第六章 类胡罗卜素

类胡萝卜素形成酶基因及其生物代谢工程的碳氢化合物（胡萝卜素）和它们的氧化衍生物(叶黄素)两大类类胡萝卜素通常是指C40类胡萝卜素携带紫罗色素的总称。

它们在结构上由8个类异戊二烯单位浓缩形成，典型的C40酮环（ionone），在环的不同位置可被氧基、羟基、环氧基代替[1]；类胡萝卜素分子中最重要的部分是决定颜色和生物功能的共轭双鍵系统，能使单态氧失活，猝灭羧基自由基。

由于类胡萝卜素本身的化学特性，它们是所有光合生物的基本成分,贮存在生物体的脂相中。

在植物中，类胡萝卜素对叶绿体的光合作用起着至关重要的作用，一方面，它们是叶绿体光合天线的辅助色素，帮助叶绿素接收光能；另一方面，它们在高温、强光下能通过叶黄素循环，以非辐射的方式耗散光系统Ⅱ（PSⅡ）的过剩能量保护叶绿素免受破坏[2,3]。

除八氢番茄红素、六氢番茄红素等几种类胡萝卜素无色外，绝大多数类胡萝卜素呈黄色、橙色或红色[4]，是许多植物花和果实呈现鲜艳色彩的原因[2]。

类胡萝卜素也是合成植物激素ABA的前体[5]。

约有10%的类胡萝卜素是维生素A（V A）的前体[6,7]，人体V A不足易得夜盲症。

近年来，越来越多的医学研究表明，类胡萝卜素在猝灭自由基[8]、增强人体免疫力[9]、预防心血管疾病和防癌抗癌[2,10]等保护人类健康方面起着更为重要的作用。

人体血液中主要含有番茄红素、β－胡萝卜素、叶黄质、β－隐黄质、α－胡萝卜素等类胡萝卜素[11]，但人体不能合成类胡萝卜素，主要依赖饮食中类胡萝卜素的供应。

一些重要的类胡萝卜素如玉米黄素，和叶黄质一起，是眼睛斑点色素（macular pigment）中不可缺少的成分,但在食品中含量并不丰富，也不能通过外界药物供给，玉米黄素如长期摄入不足对眼睛健康极为不利[12]。

随着类胡萝卜素药用价值的不断发现，人类对类胡萝卜素的种类和产量需求将越来越大。

然而，类胡萝卜素很难通过化学合成，迄今为止，已鉴定的天然类胡萝卜素有600余种，但只有于少数几种类胡萝卜素如β－胡萝卜素、虾青素、角黄素等能通过化学合成进入商业化生产，它们主要用于营养补充、食品着色和动物饲料的添加；通过天然微生物发酵途径也能生产β－胡萝卜素、虾青素，但所占的市场份额微不足道[13]。

类胡萝卜素的功能主治一、类胡萝卜素简介类胡萝卜素，也称为类黄酮，是一类天然存在于植物中的化合物，主要通过食物摄入进入人体。

它们是维生素A的前体，对人体健康有很多益处。

二、类胡萝卜素的主要功能类胡萝卜素具有多种功能，主要包括以下几个方面：1.抗氧化作用：类胡萝卜素可以中和体内的自由基，减少氧化损伤，对抗衰老，保护细胞健康。

2.免疫调节：类胡萝卜素有助于增强免疫系统功能，提高机体抵抗力，预防感染和疾病。

3.抗炎作用：类胡萝卜素具有一定的抗炎作用，可以减少炎症反应，减轻相关疾病的症状。

4.促进眼睛健康：类胡萝卜素是维生素A的前体，维生素A对眼睛健康至关重要，可以预防夜盲症和干眼症。

5.维护皮肤健康：类胡萝卜素能够促进皮肤细胞的生长和修复，改善皮肤质地，增加肌肤弹性，延缓皮肤衰老。

6.预防心血管疾病：类胡萝卜素有助于降低胆固醇，预防动脉硬化，降低心血管疾病的风险。

三、类胡萝卜素的主治疾病除了上述的功能外，类胡萝卜素还具有一些特定的主治疾病的作用，主要包括以下几个方面：1.癌症预防：类胡萝卜素的抗氧化作用可以降低癌症的发生风险，尤其是肺癌、乳腺癌等。

2.心脑血管疾病：类胡萝卜素能够改善血液循环，降低血压，预防心脑血管疾病的发生。

3.糖尿病：类胡萝卜素可以提高胰岛素的敏感性，降低血糖水平，对糖尿病的治疗有一定的辅助作用。

4.骨质疏松症：类胡萝卜素可以辅助钙和维生素D的吸收，促进骨骼健康，预防骨质疏松症。

5.视力保护：类胡萝卜素是维生素A的前体，有助于维持正常视力，预防眼疾。

6.过敏性疾病：类胡萝卜素可以抑制过敏反应，减轻过敏性疾病的症状。

四、富含类胡萝卜素的食物类胡萝卜素存在于很多植物食品中，以下是一些富含类胡萝卜素的常见食物：•胡萝卜•番茄•红椒•西兰花•南瓜•甜椒•柑橘类水果•芒果•番石榴•红枣五、类胡萝卜素的摄入量和注意事项为了获得足够的类胡萝卜素，建议每天摄入适量的富含类胡萝卜素的食物。

一般来说，成年人每天摄入约6毫克的类胡萝卜素即可满足需要。

类胡萝卜素BTP-类胡萝卜素类物质分析类胡萝卜素（Carotenoid）是一类有机色素，被发现存在于植物的叶绿体或者有色体、一些光合作用的藻类，某些类型的细菌和真菌含有类胡萝卜素。

胡萝卜素属于四萜烯有机分子色素。

动物不能制造类胡萝卜素（虽然已知一种蚜虫获得了合成胡萝卜素——红酵母烯(torulene)的能力，因为该蚜虫体内具有产生“红酵母烯去饱和酶”的基因，源自真菌的基因水平转移）。

动物通过不同的新陈代谢途径，从其摄食中获得类胡萝卜素。

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类胡萝卜素科技名词定义中文名称：类胡萝卜素英文名称：carotenoid 定义：链状或环状含有8个异戊间二烯单位、四萜烯类头尾连接而成的多异戊间二烯化合物。

是一类不溶于水的色素，存在于植物和有光合作用的细菌中，在光合作用过程中起辅助色素的作用。

应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；激素与维生素（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布类胡萝卜素类胡萝卜素（carotenoid）：不溶于水而溶于有机溶剂。

叶绿体中的类胡萝卜素含有两种色素，即胡萝卜素（carotene）和叶黄素（lutein），前者呈橙黄色，后者呈黄色。

功能为吸收和传递光能，保护叶绿素。

简介辅助色素（accessory pigment）：在植物和光合细菌，像类胡萝卜素叶黄素和藻胆素中，吸收可见光的色素，这类色素是对叶绿素捕获光能的补充。

非皂化脂质。

是广泛地分布于动植物中的黄、橙、红或紫色的一组色素。

类胡萝卜素分子式构成发色原因的共轭二重键具有长链聚烯烃结构。

通常是几种混在一起生成。

具有C40的萜结构的较多，不含氮。

已知天然类胡萝卜素约有300种，其中不含氧的碳化氢类有胡萝卜素、菌脂素等；含氧的非常多，有醇、酮、醚、醛、环氧化物、羰酸和酯等。

它们之中大量存在的有岩藻黄质（fucoxanthin）、叶黄素（lutein）、堇菜黄质（violaxanthin）、新黄质（neoxanthin）等，均属于胡萝卜醇。

类胡萝卜素多数不溶于水，溶于脂溶剂，不稳定，易氧化。

类胡萝卜素（carotenoid）：一类重要的天然色素的总称，属于化合物。

普遍存在于动物、高等植物、真菌、藻类和细菌中的黄色、橙红色或红色的色素，主要是β-胡萝卜素秋季黄叶中含类胡萝卜素和γ-胡萝卜素，因此而得名。

不溶于水，溶于脂肪和脂肪溶剂。

亦称脂色素。

自从19世纪初分离出胡萝卜素，至今已经发现近450种天然的类胡萝卜素；利用新的分离分析技术如薄层层析、高压液相层析以及质谱分析还不断发现新的类胡萝卜素。

类胡萝卜素简介类胡萝卜素（carotenoid）：不溶于水而溶于有机溶剂。

叶绿体中的类胡萝卜素含有两种色素，即胡萝卜素（carotene）和叶黄素(lutein)，前者呈橙黄色，后者呈黄色。

功能为吸收和传递光能，保护叶绿素。

辅助色素（accessory pigment）：在植物和光合细菌，像类胡萝卜素叶黄素和藻胆素中，吸收可见光的色素，这类色素是对叶绿素捕获光能的补充。

非皂化脂质。

是广泛地分布于动植物中的黄、橙、红或紫色的一组色素。

构成发色原因的共轭二重键具有长链聚烯烃结构。

通常是几种混在一起生成。

具有C40的萜结构的较多，不含氮。

已知天然类胡萝卜素约有300种，其中不含氧的碳化氢类有胡萝卜素、菌脂素等；含氧的非常多，有醇、酮、醚、醛、环氧化物、羰酸和酯等。

它们之中大量存在的有岩藻黄质（fucoxanthin）、叶黄素（lutein）、堇菜黄质（violaxanthin）、新黄质（neo xanthin）等，均属于胡萝卜醇。

类胡萝卜素多数不溶于水，溶于脂溶剂，不稳定，易氧化。

[编辑本段]类胡萝卜素的生物合成途径人体自身不能合成类胡萝卜素，必须通过外界摄入；但类胡萝卜素在许多植物中含量较低，并且很难用化学方法合成，主要是通过生物合成方式完成。

生物合成途径类胡萝卜素生物合成可经由不同的途径,在真菌和植物细胞胞液/内质网上,由乙酰CoA经羟甲基戊二酰-CoA途径合成的. 在细菌与植物质体中由磷酸甘油醛与丙酮酸经1-脱氧木酮糖-5-磷酸途径合成.形成的异戊烯基焦磷酸经多次缩合生成第一个类胡萝卜素八氢番茄红素,再经脱氢、环化、羟基化、环氧化等转变为其它类胡萝卜素。

通过合成过程图可以很清楚的看出番茄红素、β胡萝卜素、玉米黄质、角黄素等均为类胡萝卜素生物合成过程中间形态，就目前研究发现Astaxanthin（虾青素）为类胡萝卜素生物合成的终端形态。

类胡萝卜素生物合成这些色素，主要是为了保护其种子中的不饱和脂肪酸，为下一代的繁衍储备能量。

胡萝卜素和库恩发表日期: 2011-09-25胡萝卜素和库恩胡萝卜素有很多种，β-胡萝卜素是其中最重要的一种。

食物中深黄、橙色的水果，蔬菜如胡萝卜、杏子、木瓜、南瓜和深绿色蔬菜如菠菜、西兰花、水芹菜等都是β-胡萝卜素的主要来源。

胡萝卜素最初是在胡萝卜中发现的，故而以之命名。

德国人理查德·库恩确定了β-胡萝卜素的化学成份和分子结构。

理查德·库恩1900年出生在奥地利维也纳的著名生物化学家，从小热爱科学，刻苦攻读。

在德国有名的慕尼黑大学求学时，得到了曾获得诺贝尔化学奖的理查德·威尔斯泰教授指导，22岁就取得了博士学位。

1927年他出版的化学、酶、物理化学方面的教科书成为当时公认的权威教科书。

1929年他担任了海得堡大学教授和凯译·威廉医学研究院化学系主任。

在此期间，库恩为了研究胡萝卜素的结构，进行了几年艰苦卓有成效的实验，终于搞清了β-胡萝卜素是由碳、氢两种元素组成，一种碳链和碳环中具有交替的单键和双键的共轭分子。

β-胡萝卜素并不能被人体直接吸收，在一种特殊酶的作用下，它的分子从中间断裂成为相同的两部分，这两部分各自结合一分子水，就成了两分子的维生素A。

人体所需的维生素A一部分由蛋黄中、动物肝脏等食物直接供给，一部分则由食物中β-胡萝卜素转化而来。

当时库恩又证明了维生素A是人体不可缺少的物质，人体内若缺乏维生素A，就会得夜盲症和发育不良等疾病。

此后，库恩还研究并人工合成了核黄素、维生素A、维生素B2。

由于库恩在胡萝卜素和维生素研究方面所作的杰出贡献瑞典皇家科学院授于他1938年诺贝尔化学奖。

但事实上库恩并没有得到这笔资金，因为当时正值第二次世界大战，纳粹德国阻止他前去领奖。

然而这丝毫没有动摇他为科学献身的志向始终不懈地研究、探索。

特别是他又鉴定了维生素B6、泛酸，并合成了大量类似物，对维生素的研究起了很大的推动作用，给人类健康带来了福音，这使他在科学界享有崇高的声誉。

类胡萝卜素类胡萝卜素是一类重要的营养物质，它在人体中发挥着重要的功能。

本文将介绍类胡萝卜素的定义、分类、来源、功能以及对人体健康的影响等方面，希望能够增进大家对这一营养物质的了解。

类胡萝卜素，是指一类化学结构相似的天然色素，以及由这些天然色素所合成的脂溶性化合物。

它们通常呈现红、橙、黄等颜色，广泛存在于植物中。

类胡萝卜素可分为α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素等几个种类。

类胡萝卜素主要来源于蔬菜和水果，如胡萝卜、西红柿、南瓜、菠菜等。

其中，胡萝卜是最为丰富的来源之一。

此外，一些绿叶蔬菜、柑橘类水果以及一些奶制品也含有一定量的类胡萝卜素。

类胡萝卜素在人体中具有多种重要的功能。

首先，它们是人体维生素A的前体物质，可以被人体转化为维生素A，从而参与视网膜生成视紫红质，使人眼保持正常视觉。

其次，类胡萝卜素还具有抗氧化作用，可以帮助清除体内的自由基，减缓细胞衰老，预防疾病的发生。

此外，类胡萝卜素还对免疫系统具有调节作用，有助于增强机体的免疫功能。

人们在日常生活中，应该保持适当的类胡萝卜素摄入量，以维持身体健康。

目前，世界卫生组织推荐的每日膳食胡萝卜素摄入量为2-3毫克。

不过，这只是一个大致的指导，实际需求还需要根据个体情况进行调整。

虽然类胡萝卜素对人体健康有益，但也需要注意适量摄入。

过量摄入类胡萝卜素可能会导致皮肤黄疸现象，使人的皮肤呈现黄色。

此外，过量摄入类胡萝卜素还可能导致维生素A中毒，出现头晕、恶心、乏力等不适症状。

总的来说，类胡萝卜素是一类在人体中起到重要作用的营养物质。

它们广泛存在于植物中，并在人体中具有多种功能。

适量摄入类胡萝卜素对人体健康有益，但过量摄入也可能带来一些不良影响。

因此，在日常饮食中，我们应该合理摄入含有类胡萝卜素的食物，以保持身体健康。

这就是关于类胡萝卜素的一些简单介绍，如果您对此感兴趣的话，可以进一步深入了解相关知识。