虾青素属于类胡萝卜素的一种,除了极强的抗氧化活性外,还具有抑制肿瘤发生和生长、抵御紫外线、代维生素A活性、增强免疫功能、改善视力等诸多生理功能。雨生红球藻源虾青素的功效已经得到公认,而其他来源的虾青素化学结构存在差异,功效尚未阐明,其合法使用的安全性仍存在争议,目前只能作为饲料添加剂进行使用。不同来源和结构的虾青素生理活性亟待阐明。本论文采用生物材料制备了反式虾青素的一对对映体,通过体外实验对不同来源和结构的虾青素生理活性进行比较研究,初步探明了不同来源虾青素的结构和生理活性差异,为虾青素资源进一步开发利用提供理论依据,为虾青素相关功能食品和海洋药物的开发提供了技术支持。本论文的研究内容与成果如下：1、建立了雨生红球藻中虾青素的C30-反相高效液相色谱测定法。文中系统考察了皂化条件和酶解条件对虾青素提取效率的影响,并对虾青素异构体的校正因子进行了计算,确立了虾青素的定量方法。实验条件为：藻粉经二氯甲烷：甲醇(V:V,1：3)研磨、超声提取后,于0.5 mL 0.1 mol/L NaOH甲醇溶液、5℃避光皂化12h以上,以甲醇、叔丁基甲基醚、1%磷酸溶液为流动相进行梯度洗脱,采用紫外检测器在474 nm下测定。方法的定量限为0.5 mg/g,在0.1-5 mg·-1时反式虾青素的峰强度与质量浓度的线性关系良好(r2>0.99),方法精密度良好,相对标准偏差为3.5%-14.7%,平均回收率范围为94.8%-107.9%。该方法准确可靠,可实现对雨生红球藻中虾青素的准确定量分析。2、以雨生红球藻为研究对象,建立了3S,3’S-全反式虾青素的分离纯化工艺。雨生红球藻的虾青素粗提物在碱浓度为0.01 mol/L时,4℃时避光充氮水解15h后,于22℃下放置3 h,可完全皂化,并能有效减少反式虾青素的异构化。皂化后提取液首先利用液液萃取技术去除极性杂质,然后利用低压硅胶柱层析技术和重结晶技术制备得到纯度高于96.5%的虾青素晶体。该晶体的结构经HPLC-MS、 NMR和手性色谱柱分析,确定为3S,3’S-全反式虾青素。3、以红发夫酵母为研究对象,建立了3R,3’R-虾青素的分离纯化工艺。利用细胞玻璃研磨器进行溶剂研磨提取,采用硅胶柱层析分离技术和结晶提纯技术,制备得到的虾青素纯度高于95%。利用HPLC-APCI-MS,NMR和HPLC-UV对纯化得到的虾青素结构进行了鉴定,确定制备的全反式虾青素几乎都以3R,3’R结构存在。4、利用体外实验对比研究了虾青素异构体的抗氧化活性。虾青素的异构体均能显著提高DPPH自由基的清除活性、还原力,抑制微粒体膜的过氧化反应和DHA的过氧化作用。全反式虾青素的立体异构体中内消旋-虾青素的抗氧化活性最低,3R,3’R-虾青素清除自由基和还原能力最强,而3S3’S-虾青素对脂质过氧化的抑制作用优于3R,3’R-虾青素。顺式虾青素的抗氧化能力优于全反式虾青素,其中13-cis虾青素对DPPH的清除效果和还原能力最强,9-cis虾青素对DHA过氧化的抑制作用最强。本部分研究证实虾青素的抗氧化活性与其结构有关,顺式结构虾青素的抗氧化活性显著高于全反式结构,而对于全反式结构,3R,3’R-虾青素和3S,3S-虾青素的抗氧化活性均高于内消旋-虾青素。红发夫酵母和雨生红球藻源的虾青素具有更高的抗氧化活性。5、采用脾淋巴细胞增殖实验、巨噬细胞吞噬实验和乳酸脱氢酶释放测定法,对比研究了虾青素异构体之间免疫活性的差异。结果表明,3种全反式虾青素的立体异构体均能显著促进小鼠脾淋巴细胞的增殖、小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬能力和NK细胞对靶细胞的杀伤作用,3S,3’S-全反式虾青素的免疫活性显著高于其他立体异构体,3R,3’R组和内消旋组无明显差异。虾青素的顺反异构体也具有显著的免疫活性,但是无显著性差异。虾青素的免疫活性与其立体结构有关,雨生红球藻源的虾青素具有更高的免疫活性,可推测以3S,3’S结构为主的虾青素源的免疫活性较高。