天然虾青素与人工合成虾青素在多个方面存在显著的差异。首先，从生产方式上来看，虾青素的生产主要分为人工合成和生物获取两种途径。尽管人工合成虾青素在技术上可行，但其高昂的价格以及与自然虾青素在结构、功能、应用效果和安全性等方面的明显区别，使得其在实际应用中受到一定的限制。在结构层面，虾青素因其两端的羟基（-OH)旋光性而具有3S-3'S、3R-3'S、3R-3'R三种异构型态，分别被称为左旋、消旋和右旋。人工合成的虾青素是这三种结构的混合物，其中左旋和右旋各占25%，消旋占50%左右。这种混合结构导致其抗氧化活性极低，与鲑鱼等养殖生物体内的天然虾青素（主要以反式结构—3S-3S型为主）形成鲜明对比。相比之下，藻源虾青素则是100%的左旋结构，具有最强的生物学活性，因此被知名企业如FUJI、YAMAHA等深入研究，并广泛应用于保健食品、高档化妆品和药品领域。在生理功能方面，人工合成虾青素的稳定性和氧化活性也远低于天然虾青素。由于虾青素分子两端的羟基（-OH)可以被酯化，从而影响其稳定性。天然虾青素以90%以上的酯化形式存在，因此具有较高的稳定性。而合成虾青素则以游离态存在，稳定性较差，需要进行包埋处理才能保持稳定。此外，由于合成虾青素中仅含有约1/4的左旋结构，其抗氧化性也仅为天然虾青素的1/4左右。在应用效果上，人工虾青素的生物吸收效果同样逊于天然虾青素。在喂食浓度较低的情况下，人工虾青素在虹鳟鱼血液中的浓度明显低于天然虾青素。更重要的是，人工虾青素在体内无法转化为天然构型，导致其着色能力和生物效价远低于同浓度的天然虾青素。在生物安全性方面，人工合成虾青素也存在明显隐患。化学合成过程中不可避免地会引入杂质化学物质，如非天然副产物等，这些杂质会降低其生物利用的安全性。因此，人工合成虾青素并不适合用于人类市场。随着天然虾青素的日益受到重视，全球对化学合成虾青素的管理也日趋严格。例如，美国食品与药物管理局（FDA）已经明确禁止化学合成的虾青素进入保健食品市场。目前，虾青素的生产更倾向于开发天然虾青素的生物来源，并据此进行大规模生产。然而，目前能够商业化养殖雨生红球藻以生产天然虾青素的企业数量有限，主要集中在少数几个国家，其他国家和地区则仍处于研发阶段。