虾青素，是从河螯虾外壳、牡蛎和鲑鱼中发现的一种红色类胡萝卜素，化学名称是3，3′-二羟基-4，4′-二酮基β-胡萝卜素，在体内可与蛋白质结合而呈青、蓝色。对人体可能有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、预防心脑血管疾病作用。
化学名称：3，3′-二羟基-4，4′-二酮基β-胡萝卜素，色素Aj067-69 CAS No: 472-61-7，分子式C40H52O4，[分子量] 596.86。
为什么虾青素可以使三文鱼、蛋黄、虾、蟹等呈现红色？虾青素（英文astaxanthin简称ASTA，在港台地区又称为虾红素）是一种色素，可以赋予观赏鱼、三文鱼、虾和火烈鸟粉红的颜色。其化学结构类似于β-胡萝卜素。虾青素是类胡萝卜素的一种。也是类胡萝卜素合成的最高级别产物， β - 胡萝卜素、叶黄素、角黄素、番茄红素等都不过是类胡萝卜素合成的中间产物，因此在自然界，虾青素具有最强的抗氧化性。
自然界虾青素是由藻类、细菌和浮游植物产生的。一些水生物种，包括虾、蟹在内的甲壳类动物都食用这些藻类和浮游生物，然后把这种色素储存在壳中，于是它们的外表呈现红色。这些贝壳类动物又被鱼（三文鱼、鳟鱼、加利鱼）、鸟（火烈鸟、朱鹭）和鸡、鸭捕食，然后把色素储存在皮肤和脂肪组织中。这就是三文鱼和其他一些动物呈现红色的原因。华中农业大学教授也研究证实：天然红芯鸭蛋的红色成分也是天然虾青素。
天然虾青素（天然虾红素）世界上最强的天然抗氧化剂，有效清除细胞内的氧自由基，增强细胞再生能力，维持机体平衡和减少衰老细胞的堆积，由内而外保护细胞和DNA健康，从而保护皮肤健康，促进毛发生长，抗衰老、缓解运动疲劳、增强活力。
虾青素的生产具有人工合成和生物获取两种方式。人工合成虾青素不仅价格昂贵，而且同天然虾青素在结构、功能、应用及安全性等方面差别显著。
人工合成即为化学方法，是从胡萝卜素制得虾青素；生物获取天然虾青素的方法，其生物来源一般有3种：水产品加工工业的废弃物、红发夫酵母和微藻（主要是雨生红球藻）。
化学合成
虾青素可以用化学方法从胡萝卜素制得。这是鱼饲料中虾青素的最主要来源，全球有能力合成生产的是BASF、DSM、浙江新和成，浙江医药。除了从藻类提取外，由于添加虾废料提取或产虾青素酵母提取两种方法比较贵，这也是化学合成的方法比较常用的原因。
海产废料提取
即从水产品加工工业的废弃物、各种海产加工废料中提取。
酵母提取
酵母中的红发夫酵母（Phaffia rhodozyma）菌落因菌体产生虾青素等类胡萝卜素而呈红色，类胡萝卜素均匀地分布于细胞脂质中。天然的红发夫酵母中虾青素平均含量为0.40%。故此，红发夫酵母因高产虾青素而备受人们关注。
藻类提取
天然的虾青素主要来自雨生红球藻。雨生红球藻中虾青素含量为1.5%～3.0%，被看作是天然虾青素的“浓缩品”。
大量研究表明雨生红球藻对虾青素的积累速率和生产总量较其它绿藻高，而且雨生红球藻所含虾青素及其酯类的配比（约70%的单酯，25%的双酯及5%的单体）与水产养殖动物自身配比极为相似，这是通过化学合成和利用红发夫酵母等提取的虾青素所不具备的优势。此外，雨生红球藻中虾青素的结构以3S一3 ’S型为主，与鲑鱼等水产生物体内虾青素结构基本一致；而红发夫酵母中虾青素结构则为3R一3 R型。
雨生红球藻被公认为自然界中生产天然虾青素的最好生物，因此，利用这种微藻提取虾青素无疑具有广阔的发展前景，已成为国际上天然虾青素生产的研究热点。
天然虾青素是人类发现自然界最强的抗氧化剂，其抗氧化活性超过现有的抗氧化剂。
清除自由基能力
其清除自由基的能力是：虾青素是维生素C的功效的6000倍；
是维生素E的1000倍；
是辅酶Q10的800倍；
是一氧化氮的1800倍；
是纳豆的3100倍；
是花青素的700倍；
是β-胡萝卜素功效的100倍；
是lycopene（番茄红素）功效的1800倍；
是carotol（叶黄素）功效的200倍；
是teapolyphenols（茶多酚）功效的320倍；
只有藻类和酵母菌和细菌等可以产生虾青素，更高等的动物不能转化出这种化学结构。
天然虾青素还有一个明确的特点，它是唯一能通过血脑屏障的一种类胡萝卜素。
结构组成
由于两端的羟基（-OH)旋光性原因，虾青素具有3S-3 ‘S、3R-3‘ S、3R-3‘R（也称为左旋、内消旋、右旋）这3种异构型态，其中人工合成虾青素为3种结构虾青素的混合物（左旋占25%、右旋占25%，内消旋50%左右），极少抗氧化活性，与鲑鱼等养殖生物体内的虾青素(以反式结构— —3S-3 S型为主)截然不同 ．酵母菌源的虾青素是100%右旋（3R-3‘R），有部分抗氧化活性；上述两种来源虾青素主要用在非食用动物和物资的着色上。只有藻源的虾青素是100%左旋（3S-3 ‘S）结构，具有最强的生物学活性，CYANOTECH、FUJI、YAMAHA这样的大企业经过了多年的研究，用来作为人类的保健食品、高档化妆品、药品。
生理功能
人工合成虾青素的稳定性和抗氧化活性亦比天然虾青素低。由于虾青素分子两端的羟基（-OH)可以被酯化导致其稳定性不一样，天然虾青素90%以上酯化形式存在，因此较稳定，合成虾青素以游离态存在，因此稳定性不一样，合成虾青素必须要进行包埋才能稳定。合成虾青素由于只有1/4左右的左旋结构，因此其抗氧化性也只有天然的1/4左右。
应用效果
人工虾青素的生物吸收效果也较天然虾青素差，喂食浓度较低时，人工虾青素在虹鳟鱼血液中浓度明显低于天然虾青素，且在体内无法转化为天然构型，其着色能力和生物效价更比同浓度的天然虾青素低的多。
生物安全
利用化学手段合成虾青素时将不可避免的引入杂质化学物质，如合成过程中产生的非天然副产物等，将降低其生物利用安全性 。
随着天然虾青素的兴起，世界各国对化学合成虾青素的管理也越来越严，如美国食品与药物管理局(FDA)已禁止化学合成的虾青素进入食品与膳食补充剂（Supplyments）市场[1]，而天然虾青素在FDA取得了一般性安全认证（GRAS），能够合法的进入食品与膳食补充剂市场。
虾青素的生产一般倾向于开发天然虾青素的生物(植物)来源，并由此进行大规模生产[2]。有能力商业化养殖雨生红球藻生产天然虾青素的公司逐渐兴起，有代表性的为：美国Cyanotech、日本富士化工[3][4]、以色列Algatech、中国云南石林的云彩金（GingkoAsta）与爱生行（AstaBiotec） ，上述企业与其他国家新兴企业，2014年预计总投入3亿美元，扩大雨生红球藻生产规模。
虾青素的推出导致抗氧化剂市场的革命，有人甚至说：21世纪将是抗氧化剂的世纪。天然藻源的虾青素及其提取物在欧美、日本、东南亚等发达国家已经得到广泛应用，中国知道虾青素的人还很少，只是科学界和时尚美容界少数人事知晓。哈佛研究人员PrestonMason称，Astaxanthin（虾青素）这种天然类胡萝卜素成份极具潜力成为新型【抗氧化/消炎】制剂，并且有望在他汀类和抗血小板药之后掀起第三次预防性药物的浪潮。
保健品
全球的保健品企业也推出了大约200多款虾青素软、硬胶囊、口服液的保健食品。尤其是在韩国最为受到欢迎的健康产品，虾青素成为韩国最火爆的健康产品。东南亚包括日本、台湾、新加坡深受其影响。我国也有一些企业相继跟进。
【虾青素保健功效】：
A:眼和中枢神经系统的保护作用
人类视网膜和中枢神经系统（脑）富含不饱和脂肪酸，因此，氧化产生的自由基很容易使其发生过氧化损伤。有研究表明，虾青素很容易通过血脑屏障和细胞膜，能有效地防止视网膜的氧化和感光细胞的损伤，以及对中枢神经系统尤其是对大脑起到保护作用，从而有效治疗缺血-再灌注损伤、脊髓损伤、帕金森综合征、Alzheimer综合征等中枢神经系统损伤。尤其是视网膜黄斑变性效果较叶黄素更加显著。美国CADAX公司已经把虾青素作为一种脑梗塞后防止再次梗塞的药物，据报道2010年已经进入临床试验阶段。最大的好处是不会象抗血小板药导致凝血功能障碍
