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蝦青素分子結構中的發(fā)色團在紫外-可見光區(qū)有獨特的吸收區(qū)，因此其結晶或溶液在可見光下呈紫紅色。蝦青素主要以游離態(tài)和酯化態(tài)形式存在。游離態(tài)蝦青素極不穩(wěn)定，易被氧化，通?；瘜W合成的蝦青素為游離態(tài)形式。酯化態(tài)蝦青素是由于蝦青素末端環(huán)狀結構中各有一個羥基易于與脂肪酸形成酯而穩(wěn)定存在，水生動物皮膚和外殼上的蝦青素以脂化態(tài)形式為主，肉及內臟上則以游離形式為主，紅酵母、雨生紅球藻中蝦青素主要以酯化形式存在，酯化態(tài)蝦青素根據其結合的脂肪酸不同分為蝦青素單酯和蝦青素二酯。蝦青素酯化后，其疏水性增強，且雙酯比單酯的親脂性強；蝦青素酯化態(tài)，或與蛋白質形成復合物，會產生不同的顏色。

蝦青素有兩個手性中心它們是分子中兩端環(huán)結構的C-3和C-3′。一個手性中心可以有兩種構象，蝦青素的兩手性碳原子C3、C3′都能以R或S的形式存在，這樣就有3種立體異構體，3S，3'S與3R，3'R異構體互為鏡像(對映體)，每一對映體有著相反的旋光性，能使平偏振光向左或向右旋轉，3R，3'S無旋光性。