作为类胡萝卜素的一种，虾青素是类胡萝素合成的最高级别产物，我们所熟知的β-胡萝卜素、叶黄素、角黄素、番茄红素等不过是类胡萝卜素合成的中间产物，因此在自然界，虾青素具有非常强的抗氧化性。
有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、预防心脑血管疾病等作用。尤为值得一提的是天然虾青素是目前已知的唯一能够通过血脑屏障的一种类胡萝卜素。
自然界中，只有藻类、细菌和浮游植物物等可以产生虾青素，更高等的动物则不能转化出这种化学结构，因此包括虾、蟹在内的甲壳类动物都是通过食用这些藻类和浮游生物才把色素储存在壳中，而使得它们大多呈现出近似红色的外表。这些甲壳类动物又被三文鱼、鳟鱼、加利鱼等动物捕食，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的肉质呈现红色的原因。
虾青素作为超强抗氧化剂，有哪些途径来源？为什么说红球藻中的虾青素是最好的？
01、化学合成
人工合成虾青素含量以顺式结构为主，并且在人体内不能转化成天然的反式构型。美国食品管理局（FDA）仅批准人工合成的虾青素用于水产养殖的添加剂，中国农业部2011年318号公告也做了相同的规定。动物体对化学合成的虾青素吸收能力较弱，并且与天然虾青素相比其着色能力和生物效价低得多，随着天然虾青素产业的兴起，这种低效的产品会逐渐被淘汰。
02、雨生红球藻
据目前所知雨生红球藻是虾青素含量最高的微藻，也是所有己知的虾青素合成生物体中积累量最高的物种，其积累量最高可达细胞干重的4％。除雨生红球藻外，衣藻、绿球藻、栅藻、小球藻、雪藻等绿藻在不利的环境条件下也会积累或多或少的虾青素；血红裸藻中虾青素的含量也可达细胞干重的0.5%。但包括雨生红球藻在内的这些虾青素合成绿藻的缺点是：通常生长较慢，需要较长的培养周期；虾青素的积累是逆境胁迫的产物，在正常的生长条件下没有合成或很少合成；诱导虾青素积累的逆境胁迫与藻细胞生物量积累是一对矛盾。雨生红球藻在生长过程中，在舒适的环境下，雨生红球藻的绿色细胞可以活动，主要靠分裂繁殖。在恶劣的条件下，如缺乏营养或干燥，细胞会失去运动功能，形成很厚的细胞壁，以孢子的形式存在。当转变成这种孢子形式的时候，雨生红球藻就会聚集淀粉和脂肪作为细胞的能量和碳源。当脂肪合成后，细胞会产生虾青素。
绿色的能游动的雨生红球藻细胞
红色的雨生红球藻厚壁孢子
虾青素作为抗氧化剂可以保护脂肪不被氧化，以及保护细胞内的DNA链不受紫外线辐射的影响。这种囊状形式的藻成为不动孢子，以这种形式，就算是在苛刻的条件下它也可以生存较长时间。虾青素含量和雨生红球藻中的蛋白量成反比。雨生红球藻越成熟，其虾青素含量越高，蛋白质越低。蛋白质越高其产品稳定性越差，也意味着产品质量越差（如图所示）。
03、甲壳类动物加工的废弃物
甲壳类动物的甲壳中含有虾青素，可以利用废弃的甲壳提取虾青素。当前，虾蟹加工业每年有几千万吨的甲壳类水产品的废弃物。但甲壳中虾青素的含量很低，而灰分和几丁质含量则较高，这极大地限制了虾青素的提取和再利用。
目前，挪威等国采用的青贮技术的回收率较高（180pg／g废弃物），且纯度也较其它处理方法高。但它的产量还是比较低，产品纯度不高。而且其生产条件要求苛刻，生产成本高。因此，目前仅有极少数国家采用此途径生产虾青素。
04、真菌
某些真菌也可以合成虾青素，如红发夫酵母、深红酵母、粘红酵母等。其中，红发夫酵母中虾青素积累量较高，野生株系中达细胞干重的0.05％左右，某些突变株系中最多可达0.3％，并且其中所合成的类胡萝卜素中虾青素是主要成分，因而是目前微生物发酵生产虾青素普遍采用的菌株。红发夫酵母也被认为是除雨生红球藻外最为合适的虾青素来源。但酵母内虾青素的积累也受发酵时各种环境因子的影响，会随发酵培养基的改变而改变，受温度、PH值、溶氧、碳氮源等的影响也比较大。另外，与红球藻相似的是，红发夫酵母中虾青素的积累与菌体的生长速率也是一对矛盾，往往是在改变发酵条件用于增加虾青素的合成量时菌体的产率相应降低。
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