類胡蘿卜素(Carotenoids)是一類天然色素的總稱,,屬于類萜化合物,,普遍存在于動物,、植物,、真菌、藻類和細(xì)菌中,,其化學(xué)結(jié)構(gòu)主要是β-胡蘿卜素和γ-胡蘿卜素,,并因此而得名。自19世紀(jì)初分離出化合物以來,,現(xiàn)已知結(jié)構(gòu)的類胡蘿卜素近600種,,常見于食物中的類胡蘿卜素有50~60種之多,如β-胡蘿卜素,、葉黃素,、玉米黃質(zhì),、隱黃質(zhì)、蝦紅素和番茄紅素等,。
類胡蘿卜素以色素形式存在于自然界中,,有著五顏六色的色彩,多見為黃色,、桔色,、紅色。也正是類胡蘿卜素的繽紛多彩給人類生活帶來了多種多樣的用途,,因此觸發(fā)了其美好的市場前景,。
成員龐大,作用廣泛
天然類胡蘿卜素的名稱乃是根據(jù)其來源而得,。如番茄紅素是從番茄中分離出的,、α-β-γ-以及δ-胡蘿卜素是從胡蘿卜中分離出的、巖藻黃質(zhì)是從硅藻分離出的,,等等,。這些俗名至今仍被沿用。從分類來看,,類胡蘿卜素可分為胡蘿卜素和葉黃素兩大類,;胡蘿卜素是不含氧的類胡蘿卜素的總稱,而葉黃素是含氧類胡蘿卜素的總稱,。
類胡蘿卜素在醫(yī)藥保健品,、精細(xì)化工行業(yè)以及飼料行業(yè)都有大量的原料需求。多年前,,類胡蘿卜素中最典型的代表——β-胡蘿卜素僅是作為著色劑加入到食品中,,但后來的研究發(fā)現(xiàn)類胡蘿卜素有良好的抗氧化作用,如植物中的類胡蘿卜素的抗氧化作用甚至優(yōu)于維生素E和維生素C,,于是,,類胡蘿卜素被添加到非處方藥中,還作為營養(yǎng)保健品在市場銷售,。而正因為這項用途得到廣泛應(yīng)用,,類胡蘿卜素的產(chǎn)品市場規(guī)模從此進(jìn)入快速增長的通道。
在飼料行業(yè)上,,動物吃了含有類胡蘿卜素的飼料后可以使皮毛光亮,,并能改善肉、蛋的品質(zhì),,因而類胡蘿卜素作為飼料原料也還占有較大的市場份額比重,。
此外,研究發(fā)現(xiàn),番茄紅素和β-胡蘿卜素能顯著增加細(xì)胞間隙連接的信號傳遞,,在癌癥的預(yù)防和治療方面將發(fā)揮重要的作用,;補(bǔ)充β-胡蘿卜素可預(yù)防紅細(xì)胞增多癥引起的原卟啉癥,避免暴露于可見光下導(dǎo)致皮膚瘙癢和燒灼感等皮膚光敏感性疾病,;葉黃素和玉米黃質(zhì)可預(yù)防老年性眼病,多攝入富含葉黃素和玉米黃質(zhì)的綠葉蔬菜與減少與年齡相關(guān)的黃斑退行性改變和白內(nèi)障形成的風(fēng)險性相關(guān),。
上述類胡蘿卜素的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域也促進(jìn)了類胡蘿卜素的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化,。目前,類胡蘿卜素的生產(chǎn)方法主要有3種:一是從天然植物中提??;二是大面積養(yǎng)殖鹽藻獲得;三是通過微生物發(fā)酵生產(chǎn),。
市場潛力雖大,,我國實力較弱
據(jù)Business Communications Company一份最新的全球類胡蘿卜素市場報告,目前類胡蘿卜素年交易額為8.87億美元,,預(yù)計年平均增長率將達(dá)到2.9%,;至2009年,市場規(guī)模將超過10億美元,。
目前,,國際上產(chǎn)業(yè)化、市場化的類胡蘿卜素原料主要是蝦青素,、β-胡蘿卜素,、葉黃素、斑蝥黃素,、番茄紅素,、胭脂橙紅、玉米黃質(zhì),。其中,,蝦青素、β-胡蘿卜素,、葉黃素,、斑蝥黃素占有85%的交易市場份額。在我國,,β-胡蘿卜素,、番茄紅素、蝦青素粗粉是主要的出口產(chǎn)品,,而葉黃素,、斑蝥黃素等目前極少量有出口。
β-胡蘿卜素(beta-carotene)
β-胡蘿卜素是類胡蘿卜素家族中的典型代表,可分裂形成兩分子的維生素A,,是動物體所必需的胡蘿卜素,。作為食品添加劑仍是其主要用途,而作為其他用途的比例至今還較低,。
β-胡蘿卜素2004年的市場規(guī)模達(dá)到了2.42億美元,,相比1999年增長了0.3億美元。全球主要生產(chǎn)商帝斯曼公司(DSM)與巴斯夫公司(BASF)作為領(lǐng)先企業(yè),,占據(jù)著絕大部分的市場份額,。然而,亞洲生產(chǎn)的胡蘿卜素的價格較低,,給全球市場造成了價格壓力,,因此預(yù)計,β-胡蘿卜素在2004~2009年的市場交易額平均年增長率僅為0.9%,。在價格方面,,β-胡蘿卜素2006年的國際市場原料交易價格為:β-胡蘿卜素10%干粉在85~100美元/kg, 20%干粉在150~170美元/kg,, 30%油懸浮液在130~150美元/kg,,≥96.0%飼料級在400美元/kg左右,醫(yī)藥級則高居500美元/kg以上,。
據(jù)健康網(wǎng)進(jìn)出口信息監(jiān)測,,我國β-胡蘿卜素主要出口到美國、以色列,、德國,、荷蘭、比利時這5個國家,,占出口總份額的90%左右,。我國β-胡蘿卜素主要出口企業(yè)有浙江新昌制藥、浙江新和成,、浙江歐大進(jìn)出口貿(mào)易有限公司等,。
番茄紅素(lycopene)
天然番茄紅素主要存在于茄科植物番茄(西紅柿)的成熟果實中。番茄紅素有多種生物學(xué)作用,,在人用保健品領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,。它的清除自由基的功效遠(yuǎn)勝于其他類胡蘿卜素和維生素E。男性前列腺中含有大量的番茄紅素,,因此,,番茄紅素對于老年人前列腺增生而引起小便不暢、各種前列腺疾病有明顯的治療和改善作用,。
番茄紅素國際市場在近幾年有穩(wěn)步增長,,全球原料藥交易市場規(guī)模約為0.7億美元,。據(jù)健康網(wǎng)進(jìn)出口信息監(jiān)測,我國出口番茄紅素近年增長很快,,主要銷往北美,、歐洲、日本等高端市場,。目前的出口價格上,,5%以下含量是在130~150美元/kg,5%~10%含量價格在230~350美元/kg,,高純度的價格可達(dá)到6500美元/kg以上,。
我國盛產(chǎn)番茄,番茄紅素提取工藝日漸成熟,。另外,微生物發(fā)酵法技術(shù)也已成為番茄紅素規(guī)?;a(chǎn)的主要手段,。未來,無論是國內(nèi)保健品市場開發(fā),,還是面向國際市場的原料出口,,對于番茄紅素來說,都有不能忽視的市場前景,。
葉黃素(lutein)
葉黃素是由菊科植物金盞花(亦稱萬壽菊)的花瓣提取而成,,是構(gòu)成蔬菜、水果,、花卉等植物色素的主要組分,。在90年代末之前,葉黃素主要用于使動物蛋黃色澤鮮艷,,只有極少部分用于使動物皮毛鮮艷,。隨著時間的推移,葉黃素近年來成為國際市場上增長最快的品種,。
直到2000年后,,研究證明葉黃素有利于降低年齡相關(guān)性黃斑病變,這為葉黃素增加了一個新的用途,,更是推動了市場銷售,。2004年,葉黃素的市場規(guī)模從1999年的0.64億美元上升到了1.39億美元,。預(yù)計葉黃素的市場未來還將保持著快速增長的勢頭,,至2009年的年平均增長率將為6.1%。
我國葉黃素出口量較少,,出口品種多是5%以下含量的規(guī)格,,價格在40~50美元/kg,。
蝦青素(astaxanthin)
蝦青素是全球類胡蘿卜素中銷售額第二大的品種,其廣范用于大馬哈魚與鮭魚的養(yǎng)殖中,,能使魚肉色澤鮮艷,。蝦青素在作為魚飼料添加劑上的用途的比例已經(jīng)超出了在其他傳統(tǒng)用途上的比例。
2004年,,蝦青素的市場規(guī)模達(dá)到2.34億美元,,與1999年相比僅增加了0.2億美元,這主要是因為企業(yè)間的激烈競爭引起的,。未來,,發(fā)酵工藝生產(chǎn)的蝦青素價格還將繼續(xù)下降且有加劇的跡象,因此,,至2009年,,預(yù)計其市場規(guī)模將僅能增至2.57美元。
蝦青素的生產(chǎn)方法主要有兩種方式,,即天然提取和化學(xué)合成,。天然的蝦青素常存在于某些動物、藻類及微生物體內(nèi),,其生產(chǎn)可分為從動物及其副產(chǎn)品中提取,、從藻類中提取和采用微生物發(fā)酵。國際上比較普遍的是通過養(yǎng)殖雨生紅球藻生產(chǎn)天然蝦青素,。我國生產(chǎn)的蝦青素成品大多是未深加工的細(xì)胞破殼原粉,,含量在1.0%~2.0%,而90%以上高純度產(chǎn)品的出口極為少見,。在國際市場上,,蝦青素2%以下含量的粗粉價格僅在100~200美元/kg,高純粉價格則高達(dá)在3000美元/kg,。就這一點來看,,我國蝦青素出口產(chǎn)品的附加值依然很低,在價值回報上并沒有優(yōu)勢,。
斑蝥黃素(canthaxanthin)
斑蝥黃素的傳統(tǒng)用途是用于使蛋黃紅潤?,F(xiàn)在,其在水產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用較多,,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)用途市場規(guī)模的下降,。
2004年,斑蝥黃素的市場規(guī)模為1.48億美元,。盡管其價格在下降,,但對銷售量增長的影響相對較小,預(yù)計其銷售量將有較大的增長,,2009年的市場規(guī)模將輕微增長為1.56億美元,。
其他
其他的類胡蘿卜素品種,,如玉米黃質(zhì)(zeaxanthin)、阿卜胡蘿卜素(apo-carotenal),、胭脂橙紅(annatto)占有的市場比例則較小,。胭脂橙紅與阿卜胡蘿卜素的市場規(guī)模幾乎沒有增長。玉米黃質(zhì),,其與葉黃素共同使用有增效作用,,但即使在市場規(guī)模非常小的基礎(chǔ)上也沒見顯著的增長。
未來市場格局平穩(wěn)
由于類胡蘿卜素未來美好的前景已經(jīng)顯山露水,,全球已有多家公司將目光瞄準(zhǔn)類胡蘿卜素,,開始投產(chǎn)或在某種類胡蘿卜素上有一定市場份額,比如美國Igene Biotechnology Inc.公司就是只生產(chǎn)天然蝦青素的公司,。但總體來說,,帝斯曼公司與巴斯夫公司仍是類胡蘿卜素全球主要市場的占有者,其中,,帝斯曼公司占有全球類胡蘿卜素54%的市場份額,,在未來5年內(nèi)仍占據(jù)主要地位。我國目前國內(nèi)市場有眾多企業(yè)涉足,,但要在國際市場上一爭高低還有著較大欠缺,。
總的來看,,類胡蘿卜素原料在飼料中的應(yīng)用仍是主要用途,,因為蝦青素與斑蝥黃素在飼料中的應(yīng)用較為突出。作為食物添加劑的市場規(guī)模增長比例較小,,因為只有β-胡蘿卜素與胭脂橙紅主要作為食物添加劑,,而其他的類胡蘿卜素類在飼料與食物中都可添加。未來,,歐洲仍然將是最大的市場,,其次是北美與其他地區(qū)。目前大部分的類胡蘿卜素原料采用化學(xué)合成法,,部分從植物中提取,,發(fā)酵還沒有成為主流技術(shù);基于過去幾年發(fā)酵法工藝的突破,,未來此方法將占有重要的地位,。