《Food Bioscience》：Shrimp by-product-derived astaxanthin modulates gut microbiota composition and proteolytic metabolism: valorization of a sustainable bioactive ingredient
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摘要虾青素是一种生物活性类胡萝卜素，作为功能性食品成分正受到越来越多的关注，但关于其从可持续来源中的回收及其与肠道菌群的相互作用仍缺乏充分的表征。在本研究中，通过超声辅助提取从虾副产物（Parapenaeus longirostris）中回收了富含虾青素的提取物，并通过 HP
摘要
虾青素是一种生物活性类胡萝卜素，作为功能性食品成分正受到越来越多的关注，但关于其从可持续来源中的回收及其与肠道菌群的相互作用仍缺乏充分的表征。在本研究中，通过超声辅助提取从虾副产物（Parapenaeus longirostris）中回收了富含虾青素的提取物，并通过 HPLC 和 UPLC-ESI-TQ-MS 进行了详细的化学表征，证实虾青素是主要的类胡萝卜素（占定量部分的 80.4%），并伴有明确的异构体谱。为了评估该成分在结肠水平的生物活性，在接种了来自三名健康人类供体粪便菌群的体外结肠发酵中测试了生理相关浓度，从而能够捕捉个体间变异性。通过 16S rRNA 基因测序和基于培养的方法评估微生物动态，并通过短链脂肪酸和铵的产生确定功能反应。虾青素补充诱导了供体依赖性反应，在与健康相关的属包括双歧杆菌属（Bifidobacterium）、粪杆菌属（Faecalibacterium）、罗氏菌属（Roseburia）和粪球菌属（Coprococcus）在响应性供体中增加，而潜在的促炎分类群如大肠杆菌 - 志贺氏菌属（Escherichia–Shigella）、双球菌属（Bilophila）和脱硫弧菌属（Desulfovibrio）则减少。在功能上，虾青素减弱了蛋白水解代谢，表现为铵和支链脂肪酸水平降低，表明有选择性地转向更偏向糖酵解和代谢有利的微生物谱。总体而言，虾源虾青素以菌群依赖性方式作为肠道微生物代谢的选择性调节剂，这些发现支持将甲壳类副产物增值利用为生物活性虾青素的可持续来源，在面向肠道健康的成分中具有广阔的应用前景。
章节片段
引言
虾青素是一种生物活性极高的叶黄素类胡萝卜素，天然存在于微藻、甲壳类动物和鲑科鱼类中，以其强大的抗氧化和抗炎特性而闻名。作为一种具有独特极性 - 非极性 - 极性分子结构的脂溶性化合物，虾青素可以跨越细胞膜的脂双层，在那里稳定膜完整性并在膜表面和脂质核心内部提供抗氧化保护。通过这种定位，
虾副产物中虾青素的提取及初步表征
虾（Parapenaeus longirostris）副产物收集自克罗地亚 Mravince 的当地公司 Centaurus Ltd.。虾未用任何物质处理黑变病。虾加工后，副产物（外骨骼、头）在 2 ± 1°C 的温度下用冰送至实验室，并在 MultiDrive 控制磨（IKA-Werke GmbH & Co. KG, Staufen, Germany）中以 10,000 rpm 均质化。粗提取物是使用超声辅助提取 (UAE) (DU-100
虾青素提取物的表征及分析监测
通过分光光度法测定的虾青素浓度为 8.06 ± 0.01 μg/mL。提取物经过皂化后通过 HPLC 分析，证实了虾青素作为主要类胡萝卜素的存在（图 S1）。为了进一步确保在虾外骨骼的复杂脂质基质中的分析选择性，提取物还通过 UPLC–ESI–TQ MS 进行评估以定量虾青素并评估其异构体谱。这种补充方法
结论
结果表明，虾源虾青素补充在维持微生物活性的同时，以供体依赖性方式调节了群落组成和代谢活性。在结肠发酵中，该胡萝卜素倾向于减弱蛋白水解代谢，表现为铵和支链脂肪酸水平较低，并调节糖酵解发酵，保持平衡的 SCFA 谱。这些功能效应与供体依赖性组成
CRediT 作者贡献声明
Natalia Molinero: 写作 - 初稿，数据整理。 Edgard Rela?o de la Guía: 方法学，数据整理。 Toni Juri? ?olto: 方法学，数据整理。 Martina ?agalj: 方法学，数据整理。 Vida ?imat: 写作 - 审阅与编辑，资源，项目管理，资金获取，概念化。 Carolina Cueva: 写作 - 审阅与编辑，方法学。 Mikel Roldán: 写作 - 审阅与编辑，写作 - 初稿，调查，形式分析，数据整理。 Mara
未引用参考文献
Abd El-Ghany et al., 2023; Cabanillas-Bojórquez et al., 2021; EFSA Panel on NutritionNovel Foods and Food Allergens, 2020; Ma et al., 2026; Martin et al., 2023; Mirzaee Kalaei et al., 2026; Panagiotakopoulos and Nasopoulou, 2024; Tan et al., 2021; Zhu et al., 2023; Zou et al., 2023.
数据可用性
原始 16S rRNA 基因扩增子序列已存入序列读档库 (SRA)，BioProject 登录号 PRJNA1441521。随附本文章的补充信息包含与本手稿中图表相关的数据。
伦理声明
? 作者声明他们没有已知的竞争性财务利益、伦理问题或个人关系，这些因素可能会被认为影响了本综述的工作。
资助
本工作得到了 PRIMA 计划资助，项目编号 InnoSol4Med (项目 ID 1836)，由 欧盟 支持，并得到 克罗地亚 科学教育部 和西班牙科学、创新与大学部 (PID2023-148419OB-I00) 的共同资助。
竞争利益声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些因素可能会被认为影响了本文报告的工作。
致谢
我们感谢 R. de Diego (CIAL-CSIC) 提供的宝贵技术支持。
Mikel Roldán|Martina ?agalj|Toni Juri? ?olto|Edgard Rela?o de la Guía|Natalia Molinero|Carolina Cueva|Vida ?imat|M. Victoria Moreno-Arribas
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