胡萝卜素（维生素A源物质）

胡萝卜素

维生素A源物质

胡萝卜素（carotene），是多种类胡萝卜素烃，主要存在于深绿色或红黄色的蔬菜和水果中，胡萝卜素在动物体内可转变成视黄醇（维生素A）和视黄醛（维生素A醛），在保护视力方面具有重要功效，但其在人类肠道中的吸收利用率很低。

简介

胡萝卜素（Carotene）是指若干种相关的不饱和烃，分子式为C40Hx，由植物合成，但动物不能制造。

胡萝卜素是橙色的光合色素，使许多蔬菜和水果带有橙色，例如甘薯或者哈密瓜，也是干枯的树叶显示橙色的原因。乳脂与黄油的黄色也是由于低浓度的胡萝卜素。那些把有颜色的胡萝卜素转化为无色的类维生素A的能力较弱的杂食动物，例如人类或者鸡，具有黄色的体脂肪，这是因为其摄入的植物性膳食中的类胡萝卜素存储在体脂肪中。

在光合作用中，胡萝卜素具有重要作用，能传递叶绿素所吸收的光学能量。胡萝卜素吸收了光合作用中产生的单态氧的能量，从而保护了植物的组织。

1929年，Moore通过实验发现，缺乏维生素A的大鼠补饲β-胡萝卜素后能显著提高体内维生素A水平，从而证实了胡萝卜素能在体内转化为维生素A，发挥维生素A的作用，所以又称其为维生素A原。

化学结构

胡萝卜素的化学结构上中央有相同的多烯链，胡萝卜素分子是包含40个碳原子的多不饱和烃，包含的氢原子数随胡萝卜素的种类不同而不同，不包含其它的化学元素。某些种类的胡萝卜素的分子的一端或两端为烃环。

胡萝卜素对于人眼视觉来说都是有颜色的，这是由于其分子内形成了广泛的共轭双键系统。胡萝卜素结构上是四萜烯，这意味着可以从4个10碳萜烯生物合成胡萝卜素，或者说胡萝卜素从8个5碳异戊二烯单元形成。

根据存在于其两端的芷香酮环或基团的种类有α，β，γ，δ，ε，番茄红素等许多异构体。胡萝卜素的家族共有600多个成员，其中大概50种是食物中常见的，由于它们都是烃类，不含氧原子，因此是脂溶性的，不溶于水。

1、β-胡萝卜素

在胡萝卜素中分布最广，含量最多。在众多异构体中最具有维生素A生物活性。在绿叶中与叶绿素共同存在，胡萝卜的根里也有很多，在氯仿中的最大吸收波长为497-466纳米。β-胡萝卜素不溶于水和醇，溶于苯，氯仿，二硫化碳等。

2、α-胡萝卜素

在绿叶和胡萝卜的根里与β-胡萝卜素共同存在，含量一般较少。其苯溶液的旋光度[α]18cd=+385°。在氯仿中的最大吸收波长为485-454纳米。

3、γ-胡萝卜素

在生物体内的分布则有限。在氯仿中的最大吸收波长为508.5475446纳米。

食物来源

胡萝卜素主要存在于深绿色或红黄色的蔬菜和水果中，如：胡萝卜、西兰花、菠菜、空心菜、甘薯、芒果、哈密瓜、杏及甜瓜等，大体上，越是颜色强烈的水果或蔬菜，含β-胡萝卜素越丰富。

这些食物如果与脂肪一起烹饪，会提高胡萝卜素的吸收率。因为胡萝卜素是脂溶性，烹饪数分钟可以破坏细胞壁，使胡萝卜素溶入液体中。6μg的膳食β-胡萝卜素提供了等效于1μg的视黄醛，等效于3⅓IU的维生素A。

每100克食品中，含β-胡萝卜素：

木鳖果：83630微克

螺旋藻：38810微克

枸杞子：9750微克

西兰花：7210微克

绿茶:5800微克

胡萝卜：4130微克

沙棘果：3840微克

芒果：897微克

番茄：375微克

主要用途

作营养强化剂和食品着色剂。我国规定可用于各类食品,按生产需要适量使用，是自然界中存在最普遍、最稳定的天然色素。人造奶油、胶囊、鱼浆炼制品、素食产品、速食面的调色等。而经过微胶囊处理的β—胡萝卜素，可转化为水溶性色素，几乎所有的食品都可应用。另外，β—胡萝卜素在饲料、化妆品等方面有重要用途。

代谢吸收

胡萝卜素的吸收为物理扩散性，吸收量与摄入量多少相关。胡萝卜素的吸收部位在小肠，小肠细胞内含有胡萝卜素双氧化酶，在其作用下进入小肠细胞的胡萝卜素被分解为视黄醛或视黄醇。日粮中的胡萝卜素进入并贮存于机体，主要通过以下几个步骤：

1、日粮中胡萝卜素在动物胃肠道中消化酶的作用下，从其蛋白质复合物中分离出来，在十二指肠与其它酯类物质一起经胆汁乳化后形成乳糜微粒；

2、乳糜微粒向肠道吸收细胞刷状缘靠近以便被摄取，由小肠黏膜上皮细胞吸收；

3、被吸收的胡萝卜素在小肠上皮细胞内立即被转移到细胞的一侧，一部分经双氧酶在中央或一侧裂解后转化为维生素A满足机体的需要；

4、肝外组织利用酯蛋白脂酶的作用先于肝脏摄取胡萝卜素；剩下的部分和乳糜微粒一起释放进入淋巴和血液，以低密度脂蛋白为载体转运到肝脏；

5、被肝脏摄入的胡萝卜素贮存于肝脏或者分泌入极低密度脂蛋白，低密度脂蛋白和高密度脂蛋白中的胡萝卜素被肝外组织摄取，并贮存于肝外组织。

功能应用

1、胡萝卜素能够活化维生素A，预防夜盲症及视力减退。

2、可以滋润眼睛，预防眼部发炎，并且预防及改善视网膜黄斑区病变、白内障、干眼症、眼睛疲劳等眼部问题，对保护眼睛十分重要。美国多项研究显示，多吃含丰富胡萝卜素（特别是β胡萝卜素的食物）有助减低患上黄斑点病变机会。

3、胡萝卜素保护植物细胞不被紫外线破坏。

4、胡萝卜素也是一种抗氧化剂。可以中和体内的过氧化自由基，这样便起到了延缓衰老的作用。

5、维持和促进免疫功能。胡萝卜具有预防和抑制肺癌的作用。

6、胡萝卜素可用作食用色素，用于果汁、饼干、甜点、黄油、人造黄油。欧盟批准号为E160a，澳大利亚、新西兰、美国均允许作为食品添加剂。

摄取量

正常需要量

1、就一般成年男性而言，1000国际单位即可防止不足。

2、10-15岁少女建议每日摄入量为4600国际单位。

3、16岁以上的女性建议每日摄入量为4200国际单位。

4、成年人每日只需食用约1/2根胡萝卜或1片芒果或1根芦笋即可满足需要。

5、孕妇需特别注意其安全用量，以免产生畸形儿。怀孕期间，最初摄取量不建议增加。

6、哺乳期女性，在前6个月中可额外增加2500国际单位；后6个月额外增加2000国际单位。

注意事项

1、如每天摄取400国际单位以上的维生素E时，最少也要摄取1000IU的胡萝卜素；

2、正在服用口服避孕药时，必须要减少胡萝卜素的用量。

3、一星期之中，三餐里含有大量的动物肝脏、胡萝卜、菠菜、番薯、香瓜时，没有必要再补充胡萝卜素；

4、胡萝卜素与矿物质油切勿一起服用；

5、胡萝卜素与维生素B，维生素D、E、钙、磷和锌配合食用时，能充分发挥其功效（必须有锌才能把贮藏在肝脏里的维生素A释放出）；

6、胡萝卜素也能防止维生素C受到氧化；

7、水果和蔬菜的颜色深浅并非是显示含维生素A多寡的绝对指标。

缺乏症

1、暗适应能力下降，夜盲及干眼病；

2、粘膜、上皮改变；

3、生长发育受阻；

4、味觉、嗅觉减弱，食欲下降；

5、头发枯干、皮肤粗糙、记忆力减退、心情烦躁及失眠。

摄入过量

胡萝卜素血症，或者高胡萝卜素血症，是在血清中有过量的胡萝卜素。但不同于过量的维生素A，胡萝卜素是无毒的。过量的胡萝卜素会导致胡萝卜素皮肤沉淀（carotenodermia），具有显著黄色的皮肤。但不同于黄疸，过量的胡萝卜素不会使得眼睛的结膜变黄，因此易于从外观上区别二者。胡萝卜素血症最常见的原因是吃了太多的胡萝卜，但也可能是其它危险情况的医学信号。

β-胡萝卜素

β-胡萝卜素是一种广泛存在于绿色和黄色蔬菜，水果中的天然类胡萝卜素。β-胡萝卜素由4个异戊二烯双键首尾相连而成，属四萜类化合物，在分子的两端各有1个β-紫萝酮环，中心断裂可产生2个维生素A分子，有多个双键且双键之间共轭。分子具有长的共轭双键生色团，因而具有光吸收的性质，使其显黄色。β-胡萝卜素主要有全反式，9-顺式，13-顺式及15-顺式4种形式。β-胡萝卜素有20余种异构体，不溶于水，微溶于植物油，在脂肪族和芳香族的烃中有中等溶解性，易溶于氯仿，化学性质不稳定，易在光照和加热时发生氧化反应。

β-胡萝卜素可通过化学合成、植物提取和微生物发酵3种方法生产，根据生产方式不同分为化学合成β-胡萝卜素和天然β-胡萝卜素两大类，目前大多数是化学品，由于天然β-胡萝卜素具有很好的抗染色体畸变，防癌作用以及较强的生理活性，天然β-胡萝卜素的价格是化学品的2倍。

康普森β-胡萝卜素

β-胡萝卜素有维生素A源之称，是一种重要的人体生理功能

活性物质。近年来，有关β-胡萝卜素对人体作用的研究异常活跃。大量研究证实，β-胡萝卜素的许多生物功能与人类健康有密切关系，其在抗氧化、解毒、抗癌、预防心血管疾病，防治白内障和保护肝脏方面的生理作用已被越来越多地证实并应用于疾病的预防和治疗。从前人工合成的β-胡萝卜素多应用在食品，化妆品和保健品等领域中。随着毒理学和分析技术的不断发展，研究表明：尽管化学法合成的β-胡萝卜素纯度相对较高，生产成本低，但产品容易掺入少量有毒化学物质，有导致染色体突变和致癌作用，而且与天然β-胡萝卜素相比吸收效果太差；而天然β-胡萝卜素具有抗癌防癌效果，不存在致癌物质，所以随着认识的不断提高，天然提取β-胡萝卜素将在市场中占据主动地位。但由于β-胡萝卜素的脂溶性质，使其应用范围受到了很大限制。有些研究通过皂化和乳化的方法增强β-胡萝卜素的水溶性，但这一方式时间长，对β-胡萝卜的稳定性有较大影响，成本也较高。天然β-胡萝卜素的提取，目前多采用的方法中存在的有机溶剂，有毒溶剂的残留问题一直限制着提取产物的使用，带来较多的食品安全和环境污染问题。而关于水溶性的β-胡萝卜素的提取也有相关的研究报导，但β-胡萝卜素水溶性较差，通常在提取时还要借助酶的作用，所以成本高，应用性差。与常规提取方式比较，超声提取方法具有简便，提取率高，操作时间短等特点。因此，把超声提取法作为醇溶性β-胡萝卜素提取的一种新途径，在这个领域中具有良好的应用前景。

β-胡萝卜素的应用

β—胡萝卜素作为一种食用油溶性色素，其本身的颜色因浓度的差异，可涵盖由红色至黄色的所有色系，因此受到食品业相当热烈的欢迎。其非常适合油性产品及蛋白质性产品的开发，如：人造奶油、胶囊、鱼浆炼制品、素食产品、速食面的调色等。而经过微胶囊处理的β—胡萝卜素，可转化为水溶性色素，几乎所有的食品都可应用。另外，β—胡萝卜素在饲料、化妆品等方面有重要用途。

胡萝卜素的研究新发现

2000年开始胡萝卜素受到医学界空前的关注，原因是很多流行病学的调查说明：在膳食中经常摄取丰富胡萝卜素的人群，患动脉硬化、某些癌肿以及退行性眼疾等疾病的机会都明显低于摄取较少胡萝卜素的人群，很多动物实验也证明了这一观点。例如：眼睛的视力取决于眼底的黄斑，如果没有足够的β—胡萝卜素来作保护与支持，这个部位就会发生退行性的病变，也就是老化了，视力会衰退甚至最终发生夜盲。这种疾病多发于老年人，虽然医学界认为这是衰老的一种表现，但却同时指出这种退行性眼疾是可以通过摄取足够的β—胡萝卜素来预防的。这一重大发现让人们对胡萝卜素有了新的认识，认为它不仅是实现均衡营养所必需的物质，同时还有助于人们预防疾病、延年益寿，提升身体素质和生活质量。

在国外，β—胡萝卜素在维生素A、B、C、E等族中知名度最高，无人不晓，正如中国人都知道人参的滋补作用。国内外大量科研资料证实β—胡萝卜素防治癌症有确切疗效。机体内氧自由基泛滥不但会损害正常细胞，且常引起畸变而形成癌症，β—胡萝卜素恰恰是氧自由基最强的“克星”。科研证实，癌症病人血中β胡萝卜素远远低于正常人。癌症患者接受放疗和化疗时，β—胡萝卜素能降低其毒副反应。放疗能诱发产生氧自由基，而细胞微粒体膜完整性能阻止氧自由基产生，β—胡萝卜素能维护微粒体膜完整；化疗药物在杀灭癌细胞同时，可使正常细胞致突变，而β胡萝卜素有抗突变作用，从而减少其毒副反应。天然胡萝卜素内含80%β—胡萝卜素、10%α—胡萝卜素及10%其它胡萝卜素，在追求绿色食品的潮流中，天然胡萝卜素更受欢迎。

β-胡萝卜素，名字得自拉丁文的胡萝卜，属于天然化学物（例如胡萝卜素或类胡萝卜素）家庭的一员。

β-胡萝卜素在植物中大量地存在,令水果和蔬菜拥有了饱满的黄色和橘色。β-胡萝卜素也被用作食物（例如人造奶油）的着色剂。

β-胡萝卜素会被人体转换成维他命A。如果人体摄入过量的维他命A会造成中毒。所以只有当有需要时，人体才会将β-胡萝卜素转换成维他命A。这一个特征使β-胡萝卜素成为维他命A的一个安全来源。

和其他的类胡萝卜素一样，β-胡萝卜素是一种抗氧化物。食用富含β-胡萝卜素中的食物可以防止身体接触一种称为自由基的破坏分子。通过一个氧化的过程，自由基会对细胞造成伤害。长此以往，将有可能导致人体患上各种各样的慢性疾病。一些研究表明从日常饮食中摄入足量的β-胡萝卜素可能减少患上两种慢性疾病的危险——心脏病和癌症。

参考资料

1.胡萝卜素的功效与作用·金益知识网

2.β-胡萝卜素缺乏症状·医学教育网