蝦紅素有那些功效與副作用?蝦紅素要吃多少與要怎麼吃

自然界如果沒有蝦紅素,鮭魚可能沒辦法費力長時間地溯溪上游,海鳥的候鳥沒辦法長時間地跨洋連續飛行。這就是號稱海洋最強抗氧化劑的蝦紅素的神奇功效。

蝦紅素(Astaxanthin)又稱蝦青素或是藻紅素,是一種發現於自然界的類胡蘿蔔素(carotenoid),其吸收自由基的能力(抗氧化力)是維生素C的6000倍,也是維生素E的550倍,是一種抗氧化力很高的抗氧化劑。純化過的蝦紅素價格可能高達一公斤十幾萬元以上,目前大量開發為生技醫療、保養品與保健食品用,皮膚外用可能有助於維持彈性、減少黑色素的生成;補充於體內可能有助於預防自由基的生成、幫助微血管的循環、運動後的疲勞恢復等等。目前市場上的蝦紅素多來自養殖的雨生紅球藻萃取,所以是素的,也不用再去撈捕磷蝦,對環境更為友善。

蝦紅素功效

蝦紅素是什麼?

蝦紅素是天然類胡蘿蔔素家族的一員,最早是是由1938年諾貝爾醫學化學獎得主Dr. Richard Kuhn在龍蝦身上發現的。顧名思義,蝦紅素呈現一種鮮豔的紅色,其實天然的鮭魚肉、蝦蟹等等之所以能呈現紅色,就是因為具有蝦紅素。只是大部分的動物不會自行生產蝦紅素,只會從食物裡累積而來。而蝦紅素的源頭是由微小的微藻類產生,像已知自然界中含量最豐富的蝦紅素來源是雨生紅球藻 (Haematococcus pluvialis),蝦子以紅藻為食,就因此把蝦紅素累積在身體裡,因此以微藻為食的食物鏈中就累積了蝦紅素,如鮭魚、甚至海鳥。而僅有少數的蝦子也有自行將其他胡蘿蔔素代謝為蝦紅素的能力。

蝦紅素發現的傳奇

雨生紅球藻的發現也是具有傳奇性,雨生紅球藻是一種淡水藻,天然存在於喜馬拉雅山麓一帶,如果生長時面臨了一些逆境壓力,如缺水、乾旱、鹽分過高、過熱、過冷、紫外線太強時, 就會在體內生成大量蝦紅素來保護自己,因為蝦紅素擁有極佳的抗氧化力與清除自由基的能力,可以幫助雨生紅球藻抵禦在被紫外線直接照射形成的自由基破壞,讓它能在這個狀態下維持很長的時間不至於死亡,讓雨生紅球藻可以撐到有水的時候再度恢復生長,根據紀錄,蝦紅素可以幫助雨生紅球藻休眠將近100年之久! 當地人從外觀上只發現水池中的綠藻在乾旱時突然整片轉紅,而有水時又再度轉綠,中間經過很長時間卻都沒死,只覺得嘖嘖稱奇,直到科學家加以研究之後才發現這就是蝦紅素的神奇保護力所致。

天然含有蝦紅素的食物
雨生紅球藻與蝦紅素
Ude, http://www.tci.uni-hannover.de/, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons

自然界含量稀少的珍貴蝦紅素

現在的蝦紅素主要是來自於人工養殖雨生紅球藻,經過養殖再打破細胞壁、萃取蝦紅素、濃縮純化而來。純化過的蝦紅素如果使用於醫療用途,可是1公斤幾十萬台幣的珍貴成分。

蝦紅素當然也可以從天然食物中獲得,只是濃度差別很大。自然界的來源中,雨生紅球藻的蝦紅素含量可以高達40,000ppm,北極蝦只能到達1,200ppm,磷蝦僅達120ppm,而大西洋鮭魚就只有8ppm。也就是說,如果要獲得文獻中每日蝦紅素的建議攝取量4毫克的話,鮭魚必須要吃1公斤才夠,這對一般人相當的困難。所以這樣來看,攝取純化濃縮的的蝦紅素有其優點。

蝦紅素天然食物

蝦紅素可以穿透血腦屏障(Blood-brain-barrier, BBB)與血視網膜屏障(Blood-retina-barrier, BRB)

蝦紅素與其他抗氧化劑或是營養素很大的不同點,是可以輕易通過血腦屏障(Blood-brain-barrier, BBB)與血視網膜屏障(Blood-retina-barrier, BRB),人的大腦非常重要,所以處於人體各種系統嚴密的保護之下。為了避免細菌或是有毒物質、其他異物進入脆弱的大腦,所以腦和腦微血管之間築起了層層的血腦屏障,只有少數被允許通過這層屏障的物質可以運輸至大腦,因為蝦紅素兩端帶有共4個極性官能基,所以已知可以穿越血腦屏障進入大腦,所以蝦紅素是少數可以在大腦裡發揮抗氧化力的VIP級抗氧化劑,因此對大腦的保養與抗老化是極具潛力的物質。而血視網膜屏障如同血腦屏障,是人體重兵防衛脆弱視網膜的地方,而蝦紅素也是少數得到特別通行證的地方,因此對視網膜的保健非常重要。

其他抗氧化劑大多無法通過血腦屏障與血視網膜屏障,因此只能在身體的周邊組織發揮作用,無法對大腦與視網膜發揮作用。

蝦紅素的功效

蝦紅素對人體最大的功效在於它具有非常好的抗氧化力與清除自由基能力,還有很好的抗發炎能力,而且對於人體心血管系統的末梢循環有加速的效果,所以對人體有很多長期性且廣泛的功效。

蝦紅素的超級抗氧化力

蝦紅素最珍貴的特性,是非常有效的抗氧化劑,他的抗氧化力(活性氧自由基清除能力)是維生素C的6000倍, CoQ10的 800倍,維生素E的110倍,beta胡蘿蔔素的4.9倍,葉黃素的2.6倍 (資料來源 Nishida et al 2007. Carotenoid Science. Vol.11:16-20.),所以又被稱為超級抗氧化劑。

蝦紅素的活性氧清除能力

蝦紅素的抗氧化力不但高,而且蝦紅素在結構上有一項無與倫比的特性,讓它在人體細胞內更容易發揮它的功效,這是其它抗氧化劑相比做不到的。蝦紅素的分子大小與長度剛剛好等於人體細胞膜(雙層)的厚度,所以讓它剛好可以在人體細胞膜卡上一個絕佳的位置,細胞膜的外側屬於親水層,蝦紅素的頭部剛好具有親水端,所以可以嵌入細胞膜的內外兩層,發揮親水性的抗氧化力,而細胞膜兩層中間屬於親油層,是自由基最容易產生的地方,所以蝦紅素中間的長鏈在這裡正好可以發揮最佳抗氧化作用。而水溶性的抗氧化劑如維生素C,只能發會作用於表層,而親脂性的抗氧化劑如beta 胡蘿蔔素只能待在細胞膜中間發揮作用,只有蝦紅素可以在細胞膜表層與中間都發揮作用,所以可以說具有雙重身分,讓抗氧化力發揮雙效。

蝦紅素在細胞膜的位置
圖片修改自: https://doi.org/10.3390/md12010128

抵抗慢性發炎效果好

近年來體內慢性發炎的問題受到學界非常的重視,因為體內的慢性發炎被視為百病之源,慢性發炎除了造成許多慢性的退化性疾病如心血管疾病、動脈硬化、胰島素拮抗、血糖控制不佳、阿茲海默症的腦神經退化、或關節退化以外,連癌症的發生都與慢性發炎有關。因此對抗慢性發炎就是現代保健的首要之務,因此許多可以對抗慢性發炎的抗氧化劑就成了保健明星,因而具有以下多項衍生的效果。

幫助大腦健康

正如前面所說,蝦紅素是少數可以直接進入大腦的抗氧化劑,也有加速微血管血流的效果,所以它對大腦的健康功效,已經受到很多學者進行研究。目前有多項研究證明,蝦紅素對大腦具有多種生理功效。根據一項隨機雙盲、安慰劑對照研究表明,補充蝦紅素 3 個月(每天 12 毫克)可改善思考敏捷度、多任務處理、記憶力,甚至可以幫助高齡易健忘人士有快速學習的效果。

綜合來說,在大腦健康方面,蝦紅素可以預防紅血球的氧化作用,因此可以預防失智;同時幫助因年齡增加而出現的健忘、警覺度;也因為增加大腦血液流動而可以預防腦中風。

幫助心血管健康

蝦紅素因為具有很好的抗氧化力與抗發炎能力,所以經過大量研究證實,可以降血脂、降膽固醇,同時預防紅血球的抗氧化作用,也有助於末梢微血管的流速,也衍伸對三高有預防的功用。

幫助眼睛健康

蝦紅素另一項特別之處就是可以進入視網膜,視網膜中心的黃斑部是人體每天承受最高氧化壓力的地方,因為只要清醒時保持眼睛張開的狀態,外界的光線就不斷進入眼底的視網膜,特別是黃斑部這個中心區域,這些光線裡的紫外線、藍光都不停刺激眼底密布的微血管與感光細胞,產生大量的自由基,蝦紅素就在這邊扮演捕捉自由基的捕手。

因此根據研究證實,蝦紅素對眼睛的益處非常多樣,除了可以挽救3C眼造成的眼部疲勞,讓視覺清晰度增加;也可以舒緩睫狀肌長期運用下的緊繃僵硬;蝦紅素還可以在水晶體發揮抗氧化作用,預防紫外線造成水晶體的蛋白質氧化變性,而形成白內障,蝦紅素更可以與結構相當接近的葉黃素一起發揮協同作用,在黃斑部發揮保護作用,有助於預防黃斑部病變。所以蝦紅素與葉黃素的互相搭配,更是近來許多眼睛保健產品升級的趨勢。

減緩肌肉疲勞,增加運動耐力

肌肉在運動時會進行高強度的收縮,此時伴隨著血流增加,攜入大量的氧氣與葡萄糖,在肌肉細胞的粒線體處進行氧化作用,以產生能量,同時肌纖維會受到大量的損傷,造成局部的發炎,所以人體在運動時產生非常大量的自由基,也會提高發炎指數,因此能否移除這些自由基、並減緩發炎,就成為運動能否持續、運動表現可否提高的關鍵。事實上,史上進行最嚴苛的長途運動的動物,莫過於候鳥或鮭魚了。這兩種動物再進行長期遷徙前,都會透過攝取餌料,在體內儲備大量的蝦紅素,這也是為什麼鮭魚的魚肉會呈現特殊的橘紅色,那就是蝦紅素的顏色,蝦紅素會提供鮭魚強大的肌耐力,以應付洄游而上的劇烈運動,同時鮭魚的卵也充滿了蝦紅素,讓這些卵在河川的淺灘中不受紫外線的破壞。

人體如果攝取蝦紅素,將近會有90%的蝦紅素會儲存在肌肉中,其餘才是存在血液與內臟中。經過許多研究證實,運動員在攝取蝦紅素後進行運動,可以提高肌肉的耐力與恢復力;也可以降低乳酸堆積,因此降低疲勞感;而且氧化指數與發炎指數也顯著下降;而肌肉利用氧氣的效率則會提高。

蝦紅素預防退化性關節炎

預防退化性關節炎

退化性關節炎(Osteoarthritis)是一種退化性的關節疾病,關節炎發生的時候伴隨著關節軟骨磨損、局部發炎、以及疼痛,關節會因為局部紅腫、疼痛而僵硬,變成難以活動。根據研究發現,蝦紅素因為具有抗氧化與抗發炎的特性,所以有預防發炎因子(包含一些活性氧自由基)持續侵蝕、破壞軟骨細胞的作用,所以具有保護關節的作用,對於治療關節炎也很有潛力。

減緩痛風造成的關節發炎

另一種常見的關節炎是痛風造成的關節炎,痛風的成因是尿酸大量結晶於關節中,這結晶會不斷磨損關節軟骨等組織,造成關節發炎、軟骨被破壞,也會讓人痛到無法行動。在這份由台灣三軍總醫院團隊發表於國際期刊的動物研究中證明,蝦紅素因為具有很好的抗氧化力與抗發炎能力,所以對於由尿酸結晶造成的關節炎,同樣具有減緩發炎等症狀的能力。

幫助脂肪代謝,預防新陳代謝症候群

在一項餵食高脂飼料的動物實驗中發現,老鼠如果配合服用蝦紅素以及運動的話,與對照組相比,有助抵銷高脂飲食帶來對身體的負面影響,因此可以降低血脂,同時降低體重。

而在其他人體實驗中,服用蝦紅素也具有在12週內降低三酸甘油脂25%、提高好的膽固醇HDL的效果,還可以10天內提高血管內血液通過的流速,所以具有預防新陳代謝症候群的效果。

幫助免疫力

人體免疫力受到自由基的影響非常大,一方面自由基特別會傷害免疫細胞,另一方面,發炎反應會使得免疫系統中的細胞激素大亂,像新冠肺炎重症患者都是因為體內因連鎖反應,造成細胞激素風暴而導致過度的發炎反應。所以在許多動物時間中已經發現,蝦紅素可以保護免疫細胞因為氧化發炎反應而受破壞,也可平衡免疫反應,同時也讓免疫反應更快速。

蝦紅素美白

蝦紅素對皮膚美肌的效果

皮膚是人體接收紫外線最多的器官,來自陽光的紫外線或是人工光源的藍光對皮膚都會造成很大的氧化傷害。UVA會穿透到表皮層,造成曬傷、紅腫的發炎現象,而UVA更會穿透到更深的真皮層,造成皮膚曬黑、並且造成底層彈性纖維、膠原蛋白被破壞,造成細紋、皺紋,甚至誘發皮膚癌。而蝦紅素就可以發揮很好的抗氧化力與抗發炎能力,捕捉自由基與活性氧分子,避免這些破壞分子傷害皮膚細胞與組織。所以蝦紅素可以有預防皮膚發炎、減緩皺紋與細紋產生的效果,同時也因為可以阻斷紫外線刺激黑色素的生成,因此也有美白、預防黑斑的作用。同時更可以預防自由基刺激癌細胞的產生。

蝦紅素對皮膚的另外一項好處是,可以改善皮膚底層末稍微循環的血流速度。皮膚的營養完全依賴真皮層微細的微血管補給,所以如果因為年齡、或是血脂不佳等因素造成血管彈性下降,血液流速會因此跟著下降,而末梢血管流速是第一個反應的。如此一來,皮膚吸收營養的速度會變慢,造成新陳代謝下降,膚質暗沉、鬆弛、失去彈性的情況會越來越糟。

蝦紅素保護聲帶發炎

很多人必須每天不停說話,聲帶聲帶就像兩條絃,靠著外側二組肌肉來改變位置及張力,產生聲音與改變音調,如果說話過多或是用力不當,就會造成聲帶運動過度,引發聲帶充血和水腫,進而造成發炎,嚴重到可能說不出話來。根據日本學者做的臨床研究發現,對於大量發生的人,給予24毫克的蝦紅素,連續28天,可以有效保護聲帶,預防或減輕聲帶局部發炎的狀況。所以蝦紅素又稱為教師最重要的營養素之一

蝦紅素要吃多少?要怎麼吃?會有副作用嗎?

天然食物來源的蝦紅素因為濃度低,所以不用擔心過量的問題,另外一方面想,也很難達到實驗所做的有效劑量。因此要比較有效的補充蝦紅素,多半要靠濃縮純化過的膠囊。以目前實驗來看,蝦紅素發揮不同效果,都要長期服用每日4毫克至12毫克的劑量,而一些實驗甚至有補充到每日20毫克的,以目前蝦紅素的價位與濃度來說,要吃到這個量相當困難,所以正常補充蝦紅素,只要低於這個劑量是安全的。

而且以目前台灣的食品法規,尚未允許高濃度的蝦紅素作為食品添加物使用,所以目前市面上的蝦紅素都以純度較低的紅藻萃取物或是鮭魚油等型態添加,所以要認明廠商的產品標示上寫的,到底是紅藻萃取物的量、還是所含的蝦紅素的量。

蝦紅素雖然具有極性端,但是性質上還是偏向脂溶性成分,所以與油脂成分一起吃可以發揮最好的吸收力,比如說與一些富含不飽和脂肪酸的DHA魚油、或是亞麻籽油等一起搭配,可以收到更好的相輔相成效果。而且如果與一些其他脂溶性抗氧化劑一起服用,如葉黃素、維生素E等,那效果就更好了。

此外,由於雨生紅球藻是一種淡水藻,所以由雨生紅球藻萃取的蝦紅素,不會有海洋生物常見有鈉或是碘的這些顧慮。

蝦紅素還有多種用途

蝦紅素除了作為醫藥保健品服用之外,因為它絕佳的抗氧化效果,所以目前市場上陸續開發了多種的應用,包括以下:

保養品外用

蝦紅素因為有絕佳的抗氧化性,曾經應用在底片的抗氧化塗層技術上,因為底片非常懼怕紫外線的氧化效應,所以為了底片的保存,富士軟片曾經下過非常大的功夫,也因此發現並成功應用蝦紅素於底片的氧化技術上。在底片市場滑落之後,後來日本的富士集團把這個特性加以應用,將蝦紅素用在專櫃級的保養品配方裡,這個由富士出品的Astalift系列就是將蝦紅素使用於肌膚外用,而號稱有助於維持皮膚的彈性、減少黑色素的生成。

關於富士集團的傳奇,請參考從夕陽軟片產業到新冠肺炎快篩與治療藥物,富士軟片公司神奇的技能樹

飼料用

在歐美日本等國已經合法的將蝦紅素作為飼料用,特別廣泛用於蝦與鮭魚的養殖上,而飼料添加蝦紅素的目的,主要是增添蝦與鮭魚的紅色。用於飼料的蝦紅素因為成本考量,所以來源可能有很多種,不見得與食品相同,所以除了養殖的雨生紅球藻外,也可能來自於酵母菌、或是細菌的發酵培育,也可能來自人工合成。只是美國特別有規定,如果養殖鮭魚使用了添加蝦紅素的飼料,必須在販賣時標示為「Color Added」,以與天然野生抓的鮭魚作為區隔。

結論

想要補充蝦紅素,可以靠吃天然的蝦子、鮭魚補充,只是這就要吃很多的量,才能補充到足夠的有效量,而且也要注意蝦子帶來的過敏原問題。現在也有很多保健產品,是由雨生紅球藻萃取出蝦紅素,不僅濃度遠高過蝦子或鮭魚,而且就變成素食來源,也可以讓不能吃蝦的人有所選擇了。

蝦紅素的功效剛好對應著現代人因為高齡化所衍生的慢性疾病如三高、腦老化等問題,又可以配合運動給予人體更好的新陳代謝效果,所以相信在未來會受到更多人的重視。

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