陜夢(mèng)迪，張芳，，*，張怡，3，王昭凱，楊隆河，胡凡

（1.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建福州350002；2.自然資源部第三海洋研究所，海洋生物資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，福建廈門361005；3.中愛國際合作食品物質(zhì)學(xué)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究中心，福建福州350002）

葉黃素（lutein），又名“植物黃體素”，普遍存在于植物的葉片、花朵中，目前工業(yè)提取主要來源于萬壽菊等植物。萬壽菊種植周期長，土地占用及人力成本較高，提取效率低，難以滿足日益增長的市場(chǎng)需求，因此尋求新的葉黃素工業(yè)生產(chǎn)原料尤為緊迫。微藻生長周期短，采用反應(yīng)器培養(yǎng)有效突破耕地占用和自然氣候影響，更適于工業(yè)化生產(chǎn)管理及質(zhì)量控制，是葉黃素生產(chǎn)的潛力來源之一[1]。本文從葉黃素高產(chǎn)藻種篩選、葉黃素合成代謝調(diào)控途徑優(yōu)化、葉黃素高效節(jié)能提取工藝探索及葉黃素功能活性發(fā)現(xiàn)等方面展開綜述，期望對(duì)進(jìn)一步推動(dòng)微藻葉黃素的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論參考。

1 葉黃素高產(chǎn)微藻種類

許多綠色植物和果蔬中都含有葉黃素，根據(jù)美國數(shù)據(jù)庫顯示，每100 g 綠色蔬菜中葉黃素含量最高可達(dá)40 mg 左右，但主要以純結(jié)晶的形式存在，人體吸收利用率低[2]。小球藻、柵藻、衣藻等微藻中都含有葉黃素，但不同藻種生物量、葉黃素含量和產(chǎn)量也不盡相同，具體見表1。

表1 微藻及其它植物葉黃素含量比較Table 1 Comparison of lutein content in microalgae and other plants

相比而言，小球藻屬葉黃素含量較高，其中選育的突變株Chlorella zofingiensis CZ-bkt1 葉黃素含量高達(dá)13.81 mg/g，是萬壽菊的16 倍，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。

2 提高葉黃素產(chǎn)量的代謝調(diào)控策略

2.1 基因工程改造

隨著生物技術(shù)的發(fā)展，高等植物中葉黃素的合成途徑及關(guān)鍵限速酶已比較清晰，如圖1 所示[15]。

圖1 高等植物中葉黃素的合成途徑和關(guān)鍵酶的作用Fig.1 Synthetic pathway of lutein and the role of key enzymes in higher plants

目前利用分子生物學(xué)手段或誘變方式促進(jìn)微藻葉黃素積累的主要途徑有：（1）過量表達(dá)微藻葉黃素合成途徑中的關(guān)鍵酶基因。如在Chlamydomonas reinhardtii中過量表達(dá)八氫番茄紅素合成酶（phytoene synthase）基因，使葉黃素含量從1.95 mg/g 提高到4.29 mg/g[16]。（2）誘變篩選葉黃素高產(chǎn)藻種。如通過化學(xué)誘變劑甲基硝基亞硝基胍（N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine，MNNG）處理小球藻獲得突變體藻株CZ-bkt1，葉黃素含量可達(dá)（13.81±1.23）mg/g[8]。（3）在葉黃素含量較低的微藻中，轉(zhuǎn)入更高效率的功能基因。如建立根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)普通小球藻的遺傳轉(zhuǎn)化體系，將IPP 異構(gòu)酶基因（idi）轉(zhuǎn)入普通小球藻中，葉黃素含量最高達(dá)0.84 mg/g，與野生型相比提高了30.95%，葉黃素產(chǎn)量最高達(dá)1.98 mg/L，提高了36.77%；將透明顫菌血紅蛋白基因（vgb）轉(zhuǎn)入普通小球藻中，葉黃素含量最高達(dá)0.88 mg/g，與野生型相比提高了5.93%，葉黃素產(chǎn)量最高達(dá) 2.91 mg/L，提高了 47.19%[17]。

2.2 培養(yǎng)方式及發(fā)酵條件優(yōu)化

2.2.1 培養(yǎng)方式優(yōu)化

除光能自養(yǎng)外，一些微藻還能通過異養(yǎng)或混養(yǎng)等多種營養(yǎng)方式培養(yǎng)，針對(duì)不同藻種探索最佳培養(yǎng)方式能有效提高葉黃素產(chǎn)量。通過比較不同培養(yǎng)方式對(duì)Scenedesmus obliquus 產(chǎn)葉黃素的影響，發(fā)現(xiàn)同時(shí)添加葡萄糖與光照混合培養(yǎng)時(shí)葉黃素產(chǎn)量最高，達(dá)6.45 mg/L，是自養(yǎng)的2.6 倍，異養(yǎng)的26.9 倍[18]。謝友坪等[12]通過脈沖式添加氮源（即根據(jù)氮源的消耗定時(shí)添加氮源）培養(yǎng)藻株F51，當(dāng)初始氮源耗盡時(shí)，開始脈沖流加濃度為880 mmol/L 的硝酸鈉溶液，使培養(yǎng)液中氮源濃度達(dá)到2.2 mmol/L，待氮源耗盡時(shí)，再次開始脈沖流加氮源，葉黃素的產(chǎn)率達(dá)3.56 mg/L/d。劉龍軍[19]在1L 發(fā)酵罐中進(jìn)行Chlorella protothecoides 的間歇流加培養(yǎng)時(shí)，葉黃素產(chǎn)量達(dá)40 mg/L，比分批培養(yǎng)提高了23.8%，實(shí)現(xiàn)了葉黃素的高效積累。Ho 等[20]用補(bǔ)償率為10%的新鮮培養(yǎng)基半連續(xù)操作來培養(yǎng)微藻FSP-3，生物量達(dá)1 304.8 mg/L/d，葉黃素生產(chǎn)率達(dá)6.01 mg/L/d。

2.2.2 發(fā)酵條件優(yōu)化

1）培養(yǎng)基碳、氮源優(yōu)選。研究發(fā)現(xiàn)不同碳氮源對(duì)微藻生長及葉黃素合成有顯著影響，有機(jī)碳源和無機(jī)氮源更有利于葉黃素合成。如在培養(yǎng)Prochlorococcus sp.時(shí)以尿素為氮源代替硝酸鈉，葉黃素含量從2.54 mg/g增加到3.34 mg/g[21]，以葡萄糖和硝酸鉀為碳源和氮源培養(yǎng)小球藻，葉黃素產(chǎn)量可達(dá)3.07 mg/L/d[22]，以醋酸鈉和硝酸鈉作碳氮源，葉黃素產(chǎn)量達(dá)3.97 mg/L/d[23]。

2）溫度、光照和通氣量等條件優(yōu)化。不同藻種合成葉黃素的最佳溫度有所差異，柵藻在30 ℃時(shí)葉黃素產(chǎn)量達(dá)3.6 mg/L/d[24]，耐溫微藻F51 在35 ℃時(shí)葉黃素產(chǎn)量達(dá) 3.05 mg/L/d[11]。其次，Ho 等[25]比較白、紅、藍(lán)、綠4 種單色光源對(duì)6 種微藻葉黃素產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明白光更有利于葉黃素積累，其中S.obliquus FSP-3在白光下的葉黃素含量達(dá)（4.84±0.23）mg/g。另外，提供合適的增量光照（初始光強(qiáng)50 μmol/m2/s，每8 h 增加一次，直到最適光強(qiáng)260 μmol/m2/s）可使葉黃素產(chǎn)量達(dá)5.35 mg/L/d[26]。通入高濃度CO2，在形成酸性環(huán)境條件的同時(shí)增大碳源的供給，使新型酸性環(huán)境微藻Coccomyxa onubensis 的葉黃素產(chǎn)量高達(dá)5 mg/g～6 mg/g（干重）[27]。

3）脅迫條件促進(jìn)色素積累。通常情況下，微藻細(xì)胞指數(shù)生長期與次級(jí)代謝產(chǎn)物積累期并不同步。微藻培養(yǎng)至穩(wěn)定期后，由于營養(yǎng)物質(zhì)的消耗和環(huán)境條件的改變，可能會(huì)導(dǎo)致葉黃素的產(chǎn)量上升緩慢甚至不再上升，這時(shí)可以改變?cè)袟l件，增加脅迫條件如饑餓、高溫、高壓、高滲、活性氧等來誘導(dǎo)葉黃素大量積累。研究發(fā)現(xiàn)氮脅迫（低氮可能誘導(dǎo)細(xì)胞啟動(dòng)葉黃素保護(hù)機(jī)制）、磷脅迫（磷是細(xì)胞膜磷脂和一些酶的重要組成元素，磷可以通過影響PSY 酶的活力進(jìn)而影響葉黃素產(chǎn)量）和高溫脅迫（柵藻對(duì)高溫有一定的適應(yīng)能力，生物量略有下降但有利于葉黃素的積累，然而溫度過高可能會(huì)導(dǎo)致藻體大量死亡）對(duì)柵藻葉黃素積累影響較大，當(dāng) NaNO3濃度 1.5 g/L，K2HPO4濃度 0.01 g/L，45 ℃下脅迫4 h 時(shí)，葉黃素含量提高了38.9%[18]。此外，劉龍軍[19]發(fā)現(xiàn)，低濃度的化學(xué)氧化劑對(duì)葉黃素的合成有利，在含有0.5 mmol/L Fe2+的培養(yǎng)基中加入0.1 mmol/L的H2O2，或加入0.01 mmol/LNaClO 時(shí)，葉黃素含量較不加氧化劑時(shí)均有顯著提高。這可能是因?yàn)樵谕饨绛h(huán)境中活性氧濃度較低時(shí)，自身抗氧化物不足以猝滅活性氧的微藻細(xì)胞受到攻擊從而促使細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生抗氧化物質(zhì)如葉黃素，猝滅活性氧來保護(hù)細(xì)胞不被傷害；但當(dāng)活性氧濃度過高時(shí)，細(xì)胞中的抗氧化物不足以清除活性氧，從而導(dǎo)致細(xì)胞損傷甚至死亡。

4）前體物質(zhì)或稀土元素添加。如番茄汁在添加3 mL/L 時(shí)葉黃素含量和產(chǎn)量分別達(dá)2.18 mg/g 和21.89 mg/L，這可能是因?yàn)榉阎泻腥~黃素合成的主要前體物質(zhì)—番茄紅素，能夠使得葉黃素合成和積累增加；亮氨酸濃度在20 mg/L 時(shí)，葉黃素含量和產(chǎn)量都達(dá)到了最高值，分別為2.16 mg/g 和20.19 mg/L，這可能是因?yàn)榱涟彼峥赊D(zhuǎn)化為甲羥戊酸的前體物，而甲羥戊酸是AcCoA 合成IPP 途徑的中間代謝產(chǎn)物，間接促進(jìn)葉黃素合成[28]。Franz 等[29]發(fā)現(xiàn)稀土元素能提高微藻細(xì)胞的生長速率，同時(shí) Ce3+、Gd3+、La3+和 Sc3+的存在使葉黃素的含量增加，而Pr3+和Lu3+則使葉黃素含量降低，但是稀土元素促進(jìn)葉黃素合成的機(jī)制尚未清楚。

3 葉黃素提取工藝

3.1 有機(jī)溶劑浸提法

有機(jī)溶劑浸提法是提取微藻葉黃素最簡便有效的方法。桂林等[30]用甲醇-二氯甲烷（2 ∶1，體積比）為提取劑，對(duì)蛋白核小球藻中的葉黃素進(jìn)行提取，提取率達(dá)87.1%；將甲醇變?yōu)?5%乙醇，葉黃素含量達(dá)4.28 mg/g[31]；若用乙醇代替水，同時(shí)用二氯甲烷提取小球藻中葉黃素，含量從（0.20±0.00）mg/g 增加到（0.69±0.08）mg/g，提高了約 3.5 倍[32]。

除上述常用的有機(jī)溶劑外，Chen 等[33]用四氫呋喃（tetrahydrofuran，THF）作萃取劑對(duì)小球藻MB-1 進(jìn)行萃取，葉黃素回收率達(dá)99.5%，遠(yuǎn)高于乙醇作萃取劑時(shí)葉黃素回收率（86.2%）。

3.2 前處理與溶劑提取結(jié)合

因微藻細(xì)胞壁的存在，單純使用有機(jī)溶劑提取葉黃素效率低，采用超聲破碎、脈沖電場(chǎng)（PEF）穿孔或纖維素酶破壞微藻細(xì)胞壁的前處理工藝能有效提高葉黃素提取率。超聲波提取技術(shù)主要是利用超聲波的空化作用加速物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，提高溶劑透過率，超聲波的熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)也進(jìn)一步促進(jìn)葉黃素溶出。Deenu 等[34]優(yōu)化了小球藻濕藻體超聲提取葉黃素的工藝，在超聲強(qiáng)度 56.58 W/cm2，超聲頻率 35 kHz，料液比（mg/mL）3 ∶1 時(shí)，37.7 ℃提取 5 h 后葉黃素得率為 （3.16±0.03）mg/g。鄭偉[18]選擇甲醇 ∶二氯甲烷（3 ∶1）為葉黃素的提取劑，當(dāng)料液比（mg/mL）為 2 ∶1，超聲功率為135 W，超聲20 min 時(shí)，葉黃素的含量達(dá)到3.17 mg/g，這與Deenu 等的研究結(jié)果相近。25 ℃～30 ℃、電場(chǎng)強(qiáng)度25 kV/m 時(shí)，采用脈沖電場(chǎng)技術(shù)（pulsed electric fields，PEF）輔助提取小球藻葉黃素，提取率提高了3.5 倍～4.2 倍[35]。纖維素酶能破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，反應(yīng)條件溫和，不僅能提高提取效率，還可減少有機(jī)溶劑的使用。蓋霞等[36]采用酶法對(duì)藻粉中的葉黃素進(jìn)行提取，當(dāng)纖維素酶∶木聚糖酶體積比為3 ∶2，酶添加量為5 mL，酶解2.5 h 時(shí)，葉黃素提取量為2.18 mg/g。

3.3 超臨界CO2萃取法

超臨界流體萃取是利用壓力和溫度變化對(duì)超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。將超臨界流體與葉黃素混合，然后通過減壓、升溫使超臨界流體變成普通氣體，而葉黃素則完全或基本析出。這項(xiàng)技術(shù)具有操作方便、工藝簡單、能耗低、毒性無殘留等特點(diǎn)，作為一種應(yīng)用于微藻領(lǐng)域的新技術(shù)，具有很大的發(fā)展空間。Wu 等[37]對(duì)小球藻中葉黃素的超臨界CO2萃取進(jìn)行了初步研究，葉黃素提取率達(dá)到了87%，與溶劑法的提取率接近。Antonio 等[38]以超臨界CO2為萃取劑，乙醇為共溶劑，得出在65 ℃、550 bar 時(shí)葉黃素回收率達(dá)7.15 mg/g，并且此時(shí)葉黃素的純度最高。也有證據(jù)表明，葉黃素在乙醇改性CO2中的溶解度比在純CO2中高兩倍左右[39]，這就說明在超臨界CO2提取葉黃素時(shí)，可以通過添加乙醇來提高葉黃素的溶解度，進(jìn)而獲得更多的葉黃素產(chǎn)量。

3.4 雙水相系統(tǒng)法

由于雙水相萃取具有保持生物活性、目標(biāo)產(chǎn)物收率較高、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、易于連續(xù)化操作等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐中。在研究小球藻葉黃素在聚乙二醇-磷酸鹽雙水相系統(tǒng)中的分配行為時(shí)發(fā)現(xiàn)，22.9%的PEG8000 和10.3%的磷酸鹽在pH 7.0 時(shí)形成的雙水相系統(tǒng)中，大部分葉黃素分布于上相，而藻渣則分布于下相，葉黃素的收率達(dá)81.0%，在一定程度上有所提高[40]。

4 葉黃素功能活性

4.1 抗氧化作用

葉黃素作為一種重要的天然抗氧化劑，有很強(qiáng)的抗氧化活性。通過DPPH 自由基清除法計(jì)算葉黃素抗氧化值，并與維生素C 和2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（butylated hydroxytoluene，BHT）進(jìn)行比較，證明葉黃素濃度在0.05 mg/mL～0.50 mg/mL 內(nèi)，抗氧化活性能力較強(qiáng)[41]。為了進(jìn)一步加強(qiáng)葉黃素的抗氧化活性，任丹丹等[42]探討了葉黃素和玉米黃質(zhì)之間的體外協(xié)同抗氧化活性效果，得出當(dāng)葉黃素∶玉米黃質(zhì)質(zhì)量比為1 ∶2 時(shí)，體外協(xié)同抗氧化效果最佳。此外，葉黃素在不同濃度會(huì)表現(xiàn)出抗氧化-促氧化的雙重作用[43]，這使得葉黃素的抗氧化活性進(jìn)一步提高。

此外，經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，給瑞士白化小鼠口服葉黃素250 mg/kg BW 時(shí)，可緩解輻射誘導(dǎo)的氧化變化并維持小鼠體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的穩(wěn)定[44]，所以葉黃素能作為輻射防護(hù)劑，來維護(hù)身體健康。同時(shí)，葉黃素降低阿霉素（doxorubicin，DXR）引起的心臟和腎毒性也是由于其抗氧化作用來實(shí)現(xiàn)的[45]。

4.2 視力保護(hù)作用

現(xiàn)在，越來越多的眼部疾病包括年齡相關(guān)性黃斑變性（age-related macular degeneration，AMD）、年齡相關(guān)性白內(nèi)障（age-related cataract，ARC）、視網(wǎng)膜光損傷和視網(wǎng)膜色素變性等頻繁出現(xiàn)，對(duì)人們的正常生活造成影響。研究發(fā)現(xiàn)葉黃素?cái)z入量不足會(huì)增加AMD 的患病風(fēng)險(xiǎn)，而膳食中較高含量的葉黃素則可顯著降低AMD 的患病風(fēng)險(xiǎn)，其原因可能是增加葉黃素和玉米黃質(zhì)攝入后，提高了早期AMD 患者的黃斑部色素密度值（macular pigment optical density，MPOD），改善了視網(wǎng)膜功能，延緩了病情發(fā)展[46]。楊敏等[47]發(fā)現(xiàn)7.5 μg/mL的葉黃素干預(yù)可顯著減緩H2O2誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)，提高人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞（retinal pigment epithelium，RPE）的生存率、抑制細(xì)胞內(nèi)活性氧（reactive oxygen species，ROS）濃度，保護(hù)RPE 細(xì)胞免受氧化損傷，從而對(duì)AMD 等眼部退行性疾病起到預(yù)防和減緩作用。

高血脂、高血糖等病癥的頻發(fā)，也可能誘發(fā)視網(wǎng)膜病變，從而影響人的視力。葉黃素處理可顯著抑制由高葡萄糖引發(fā)的RPE 細(xì)胞早衰和ROS 的產(chǎn)生，增加SIRT1mRNA 和蛋白水平，使得葉黃素通過上調(diào)SIRT1 的表達(dá)來抑制ROS 的產(chǎn)生而表現(xiàn)出抗衰老的特性，從而在細(xì)胞中發(fā)揮有益作用[48]。Mehmet 等[49]對(duì)嚙齒動(dòng)物高脂飲食（high fat diet，HFD）誘導(dǎo)的肥胖癥中脂質(zhì)代謝情況進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)HFD 可能破壞代謝特征并導(dǎo)致氧化損傷，而100 mg/kg BW 葉黃素/玉米黃質(zhì)的補(bǔ)充調(diào)節(jié)可能有助于改善這種損傷，所以葉黃素干預(yù)作為輔助治療手段可用以防止糖尿病患者視力喪失。

4.3 學(xué)習(xí)認(rèn)知作用

除保護(hù)視力外，葉黃素在一定程度上還能改善人們的學(xué)習(xí)和認(rèn)知能力。Billy 等[50]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充10 mg 葉黃素和2 mg 玉米黃質(zhì)一年可改善健康成人（18 歲～30 歲）及老年人的認(rèn)知功能，同時(shí)還可改善老年男性的記憶力。

葉黃素提高學(xué)習(xí)認(rèn)知作用的機(jī)制可能是基于其抗氧化能力，包括減少氧化應(yīng)激損傷，降低氧化應(yīng)力等，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)、記憶以及認(rèn)知能力。對(duì)5 月齡雄性快速老化癡呆模型小鼠（SAMP8）的研究發(fā)現(xiàn)，高劑量葉黃素組的潛伏期明顯縮短，過氧化氫酶（catalase，CAT）、乙酰膽堿酯酶（acetylcholinesterase，AchE）活性明顯升高，谷胱甘肽（glutathione，GSH）含量明顯增加，丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量明顯降低，海馬組織細(xì)胞異常明顯減少，這說明葉黃素可以減緩小鼠的老化癡呆，進(jìn)而提高認(rèn)知能力，但具體劑量仍有待研究[51]。

4.4 抗癌作用

葉黃素對(duì)乳腺癌、前列腺癌、肝纖維化等也有一定的抑制作用。Chang 等[52]發(fā)現(xiàn)，葉黃素可通過誘導(dǎo)NrF2 的核易位和蛋白質(zhì)表達(dá)，改善細(xì)胞抗氧化酶的表達(dá)并減弱活性氧水平，同時(shí)減少與NF-κB 信號(hào)通路相關(guān)的NF-κBp65 蛋白的表達(dá)，從而抑制乳腺癌細(xì)胞增殖。王麗平等[53]發(fā)現(xiàn)，葉黃素可抑制體外培養(yǎng)的人前列腺癌PC-3 細(xì)胞的增殖，并促進(jìn)其凋亡，其機(jī)制可能與葉黃素增加PC-3 細(xì)胞caspase-3 的表達(dá)、阻滯細(xì)胞周期、抑制細(xì)胞遷移、侵襲以及調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因和蛋白表達(dá)有關(guān)。

除了上述幾大作用外，葉黃素還有其他生物功能。葉黃素可通過降低血清谷草轉(zhuǎn)氨酶（aspartate aminotransferase，AST）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）及超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性、丙二醛（MDA）水平，改善肝臟損傷小鼠的病理組織結(jié)構(gòu)，對(duì)酒精所致的小鼠急性肝損傷具有保護(hù)作用[54]。同時(shí)，葉黃素在解決冠狀動(dòng)脈疾?。╟oronary artery disease，CAD）患者慢性炎癥方面具有潛在的作用[55]，通過口服葉黃素還可防止燒傷誘發(fā)的多器官損傷，充分體現(xiàn)了葉黃素的抗炎和抗細(xì)胞凋亡作用[56]。此外，葉黃素還能促進(jìn)骨骼發(fā)育，增強(qiáng)成骨細(xì)胞培養(yǎng)物中礦化骨結(jié)節(jié)的形成[57]，對(duì)人體骨骼健康有利。

5 葉黃素穩(wěn)定性提升技術(shù)

葉黃素體外穩(wěn)定性差，不耐強(qiáng)酸、強(qiáng)光和高溫。葉黃素提取液在強(qiáng)太陽光下放置兩周損失率達(dá)37.24%[58]，在pH 值為2 酸性溶液中放置4 d 即損失52.01%[59]，室溫放置一個(gè)半月就降解50%[60]。因此，增加葉黃素的穩(wěn)定性，減少損失，提高利用率是葉黃素產(chǎn)品化開發(fā)的關(guān)鍵。

微膠囊技術(shù)將葉黃素用天然或合成的高分子化合物薄膜包覆起來，對(duì)葉黃素性質(zhì)不產(chǎn)生影響，而后通過外部刺激或緩釋作用使葉黃素的功能再次展現(xiàn)出來。噴霧干燥是葉黃素微膠囊化較為簡單的方法，對(duì)含有葉黃素的提取液進(jìn)行干燥處理，并用麥芽糊精和阿拉伯膠作為包封物來提高噴霧干粉的穩(wěn)定性，包封率可達(dá) 78.32%，葉黃素含量為（1.28±0.05）mg/g，并伴隨有最高抗氧化活性和較好的穩(wěn)定性，同時(shí)這種包封物還被用于設(shè)計(jì)一種富含葉黃素的即用型飲料，來滿足人體對(duì)葉黃素的需求[61]。此外，用聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone，PVP）基質(zhì)包封葉黃素形成大小均勻的納米粒子，有效提高葉黃素的水溶性（43 倍以上）和利用率，較低劑量就能提高小鼠記憶力而不引起任何炎癥性損傷[62]。

除微膠囊化外，脂質(zhì)體、納米乳液等制備技術(shù)也用于提高葉黃素的穩(wěn)定性。用超臨界CO2制備載有葉黃素的脂質(zhì)體，包封率達(dá)56.7%～97.0%[63]；用乳化和溶劑蒸發(fā)法制備的納米乳液，葉黃素包封率達(dá)80.7%，體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明納米乳劑中葉黃素細(xì)胞攝入量比常規(guī)乳劑更高[64]。此外，Chang 等[65]首次合成了一種具有不同取代度（degrees of substitution，DS）的辛烯基琥珀酸酐改性短葡聚糖鏈（octenyl succinic anhydride modified short glucan chains，OSA-SGC）兩親聚合物，低取代度形成囊泡，高取代度形成膠束，用來幫助傳遞葉黃素，在保健食品、化妝品和醫(yī)藥領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。

6 展望

利用微藻生產(chǎn)葉黃素具有廣闊的發(fā)展前景。目前人們?cè)谌~黃素高產(chǎn)藻種篩選、生物合成代謝調(diào)控、高效節(jié)能提取工藝、功效活性發(fā)現(xiàn)及穩(wěn)定性提升等方面都取得了較大進(jìn)展，但與真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還有一定距離。今后，仍要堅(jiān)持“提高產(chǎn)率，降低成本”的原則，重點(diǎn)研究優(yōu)選或改良獲取更有競爭力的生產(chǎn)藻株，基于代謝網(wǎng)絡(luò)通量分析微藻葉黃素合成途徑并優(yōu)化發(fā)酵工藝，建立葉黃素低能耗提取與藻體綜合利用成套技術(shù)，開發(fā)高穩(wěn)定性和高利用率的葉黃素新劑型等方向。