍。下游环节，深共熔溶剂（DES）与双水相系统（ATPS）的组合首次实现99.64%回收率，而超临界CO₂在35MPa、50℃参数下选择性萃取非酯化活性成分。物理破壁技术中，高压均质（2000 bar）与脉冲电场（PEF, 20 kV/cm）的联用方案使细胞通透性提高至92%，能耗降低40%。

健康蓝图：从实验室到临床的转化潜力

在SDG 3框架下，虾青素的临床价值图谱日益清晰：每日6mg剂量即可使糖尿病患者HbA1c下降1.2%，其激活AMPK通路改善胰岛素敏感性的机制被多项RCT研究验证。心血管领域，通过调节LOX-1受体抑制LDL氧化，实现动脉粥样硬化斑块面积缩减28%。值得注意的是，微藻来源的3S,3'S异构体相比合成品展现出更显著的Nrf2通路激活效率，这为天然来源产品的溢价提供了科学依据。

可持续未来：产业与生态的平衡之道

采用生命周期评估（LCA）方法比较显示，基于微藻的光生物反应器系统耦合光伏能源，可使碳足迹降低62%。欧盟Novel Food认证的进展与我国《新食品原料目录》的更新，共同推动着这个价值27亿美元的市场向SDG 12目标迈进。最新研究甚至探索利用虾青素-壳聚糖纳米颗粒（AST@CS NPs）实现靶向递送，这预示着下一代精准营养技术的到来。