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自然界的蝦青素來源于藻類、細(xì)菌、浮游植物。一些水生物種包括蝦蟹在內(nèi)的甲殼類動(dòng)物，由于長期食用這些藻類、細(xì)菌和浮游植物而外表呈現(xiàn)紅色，它們又被三文魚、加力魚等魚類，火烈鳥、雞、鴨等鳥類、家禽捕食，色素儲(chǔ)存在皮膚和脂肪組織中使它們的皮膚和羽毛也呈現(xiàn)紅色。因此，天然蝦青素也可從甲殼類動(dòng)物、魚類、鳥類、家禽類中獲得。

研究發(fā)現(xiàn)很多種類的藻類如雪藻、衣藻、裸藻、傘藻等都含有蝦青素，其中雨生紅球藻對蝦青素的積累量最高可達(dá)到細(xì)胞干重的4%，積累速率和生產(chǎn)總量比其它綠藻類高，是目前公認(rèn)生產(chǎn)天然蝦青素最好的生物來源。細(xì)菌由于受其自身因素的影響，利用價(jià)值較低。紅法夫酵母被認(rèn)為是目前真菌發(fā)酵生產(chǎn)中最為合適的蝦青素來源。從紅法夫酵母中提取蝦青素是生產(chǎn)蝦青素的主要途徑之一。

雨生紅球藻（H.pluvialiso）是一種單細(xì)胞生物，在培養(yǎng)過程中，在氮源充足時(shí)，可以促進(jìn)細(xì)胞生長；在氮源缺乏時(shí)，則能刺激細(xì)胞產(chǎn)生并在體內(nèi)積累蝦青素。雨生紅球藻生產(chǎn)蝦青素具有細(xì)胞繁殖快、培養(yǎng)簡單、易于提取的特點(diǎn)，且藻粉可直接應(yīng)用于食品及飼料工業(yè)，降低成本，因此被認(rèn)為是一種很有蝦青素生產(chǎn)前景的微藻。國外優(yōu)良的雨生紅球藻藻體中蝦青素一般約占類胡蘿卜素總量的90%以上，其生產(chǎn)質(zhì)量較好，以酯化態(tài)的形式存在占總類胡蘿卜素的60%—80%，少量為游離態(tài)形式。但雨生紅球藻生長條件相對要求高，培養(yǎng)周期長，需光照和破壁釋放蝦青素等缺點(diǎn)。

綠球藻（Chlorella zofingiensis）屬于綠藻門小球藻屬，具有容易培養(yǎng)、生長快速、耐高溫和極端pH、易在戶外培養(yǎng)等特點(diǎn)。其合成蝦青素兼具紅發(fā)夫酵母和雨生紅球藻二者的部分優(yōu)勢特征，可以利用有機(jī)物如葡萄糖為碳源和能源在無光條件下快速合成蝦青素，最適生長溫度和最適蝦青素合成溫度24℃都接近室溫。碳氮比越高越有利于蝦青素的合成。蝦青素以酯化態(tài)形式在細(xì)胞質(zhì)中大量積累，比較容易達(dá)到較高的細(xì)胞濃度，同時(shí)生長繁殖與蝦青素的積累可同步進(jìn)行。這些特性有利于簡化生產(chǎn)設(shè)備，節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，為大規(guī)模培養(yǎng)提供有利因素。但需要解決的是小球藻中蝦青素含量遠(yuǎn)低于雨生紅球藻中蝦青素的含量，可能是合成途徑的缺陷導(dǎo)致。因此，現(xiàn)階段有人利用基因工程手段，對蝦青素合成途中關(guān)鍵酶的基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，或引入外源基因優(yōu)化小球藻的蝦青素合成途徑，有可能突破生理水平常規(guī)誘導(dǎo)增產(chǎn)蝦青素的局限。

另據(jù)報(bào)道，衣藻（halamidomonas）、裸藻（euglena）、傘藻（acetabularin）等也含有一定量蝦青素。