β-胡萝卜素在动物中的应用

6 植物有效成分旳提取6.1 植物芳香油旳提取1.天然香料旳重要来源是植物和动物。

动物香料重要来源于麝、灵猫、海狸和抹香鲸等。

不一样植物旳根、茎、叶、花、果实、种子都可以提取芳香油。

2.植物芳香油具有很强旳挥发性，重要包括萜类化合物及其衍生物。

提取措施有蒸馏、压榨、萃取等，详细采用哪种措施要根据植物原料旳特点来决定。

3.水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取旳常用措施，它旳原理是运用水蒸汽将挥发性较强旳芳香油携带出来形成油水混合物，冷却后水油分层。

包括水中蒸馏（原料放在沸水中加热蒸馏）、水上蒸馏（原料隔放在沸水上加热蒸馏）和水汽蒸馏（运用外来高温水蒸气加热蒸馏）。

4.水中蒸馏法会导致原料焦糊和有效成分水解，对于有些原料（如柑橘和柠檬）不合用，一般用压榨法。

5.蒸馏装置所有仪器必须事先干燥，保证无水。

整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分，其中左边旳部分通过加热进行蒸馏，中部将蒸馏物冷凝，右边旳部分用来接受。

安装仪器一般都按照自下而上、从左到右旳次序。

可在蒸馏瓶中加几粒沸石，防止液体过度沸腾。

要先通水再加热。

在整个蒸馏过程中，应保证温度计旳水银球上常1～2滴为宜。

蒸馏完毕，应先撤出热源，然后停止通水，最终拆卸蒸馏装置，拆卸旳次序与安装时相反。

6.玫瑰精油旳提取1）玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，可用水中蒸馏法提取。

2）提取玫瑰精油旳试验流程：①鲜玫瑰花+清水：采集盛花期（5月中上旬）旳玫瑰花，清水清洗沥干；称取50g玫瑰花放入蒸馏瓶，添加200mL蒸馏水。

②水蒸气蒸馏：温度不要太高，最佳延长蒸馏时间，控制蒸馏时间和速度为1～2滴/秒，可以保证品质。

③油水混合物：获得乳白色乳浊液。

④分离油层：向乳浊液加入NaCl溶液后，促使油和水旳分离，运用分液漏斗分离出上面旳油层。

⑤除去水分：向油层中加入无水硫酸钠吸取油层中旳水分，24h后过滤，得到玫瑰油。

7.橘皮精油旳提取1）橘皮精油旳重要成分为柠檬烯，重要分布在橘皮中，由于橘皮精油旳有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊旳问题，因此一般用萃取法。

中华人民共和国国家标准饲料添加剂β-胡萝卜素粉编制说明中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所国家饲料质量监督检验中心（北京）中华人民共和国国家标准饲料添加剂β-胡萝卜素粉编制说明一、标准制定背景及任务来源根据全国饲料工业标准化技术委员会制修订国家标准计划，由中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所[国家饲料质量监督检验中心（北京）]、浙江省兽药饲料监察所、广州立达尔生物科技股份有限公司承担国标“饲料添加剂β-胡萝卜素粉”的修订，项目计划编号为20112184-Q-469。

β-胡萝卜素是广泛存在于绿色、黄色蔬菜和水果中的天然类胡萝卜素。

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。

类胡萝卜素按其结构分为两种，由C和H组成的为胡萝卜素类，由C、H和O组成的为叶黄素类。

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。

分子式：C40H56，分子量：536.88,熔点：184℃,可溶于丙酮、氯仿、石油醚、苯和植物油，不溶于水、丙二醇和甘油，难溶于甲醇和乙醇。

化学性质不稳定，易在光照和加热时发生氧化反应。

由于β-胡萝卜素的分子结构相当于2个分子的维生素A，当动物机体需要维生素A 时，可及时转化为维生素A，当体内VA的量足够满足体内代谢需要时，β-胡萝卜素会在体内储存起来，发挥其作用，因此，除了具备维生素A的作用外，还能消除动物体内有毒的氧自由基，提高动物自身免疫力，促进动物生长，提高生产性能，特别对母畜、禽繁殖性能有明显的效果；β-胡萝卜素呈天然的黄色或橘黄色，也是一种有效的着色剂。

随着饲料工业化水平的提高，饲料添加剂的生产工艺和要求日趋完善，通过对国家标准(GB/T19370-2003)《饲料添加剂1%β-胡萝卜素》的修订，与现行饲料工业相关基础标准、法律法规相一致，能更好的服务于饲料工业的发展，对保护饲料生产使用者的合法权益，保障饲料和养殖产品质量安全具有重要意义。

第7期总第185期内蒙古科技与经济N o .7,the 185th issue　2009年4月Inner M ongo lia Science T echno logy &Econom y A p r .2009Β-胡萝卜素的功能介绍及生化制备Ξ徐鲁明(内蒙古金达威药业有限公司,内蒙古托克托县　010200) 摘　要:文章对目前Β-胡萝卜素的理化性状、人工合成品与天然产物的差异,生理功能及利用杜氏盐藻生产Β-胡萝卜素的研究进展做一介绍。

关键词:Β-胡萝卜素;理化性状;生化制备 中图分类号:Q 563 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2009)07—0424—03 Β-胡萝卜素最早发现并广泛存在于自然界中。

它是一种类胡萝卜素,英文名习惯命名为:Β-ca ro tene 。

Β-胡萝卜素是一种良好的自由基猝灭剂,具有良好的抗氧化性,它在生命体中表现出许多生物学功能。

Β-胡萝卜素可用作食品添加剂,饲料添加剂和化妆品助剂,特别是天然Β-胡萝卜素具有明显的抗衰老、防癌抗癌等功效,在医药、保健品及营养食品方面有着很大的应用市场。

所以,Β-胡萝卜素越来越引起人们的关注和兴趣。

目前,市场上有多种Β-胡萝卜素的生产方法:化学合成法:化学合成法是指采用有机化工原料,通过化学合成反应,人工合成Β-胡萝卜素的一种方法。

提取法:即从胡萝卜、枸杞、马铃薯、玉米等天然植物原料中直接提取Β-胡萝卜素的一种方法。

生化制备:生化制备是指利用微生物培养技术,通过微生物的培养,利用微生物在其体内合成Β-胡萝卜素,然后自微生物体内以层析、萃取等化学方法分离得到Β-胡萝卜素的一种方法[1]。

利用杜氏盐藻生产Β-胡萝卜素就是生化制备法的一种。

该法以生物发酵为基础,以化学提取为后续手段,生化方案相结合,达到优良效果。

下面就目前状况对其理化性状、人工合成品与天然产物的差异、生理功能以及利用杜氏盐藻生产Β-胡萝卜素的研究进展做一介绍。

2023年β-胡萝卜素行业市场规模分析β-胡萝卜素是一种重要的营养素，常见于许多植物中，特别是胡萝卜、红椒、南瓜、甜菜等。

它被广泛应用于食品、医药、化妆品等行业，其市场规模逐年增长。

本文将从市场需求、产业链、市场竞争等方面分析β-胡萝卜素的市场规模。

一、市场需求1、健康食品β-胡萝卜素在人体内可以转化成维生素A，具有保护皮肤、促进生长发育、增强免疫力等作用。

随着人们对健康饮食的关注度逐渐提高，健康食品市场也逐步扩大，β-胡萝卜素的需求量也在逐年增加。

2、化妆品β-胡萝卜素可以增加皮肤的弹性和光泽，有助于消除皮肤干燥、皱纹和色斑等问题，被广泛应用于化妆品行业。

随着女性消费者对美容的追求，化妆品市场不断扩大，β-胡萝卜素的应用也在逐步增加。

3、畜牧业β-胡萝卜素可以促进动物生长和免疫力，被广泛应用于畜牧业。

随着畜牧业的发展，β-胡萝卜素的需求量也在逐年增加。

二、产业链β-胡萝卜素的产业链主要包括原料供应、生产加工、销售和配送等环节。

1、原材料供应β-胡萝卜素的主要原料是胡萝卜等植物，原材料的供应状况直接影响了β-胡萝卜素的生产量和价格。

目前，β-胡萝卜素的原料供应相对充足，但也存在一些不稳定因素，如气候、天气等因素可能会影响原材料的产量和品质。

2、生产加工β-胡萝卜素的生产加工主要包括萃取、分离、加工等环节。

目前，国内外β-胡萝卜素的生产技术和设备已相对成熟，生产成本较低。

3、销售和配送β-胡萝卜素的销售和配送主要包括渠道和地区两方面。

目前，β-胡萝卜素的销售渠道包括直接销售、批发销售、网上销售等多种形式，销售地区主要集中在发达国家和地区。

三、市场竞争目前，β-胡萝卜素市场的竞争主要集中在产品质量、价格和渠道方面。

1、产品质量β-胡萝卜素的质量对于市场竞争至关重要，质量合格的产品才能获得市场认可和信任。

目前，国内外β-胡萝卜素的生产技术和设备已相对成熟，企业只有提高产品质量和技术创新，才能在市场竞争中获得优势。

β—胡萝卜素的有用性β—胡萝卜素是类胡萝卜素之一，也是橘黄色脂溶性化合物，它是自然界中最普遍存在也是最安稳的天然色素。

许多天然食物中例如：绿色蔬菜、甘薯、胡萝卜、菠菜、木瓜、芒果...等，皆存有丰厚的β—胡萝卜素。

β—胡萝卜素是一种抗氧化剂，具有解毒作用，是维护人体安康不行短少的养分素，在抗癌、避免心血管疾病、白内障及抗氧化上有明显的功用，并进而避免老化和变老导致的多种退化性疾病。

β—胡萝卜素在进入人体后能够转变为维生素A，不会有因过量摄食而形成维生素A累积中毒表象。

别的，在推进动物的生育与生长也具有较好的成效。

xx用处建立在以生齿为根底的研讨标明：人若是每日吃四份或更多富含β-胡萝卜素的生果和蔬菜，那么他们患心脏病或癌症的机率会更低。

医治对xxxx有研讨标明高剂量的β-胡萝卜素会削减大家对太阳的灵敏度.，独特对那些由于被太阳暴晒而导致肌肤病（例如：erythropoietic protoporphyria，一种暴露在日光下而导致寻麻疹或湿疹的病症）的人独特有协助。

保健专业人士通常都会推荐他们每天服用一粒β－胡萝卜素软胶囊，他们在保健专业人士恰当的辅导下，有对准性地弥补β-胡萝卜素，他们的表现可在大概数个星期后渐渐地得到改进。

注意人群很多吸烟或喝酒者应该当心服用β-胡萝卜素，由于它会进步他们患心脏病和癌症的几率。

尽管动物研讨指出β-胡萝卜素对胎儿或婴儿没有毒，但没有关联研讨能证明这定论相同适用于人类.。

β-胡萝卜素弥补剂能够进入母乳，但没有关联研讨证明在哺乳时间服用它的安全性。

因而,当孕妇或哺乳期的妈妈需求服用β-胡萝卜素弥补剂时，应该承受医生或医学专家的辅导主张。

β-胡萝卜素胶囊的成效：1、犹如天然眼药水，协助坚持眼角膜的光滑及透明度，推进眼睛的安康。

2、是对立自由基最有用的抗氧化剂之一。

3、强化免疫体系，增强抵抗力。

4、避免癌症，降低口腔癌、乳癌、子宫颈癌、肺癌等几率。

5、避免白内障，有助于维护眼睛晶体的纤维有些。

β-胡萝卜素基本介绍胡萝卜是古代从国外引种而来的一种根茎类植物,所以古代人给它冠以一个“胡”字。

而胡萝卜素的得名，则与胡萝卜的颜色有关。

胡萝卜的桔红色色素后来被化学家分析出来是一种化学物，因此人们就将它命名为胡萝卜素，并一直沿用到今天。

胡萝卜，不仅是营养食品，而且具有防癌等功能，含有丰富胡萝卜素和多种微量营养素的胡萝卜，是常见的一种蔬菜。

开发天然胡萝卜素食品已经成为国际潮流.β—胡萝卜素是类胡萝卜素之一，也是橘黄色脂溶性化合物，它是自然界中最普遍存在也是最稳定的天然色素。

许多天然食物中例如：绿色蔬菜、甘薯、胡萝卜、菠菜、木瓜、芒果...等，皆存有丰富的β—胡萝卜素。

β—胡萝卜素是一种抗氧化剂，具有解毒作用，是维护人体健康不可缺少的营养素，在抗癌、预防心血管疾病、白内障及抗氧化上有显著的功能，并进而防止老化和衰老引起的多种退化性疾病。

β—胡萝卜素在进入人体后可以转变为维生素A，不会有因过量摄食而造成维生素A累积中毒现象。

另外，在促进动物的生育与成长也具有较好的功效。

[编辑本段]实际应用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。

[编辑本段]胡萝卜素作用的研究近十年来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。

β-胡萝卜素在奶牛饲养中的作用引言β-胡萝卜素是一种存在于植物中的类胡萝卜素，具有黄/orange色的色彩。

在动物体内，β-胡萝卜素可以被转化为维生素A，这种维生素对于动物的生长发育和健康非常重要。

在奶牛饲养中，β-胡萝卜素具有多种作用，包括增加产奶量、改善牛群健康状况等。

本文将探讨β-胡萝卜素在奶牛饲养中的作用。

β-胡萝卜素的生物学作用β-胡萝卜素是维生素A的前体物质，在动物体内可以转化为维生素A。

维生素A是一种油溶性维生素，对于动物的健康和生长发育非常重要。

维生素A不仅参与视觉传导、免疫反应等生理过程，还对于胚胎发育、生殖健康等方面有着重要的作用。

因此，β-胡萝卜素的摄入对于动物的健康和生长发育至关重要。

β-胡萝卜素的来源β-胡萝卜素广泛存在于植物中，特别是红、黄色蔬菜和水果中含量较高。

在奶牛饲养中，主要通过添加饲料来提高β-胡萝卜素的摄入量。

β-胡萝卜素在奶牛饲养中的作用###1. 提高产奶量β-胡萝卜素可促进乳腺细胞的增殖和分化，从而提高产奶量。

研究表明，添加β-胡萝卜素的饲料可以显著提高奶牛的产奶量，与未添加β-胡萝卜素的对照组相比，产奶量可以提高10%以上。

###2. 改善牛群健康状况β-胡萝卜素可以提高奶牛的免疫力，保护牛群免受疾病的侵袭。

在奶牛的饲养中，常常面临精良饲养条件下依然容易患上常见病的问题。

而添加β-胡萝卜素可以改善奶牛的整体健康状况，减少疾病的发生，提高饲养效益。

###3. 提高奶制品质量β-胡萝卜素含量越高，奶制品的质量也越好。

β-胡萝卜素可以提高奶脂肪酸和蛋白质的含量，改善奶制品的口感。

β-胡萝卜素的摄入量在奶牛饲养中，β-胡萝卜素的正确摄入量非常重要。

过量摄入β-胡萝卜素可能会影响奶牛的健康。

同时，添加β-胡萝卜素的饲料成本也是需要考虑的问题。

通常情况下，每天为奶牛添加2-5mg的β-胡萝卜素是比较合适的。

结论β-胡萝卜素是一种对于奶牛生长发育和健康非常重要的营养素，在奶牛饲养中具有多种作用，包括提高产奶量、改善牛群健康状况等。

β-胡萝卜素的主要生理功能及其在畜禽中的应用研究进展袁旭鹏1,2，王文欢3，张文晔4，贺建华1*（1. 湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙 410128；2. 湖南鑫广安农牧股份有限公司，湖南长沙 410129；3. 北京中农弘科生物技术有限公司，北京 100226；4. 陕西石羊农业科技股份有限公司，陕西西安 710021）摘 要：β-胡萝卜素是维生素A的合成前体，在动物体内还发挥其独立于维生素A的抗氧化、抗炎和免疫调节等生理功效。

β-胡萝卜素具有促进动物机体生长、降低饲养成本及提高动物产品价值等作用。

本文阐述了β-胡萝卜素的理化特性、生产制备来源、体内的吸收代谢途径及其主要的生理功能，总结归纳了近10年来β-胡萝卜素在畜禽养殖中的研究和应用现状，为促进β-胡萝卜素在畜禽养殖中的应用提供参考。

关键词：β-胡萝卜素；抗氧化；免疫；畜禽中图分类号：S816 文献标识码：A DOI编号：10.19556/j.0258-7033.20201224-02自2019年7月农业农村部194号公告颁布至今，无抗饲料技术方案的研发和应用主要集中在替抗产品的开发、饲料配方原料及营养水平结构调整、功能性饲料添加剂配合方案使用等方面。

β-胡萝卜素（β-carotene）作为着色剂和维生素类功能性饲料添加剂，具有较强的抗氧化能力，能够通过清除体内自由基降低脂质氧化物的产生，其具有促进动物机体健康生长、降低饲养成本及提高动物产品价值等作用[1]。

本文综述了β-胡萝卜素的理化特性及来源、在动物体内的吸收代谢、主要生理功能及其在动物生产中的应用进展，为β-胡萝卜素在现代健康养殖生产中的应用和推广提供参考。

1 β-胡萝卜素的理化特性β-胡萝卜素是一种橘黄色脂溶性化合物，作为视黄酸生成的关键前体物质，是体内脂肪储备的重要调节剂。

β-胡萝卜素产品多为红色、棕红色、紫色的晶体或结晶粉末形式，不溶于水，微溶于乙醇和乙醚，易溶于氯仿苯等有机溶剂，熔点176~180℃，易被热、光和氧降解。

第38卷第6期大连海洋大学学报Vol.38No.6 2023年12月JOURNAL OF DALIAN OCEAN UNIVERSITY Dec.2023DOI:10.16535/ki.dlhyxb.2023-053文章编号:2095-1388(2023)06-1072-11水产动物类胡萝卜素的吸收㊁代谢和沉积机制研究进展张丽莉1,2,3,王国栋1,2,3∗,黄世玉1,2,龚筱婷1,王艺磊1,2(1.集美大学水产学院,福建厦门361021;2.农业农村部东海海水健康养殖重点实验室,福建厦门361021;3.海水养殖生物育种全国重点实验室,福建厦门361021)摘要:类胡萝卜素是自然界普遍存在的天然色素,对水产动物生长㊁发育㊁免疫和体色具有重要作用㊂水产动物类胡萝卜素的吸收㊁代谢和沉积能力是遗传改良的重要靶点,对其性状提升具有重要作用㊂本文综述了水产动物主要类胡萝卜素种类㊁吸收和代谢分子机制,着重介绍了B类清道夫受体(SR-B1)㊁决定簇36(CD36)㊁β-胡萝卜素加氧酶1(BCO1)㊁β-胡萝卜素加氧酶2(BCO2)及细胞色素酶450(P450)家族的CYP2J19和CYP3A80在类胡萝卜素转运和转化中的作用,分析了类胡萝卜素酮化的可能机制和主要类胡萝卜素结合蛋白的特性㊂针对目前研究中存在的问题,提出通过基因-表型关联分析揭示遗传基础㊁多组学联合分析筛选鉴定新酮化酶基因㊁单细胞转录组解析类胡萝卜素沉积过程及筛选与构建体色遗传材料等未来重点研究方向,以期为水产动物类胡萝卜素吸收㊁代谢和沉积机制的研究提供科学参考㊂关键词:类胡萝卜素;水产动物;吸收;氧化;胡萝卜素结合蛋白中图分类号:S917㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀类胡萝卜素是自然界分布范围最广的一种天然色素,广泛存在于光合细菌㊁古细菌㊁真菌㊁藻类㊁植物和动物中㊂大多数水产动物富含类胡萝卜素且大量沉积在表皮,形成了多样的体色,在动物伪装㊁求偶和警示等过程中具有重要作用㊂基于这些重要的生理生态作用,研究人员认为,动物沉积类胡萝卜素形成体色与动物个体适应能力有着密切联系,选择压力对体色表型具有较大影响,故体色表型的遗传机制受到了关注㊂类胡萝卜素体色遗传基础分为吸收㊁代谢和沉积3个方面,在生物化学过程中,吸收要通过物质跨膜转运来完成,代谢的主要方式是氧化,沉积则主要通过蛋白结合来实现,这3个方面的生化过程较为简单[1]㊂然而,参与类胡萝卜素跨膜转运㊁氧化和蛋白结合的基因众多,功能类似的基因同源关系较远,且因动物类胡萝卜素依赖食物摄入,环境因素对基因功能影响较大,这些因素给基因功能鉴定带来诸多困难㊂此外,类胡萝卜素还是免疫㊁抗氧化和维生素A合成等核心细胞学过程的关键分子,在抗应激㊁免疫调节㊁能量调控和生殖发育中发挥了重要作用,这些重要的生理功能也给基因功能鉴定带来了额外的困难㊂虽然面临诸多困难,但鉴于吸收㊁代谢和沉积等方面的分子基础是解析类胡萝卜素生态适应㊁理解体色表型塑造和解释类胡萝卜素代谢环境适应的根本,相关研究还是取得较多进展[2]㊂目前,主流观点认为,类胡萝卜素产生的体色在生态适应上具有优势,是机体适应能力强的体现,代表了细胞呼吸链等核心能力,需要加强分子层次证据收集,形成在生态学㊁细胞学和分子生物学方面等多层次的综合解释,建立完整的理论体系㊂本文结合水产动物类胡萝卜素组成的特点,总结了类胡萝卜素在动物机体内代谢的分子机制,阐述了参与类胡萝卜素转运㊁转化和沉积的主要基因,及其功能㊁作用和进化过程,展望了其研究趋势,以期为水产动物类胡萝卜素体色形成的分子基础研究提供科学参考㊂1　类胡萝卜素的结构类胡萝卜素是一类四萜类化合物,由多烯链连㊀收稿日期:2023-03-16㊀基金项目:福建省自然科学基金(2020J01669);国家自然科学基金(31702339)㊀作者简介:张丽莉(1979 ),女,在读博士生,副教授㊂E-mail:llzhang@ ㊀通信作者:王国栋(1977 ),男,博士,教授㊂E-mail:gdwang@接两个末端基团[3](图1),其颜色随着共轭双键的数目不同而变化,常为黄色㊁橙色㊁红色和紫色㊂通常情况下,共轭双键的数目越多,颜色越偏向红色,氧化程度越高,颜色也越偏向红色㊂根据是否含有氧元素,可以将类胡萝卜素分为胡萝卜素(carotene)和胡萝卜醇(carotenol)两类㊂前者不含氧元素是碳氢化合物,其主要种类为α-胡萝卜素㊁β-胡萝卜素㊁γ-胡萝卜素(β,ψ-胡萝卜素)和番茄红素,大约存在50种天然胡萝卜素[1,4];后者含有氧元素,主要种类有β-隐黄素㊁叶黄素㊁玉米黄素㊁虾青素㊁岩藻黄素和多甲藻黄素,其氧原子以羟基㊁羰基㊁醛基㊁羧基㊁环氧基和呋喃氧基等形式存在㊂有些胡萝卜醇能够以脂肪酸酯㊁糖苷㊁硫酸盐和蛋白复合体形式存在㊂截至2018年,已经报道了大约800多种胡萝卜醇[1,4]㊂常见的胡萝卜素和胡萝卜醇结构见图2㊂图1㊀类胡萝卜素的基础结构[3]Fig.1㊀Basic structure of carotenoids [3]2㊀水产动物类胡萝卜素主要种类及应用几乎所有动物都不能从头合成类胡萝卜素,而需从食物中获取㊂有些动物可以将吸收的类胡萝卜素进行氧化㊁还原㊁转双键㊁氧化裂解双键和裂解环氧键等代谢转化[5]㊂若类胡萝卜素末端基团是未修饰的紫罗兰酮环,如α-胡萝卜素㊁β-胡萝卜素㊁γ-胡萝卜素(β,ψ-胡萝卜素)和β-隐黄质等,则可作为维甲酸的前体,称为维生素A 原㊂类胡萝卜素具有光保护㊁抗氧化㊁增强免疫和促进生殖等多种生物学功能,因此,在水产生物养殖中具有重要作用㊂2.1㊀水产动物类胡萝卜素的主要种类水产动物的类胡萝卜素主要来源于藻类,在食物链传递中发生多次生物转化,其种类繁多㊂常见的水产动物类胡萝卜素为β-胡萝卜素㊁岩藻黄素㊁图2㊀典型的胡萝卜素和胡萝卜醇结构[3]Fig.2㊀Typical structures of carotene and carotenol [3]多甲藻黄素㊁硅藻黄素㊁别藻黄素和虾青素[5]㊂双壳类等滤食性海洋无脊椎动物主要摄食硅藻,其主要类胡萝卜素是岩藻黄素,岩藻黄素含有丙二烯基(allenic bond)㊁羰基㊁乙酰基和环氧键等几个功能基团㊂双壳类能将岩藻黄素的丙二烯基转化为炔键㊁水解环氧键和氧化裂解双氧键[5],也可将多甲藻中甲藻黄素进行生物转化㊂虾青素是典型的甲壳动物类胡萝卜素㊂多数甲壳动物均能将β-胡萝卜素转化为虾青素㊂转化过程的中间产物依次为海胆酮㊁3-羟基海胆酮㊁角黄素和金盏花红素㊂许多甲壳动物的C3(C3ᶄ)羟化作用无空间立体选择性,因此,甲壳动物的虾青素是光学异构体的混合物[5]㊂鲤科鱼类可以将玉米黄素经金盏花黄素(ado-nixanthin)和碘黄质(idoxanthin)转化为3S,3ᶄS-虾青素㊂以玉米黄素为主要类胡萝卜素的螺旋藻可用来增加红色鲤和金鱼的体色[5]㊂然而,鲑科鱼类㊁真鲷㊁鳕㊁金枪鱼和鰤等不能将β-胡萝卜素或玉米黄素合成虾青素,这些鱼类中的虾青素完全来自其食物中的甲壳动物㊂几种海水鱼皮肤和鱼鳍上的亮黄色物质是金枪鱼黄素(tunaxanthin,ε,ε-胡萝卜素-3㊁3ᶄ-醇),由虾青素经玉米黄素转化形成㊂3701第6期张丽莉,等:水产动物类胡萝卜素的吸收㊁代谢和沉积机制研究进展2.2㊀类胡萝卜素在水产动物中的应用红色水产品深受消费者青睐,改善水产品体色品质进行差异化供给是一个很好的市场策略㊂水产动物的红色主要由类胡萝卜素在表皮㊁肌肉等组织中沉积所致(表1)㊂类胡萝卜素具有良好的抗氧化㊁抗衰老和抗癌等功能,已成为一种重要的食品添加剂[6]㊂饲料中添加类胡萝卜素能显著提升甲壳动物的体色,也能刺激水产动物免疫系统,提高抗逆能力,促进生长和性腺发育,显著提高繁殖性能并能抑制性早熟[6]㊂当前,水产养殖业深受抗生素滥用的困扰,类胡萝卜素能增强免疫和抗逆的功能是解决这一问题的方案之一㊂类胡萝卜素在水产养殖中已广泛应用,常用的种类主要是β-胡萝卜素和虾青素㊂在饲料中添加质量分数为50~100mg /kg 的虾青素就具有明显的增色效果,β-胡萝卜素则需要2~4倍的添加量才能获得同等效果[7]㊂类胡萝卜素主要源自植物和真菌提取,价格较高,限制了其在水产养殖中的应用㊂开发供应充足㊁价格实惠的类胡萝卜素源是解决这一问题的有效方法之一㊂亚马逊流域的毛瑞榈(Mauritia flexuosa )和红木(Bixa orellana )富含类胡萝卜素类,在禽类㊁金鱼和三文鱼养殖中取得了较好的应用效果㊂岩藻黄素是自然界中含量最丰富的类胡萝卜素,占到总类胡萝卜素的10%[7],大型藻类富含硅藻黄素㊂这些材料都是非常具有潜力的类胡萝卜素源㊂表1㊀水产动物的主要类胡萝卜素种类Tab.1㊀Major carotenoids in some species of fishery organisms㊀物种类群species group㊀组织tissue㊀㊀类胡萝卜素种类main carotenoid㊀参考文献reference鲑科(Salmonidae)肌肉游离虾青素Da Costa 等[8]皮肤虾青素酯Da Costa 等[8]鲇形目(Siluriformes)皮肤㊁鱼鳍玉米黄素㊁叶黄素和β-胡萝卜素Da Costa 等[8]肝胰腺β-胡萝卜素Da Costa 等[8]腹足纲(Gastropoda)肌肉玉米黄素Da Costa 等[8]性腺㊁卵子和幼体虾青素Da Costa 等[8]甲壳纲(Crustacea)全身虾青素Da Costa 等[8]双壳纲(Bivalvia)软体部岩藻黄素㊁别藻黄素和虾青素Maoka [5]㊁Da Costa 等[8]卤虫属(Artemia )全身角黄素Da Costa 等[8]海星纲(Asteroidea)表皮β-胡萝卜素㊁岩藻黄素㊁玉米黄素和虾青素Maoka [5]海胆纲(Echinoidea)性腺海胆酮Maoka [5]海绵动物门(Porifera)全身海绵烯㊁异海绵烯和海绵紫红素Maoka [5]3㊀类胡萝卜素的吸收机制目前,对哺乳动物类胡萝卜素吸收机制的研究较为深入㊂虽然水产动物的类胡萝卜素吸收机制报道较少,但类胡萝卜素吸收机制在动物中比较保守,哺乳类的研究结果可作为水产动物的有益参考㊂哺乳动物类胡萝卜素吸收的主要部位是小肠,在小肠内类胡萝卜素与双亲性㊁疏水性化合物(如胆盐㊁胆固醇㊁脂肪酸㊁单酰甘油三酯和磷脂等)形成微胶粒,而后通过肠道刷状缘经淋巴系统进入血液㊂天然类胡萝卜素多以脂肪酸酯的形式存在,经胰羧酸酯脂肪酶分解成游离胡萝卜素醇后被肠道吸收[9]㊂3.1㊀类胡萝卜素吸收的影响因素类胡萝卜素来源㊁饲料组分和加工过程均影响对类胡萝卜素的吸收效率㊂经过萃取和微胶囊处理的类胡萝卜素比原态类胡萝卜素的吸收效率高[9]㊂饲料中的脂质利于类胡萝卜素形成微胶粒,因而能促进对类胡萝卜素的吸收[9]㊂晶体状态或与蛋白结合的类胡萝卜素难以进入微胶粒,故比脂滴和生物膜中的类胡萝卜素吸收率低㊂轻度加热和加工能破坏植物细胞壁㊁结合蛋白和细胞器,可将类胡萝卜素释放出来利于吸收㊂维生素C 和E 能提高胃肠道中类胡萝卜素的稳定性利于其吸收,而纤维㊁油酸㊁植物甾醇和甾烷醇酯会降低类胡萝卜素的吸收[9]㊂但有关水产动物吸收类胡萝卜素的影响因素研究尚未见报道㊂3.2㊀类胡萝卜素的吸收机制及关键分子早期研究认为,类胡萝卜素的吸收形式是简单扩散,但后来发现其吸收具有选择性和饱和现象[10],易化扩散才是其主要的吸收方式[9]㊂参与类胡萝卜素吸收的分子见图3㊂B 类清道夫受体(scavenger receptor B1,SR-B1)是类胡萝卜素易化扩散的载体之一,也是最早鉴定的类胡萝卜素跨膜转运载体㊂敲除SR-B 1基因后,小鼠小肠的胡萝卜素和胡萝卜醇的吸收均显著降低[11]㊂决定簇364701大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第38卷(cluster determinant36,CD36)也被证明是类胡萝卜素的转运载体,参与了肠道上皮细胞类胡萝卜素的跨膜转运[12]㊂CD36和SR-B1均为跨膜糖蛋白,具有一个较大的胞外功能域㊂CD36和SR-B1三级结构同源建模表明,贯穿整个分子的大空腔可能是转运脂质的通道[13-14]㊂这两种蛋白以分子模式而非特异表位识别配体,因此,其配体种类多样㊂CD36的配体包括类胡萝卜素㊁长链脂质㊁脂蛋白㊁血小板反应素-1㊁胶原蛋白㊁凋亡细胞㊁淀粉样蛋白B和感染疟疾的红细胞[15]㊂SR-B1能结合高密度脂蛋白(HDLs),并进行胆固醇的跨膜转运[15]㊂CD36和SR-B1序列保守性较高,在许多水产动物的转录组中也发现了同源基因,但其表达水平在不同体色品系间无显著性差异[16-17]㊂SR-B1转运类胡萝卜素的功能在进化上高度保PTF 植物氟烯;lyc 番茄红素;βc β-胡萝卜素;αc α-胡萝卜素;β-cr β-隐黄素;lut 叶黄素;car 类胡萝卜素;apoc-ar 脱辅基类胡萝卜素;A 被动扩散;B 未知游离端转运蛋白;C 未知基底段转运蛋白;? 假定的途径;ER 内质网; HDL 高密度脂蛋白;ApoA1 载脂蛋白A1;SR-BI㊁CD36和NPC1L1 3种膜转运蛋白㊂PTF phytofluene;lyc lycopene;βc β-carotene;αc α-caro-tene;β-cr β-cryptoxanthine;lut lutein;car carotenoids;apoc-ar apocarotenoids;A passive diffusion;B unidentified apical transporter;C unidentified basolateral efflux transporter;? puta-tive pathway;ER endoplasmic reticulum;HDL high density lipo-protein;ApoA1 apolipoprotein A1;SR-BI,CD36,and NPC1L1 three transport proteins.图3㊀肠上皮细胞吸收类胡萝卜素示意图[18] Fig.3㊀Schematic diagram of carotenoid absorption in an enterocyte[18]守㊂果蝇(Drosophila melanogaster)的同源物ni-naD蛋白与复眼色素缺失有关,该蛋白可以跨膜转运玉米黄素和β-胡萝卜素[19]㊂ninaD基因的非同意突变会导致果蝇缺乏类胡萝卜素㊁维甲酸和维生素E[19]㊂家蚕(Bombyx mori)的ninaD是类胡萝卜素在蚕丝中积累的关键因素,突变后会产生白色蚕茧的表型[15]㊂金丝雀(Serinus canaria)羽毛和皮肤呈色同样需要SR-B1基因,该基因突变失活后产生隐性白色羽毛的表型,且白色突变体血液和组织的类胡萝卜素水平极低,机体严重缺乏维生素A[20]㊂ATP盒式转运蛋白(ATP cassette transporter protein,ABC)也参与了类胡萝卜素的跨膜转运[21]㊂家鸡(Gallus gallus)ABC蛋白家族的ABCG5/G8参与了叶黄素的转运,且进入肠上皮细胞的类胡萝卜素可被ABCA1重新转运到肠道中[21]㊂ABCG5突变会影响血液循环中叶黄素和胆固醇含量[21]㊂中华锯齿米虾(Neocaridina denticulata sinensis)不同体色品系间ABCG和ABCB家族的数个基因存在显著性差异[16-17,22],且RNA干扰ABCG2基因后,米虾复眼色素细胞㊁体表色素细胞数量及色素颗粒分布均发生显著性变化[23]㊂此外,ABCG2的SNP 位点与米虾体色㊁类胡萝卜素含量存在关联[22]㊂ABC跨膜转运类胡萝卜素为主动转运,这表明机体可主动控制细胞内类胡萝卜素的含量㊂4㊀类胡萝卜素在肠上皮细胞中的代谢4.1㊀类胡萝卜素的降解肠上皮细胞可以将β-胡萝卜素转化为维生素A[9],该反应的催化酶称为类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenase,CCD)㊂CCD 有两类,首先鉴定发现的是可以分解C15,C15ᶄ双键的BCO1(β-胡萝卜素加氧酶1)[24],后又发现了裂解C9ᶄ,C10ᶄ双键的BCO2[25]㊂BCO可将氧分子中的两个氧原子都加入产物中,但催化中的关键步骤目前仍不清楚[9]㊂重组的BCO1还可将开环番茄红素催化为非环类视黄醇,在维生素A严重缺乏时可维持维甲酸信号通路的正常功能[26]㊂BCO2的底物种类繁多,除β-胡萝卜素外,还有开环番茄红素㊁玉米黄素㊁叶黄素和角黄素[9]㊂BCO2的底物具有种属特异性,鼠和人的BCO2可将脱辅基类胡萝卜素转为二羰基化合物,但是鸡的BCO2则不能催化该反应[9]㊂BCO1和BCO2主要在肠道表达[27]㊂BCO1是一个单体㊁可溶性的胞质酶,可与细胞质中生物膜㊁脂滴和蛋白相互作用,从而获取5701第6期张丽莉,等:水产动物类胡萝卜素的吸收㊁代谢和沉积机制研究进展底物[27];而BCO2位于线粒体内膜上,依赖信号肽定位于线粒体内膜[28]㊂对鼠BCO1和BCO2的功能缺失研究表明,BCO1主要产生维生素A,BCO2功能缺失导致肝脏线粒体内膜上胡萝卜醇积累[29]㊂BCO1或BCO2功能缺失均会导致动物肝脏和脂肪等组织中积累大量的类胡萝卜素[30]㊂BCO1和BCO2的功能在进化中是高度保守的㊂通常认为,类胡萝卜素积累对机体有诸多益处, BCO1能够供给机体维生素A,而BCO2的功能则一直不明㊂BCO2功能缺失与氧化应激存在关联[9],会导致机体组织处于氧化应激状态,并降低线粒体呼吸率[31]㊂在脊椎动物胚胎发育中,BCO2能防止类胡萝卜素的毒性[32]㊂水产动物BCO基因与体色关系密切,通常浅色体色的个体具有较高的BCO 表达量,如白色闭壳肌的虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)BCO-like1表达水平显著高于橙色个体[33]㊂在脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)中敲除BCO基因会加深肝胰腺的颜色[34-35]㊂遗传分析表明,BCO与虾夷扇贝[33]和马氏珍珠贝(Pinctada fucata martensii)[36]体色性状关联㊂在肠上皮细胞内,BCO1产生的视黄醛大部分被还原为视黄醇,经视黄醇结合蛋白2转运到内质网上形成视黄酯,此为视黄醇的主要形式[37]㊂维甲酸(维生素A酸)是类激素物质,含量极少,可激活维甲酸受体(RAR)并对细胞产生深远的影响[38]㊂RAR与维甲酸X受体(RXR)形成的聚合物结合到一些保守DNA基序(维甲酸响应元件)上来控制转录㊂人类基因组大约有500个维甲酸的靶基因[39]㊂哺乳类通过细胞色素P450依赖的羟化酶来严格调控组织的维甲酸含量[40]㊂视黄醇也可转化为视黄醛,主要由胞质乙醇脱氢酶(ADH)和微粒体上的视黄醇脱氢酶(RDH)催化完成[41],NAD(H)和NADP(H)是这两种酶的辅因子,该反应是可逆的,方向取决于辅因子的氧化状态㊂在生理条件下,胞质中的NAD/NADH 值为700,而NADP/NADPH值为0.005,这两类酶以NAD作为氧化剂氧化视黄醇,以NADPH作为还原剂还原视黄醛㊂RDH1和RDH10是类视黄醇代谢的主要酶,在维持成体类视黄醇稳态中具有重要作用[42]㊂DHRS3是一个关键的视黄醛还原酶,其蛋白表达水平受维甲酸信号通路控制,在维持胚胎和新生儿维甲酸水平中具有重要作用[9]㊂视黄醇酯化利于肠上皮细胞类视黄醇稳态维持[9]㊂有两类酶可以催化形成视黄酯,分别为卵磷脂视黄醇乙酰基转移酶(LRAT)和乙酰辅酶A 视黄醇乙酰基转移酶(ARAT)㊂脊椎动物的LRAT 已经被克隆,相对分子质量为25000,通过C端的单跨膜螺旋锚定在内质网上㊂LRAT属于古老的NlpC/P60巯基肽酶蛋白超家族,该家族在人类基因组中有7个基因成员,其结构类似木瓜蛋白酶㊂虽然ARAT尚未被克隆鉴定,但LRAT缺陷鼠与野生型相比维生素A吸收仅下降了10%,且仍然能够形成视黄酯,表明ARAT真实存在[9]㊂4.2㊀类胡萝卜素氧化许多水产动物具有将类胡萝卜素氧化的修饰能力,在组织沉积后使之呈现黄色㊁橙色和红色[43]㊂参与氧化的酶称为酮酶(ketolase),能够在末端环上添加羟基和酮基,主要在肝脏细胞中表达[20]㊂多数情况下,体色表型由类胡萝卜素氧化决定,其氧化代谢的遗传研究备受关注[2]㊂类胡萝卜素酮化速度快,且中间产物与酶结合在一起,故难以检测㊂推测可能存在3种酮化过程㊂第一种方式是在β-紫罗兰酮环的C4位置发生两次羟化反应,消耗两分子NADH和两分子O2㊂第二轮羟化反应形成的乙二醇会自动脱水在C4形成酮基,且已在P450催化过程中得到了证明[2]㊂该酮化方式应存在C4发生一次羟化的中间产物,但尚未见报道㊂在金丝雀中发现的一种C4羟基化的类胡萝卜素 异虾青素(4,4ᶄ-双羟基-ε㊁ε-类胡萝卜素-3㊁3ᶄ-二酮)是上述中间产物结构最类似的物质[2]㊂异虾青素是由金丝雀叶黄素B(canary xanthophyll B)在C4位置羟基化而来㊂虾青素和异虾青素是等电位的,可在酶的作用下相互转化㊂这虽能证明C4可羟基化,但C4是否发生两次羟基化仍难确定㊂第二种方式是在β-紫罗兰酮环C3和C4位置去饱和㊂羟基化与去饱和的催化机制类似,很多羟化酶同时具有这两种功能[2]㊂氧活化铁中心的轻微移动就可实现羟基化向去饱和的改变㊂去饱和终产物为酮-醇异构体,会自发地转化为酮㊂尽管C3 C4去饱和的中间产物尚未被发现,但由于羟基化和去饱和反应的催化机制是保守的,去饱和催化仍是一种需要关注的催化方式㊂第三种方式是羟基化后进行脱氢反应,将C4羟基转化为酮基[2]㊂羟基脱氢是细胞内一种常见的反应㊂目前,尚未发现C4发生一次羟化的中间产物,羟基化酶和脱氢酶在空间上应该非常接近,很有可能是一个酶复合体,甚至会融合成一个酶㊂由于缺少中间产物的证据,虽然有很多人反对存在6701大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第38卷这种酮化方式的假说,但羟化酶和脱氢酶之间的耦联程度和性质是这种酮化方式最有力的证据㊂5㊀动物类胡萝卜素酮化的催化酶5.1㊀类胡萝卜素酮化酶类胡萝卜素酮化酶能够在末端环C4位置添加酮基,虽然催化反应单一,但是酮化酶种类繁多㊂目前,已知的类胡萝卜素酮化酶一共有6类,分别为CrtW㊁CrtO㊁CrtS㊁CYP2J19㊁CYP3A80和CYP384A1[2]㊂海洋细菌的CrtW㊁微藻CrtO及鸟与龟的CYP2J19等3类酶具有专一的酮化酶活性,直接在β-紫罗兰酮环C4位置添加一个酮基[2]㊂CrtW和CrtO是膜脂肪酸去饱和酶超家族成员,具有一个较大的疏水区,至少跨膜两次,有3个保守组氨酸基序,共含有8个组氨酸残基㊂该家族成员含有铁离子但不含血红素,组氨酸残基作为铁离子的配体是催化的必需残基[2]㊂合成3-羟基,4-酮基类胡萝卜素(如金盏花红素㊁虾青素和3-羟基海胆酮)时需要羟化酶和酮化酶共同作用,分别在C3羟基化和C4酮基化[2]㊂红酵母的CrtS㊁叶螨的CYP384A1和两栖类的CYP3A80都属于CYP3A家族,具有类胡萝卜素C4-酮化酶/C3-羟化酶的活性,可以单独催化形成3-羟基,4-酮基类胡萝卜素㊂红酵母CrtS先在C4位置进行双羟基化,再在C3位置进行一次羟基化,合成3-羟基,4-酮基类胡萝卜素;某些情况下产生缺少羟基的4-酮基类胡萝卜素(如海胆酮和角黄素)[44]㊂红酵母㊁叶螨和西拉毒蛙(Ranito-meya sirensis)中的酮化类胡萝卜素谱一致,这表明CYP3A的酮化/羟化的双重功能是保守的[2]㊂鸟类的CYP2J19是动物中第一个被鉴定出来的类胡萝卜素酮化酶,可将食物来源的黄色类胡萝卜素氧化为红色类胡萝卜素㊂CYP2J19位点与金丝雀的黄㊁红羽毛表型关联,与斑胸草雀(Poephila guttata)的黄㊁红喙表型也关联[45]㊂龟类具有CYP2J19的直系同源物,但是鳄和蜥蜴基因组中未发现直系同源物[44]㊂西部锦龟(Chrysemys picta bellii)(表皮具有红色/橙色斑点)的CYP2J19主要在红色表皮和视网膜中表达[44]㊂鸟类和龟类在2.5亿年前就已分化,可能独立进行了CYP2J19的进化,该基因可使羽毛或甲片中呈现红色[46]㊂对CYP2J19的进化分析表明,参与类胡萝卜素转运和代谢的基因具有共同的祖先分子,在进化中保守[46]㊂基因或基因组复制可能赋予了某些分子专一进行类胡萝卜素代谢的能力㊂CYP2J19是羊膜动物通过基因复制进化而来的基因[44]㊂两栖类虽然无CYP2J19基因,但另外一种P450CYP3A80进化出了类胡萝卜素的酮化能力[43]㊂西拉毒蛙CYP3A80的底物结合位点与β-胡萝卜素具有非常好的适配度,且在红色个体和黄色个体中该基因表达量存在显著性差异[43]㊂红酵母和叶螨的CYP3A也具有类胡萝卜素酮化酶的功能[2],哺乳类的CYP3A则在视黄酸和视黄酰酚胺(视黄酸的衍生物)β-紫罗兰酮环的C4位置引入酮基团[47]㊂目前,有关水产动物酮化酶的研究报道较少,在桡足类中根据类胡萝卜素代谢谱的提示,利用在转录组寻找高表达同源序列的方法,发现了几个P450羟化酶,可能是潜在类胡萝卜素酮化酶[48]㊂5.2㊀线粒体内膜泛醌合成酶经RNA测序㊁定量PCR和原位杂交等试验表明,CYP2J19和CYP3A80存在于肝细胞线粒体内膜,且内膜富集有高浓度的红色类胡萝卜素,这表明线粒体尤其是线粒体内膜负责进行类胡萝卜素氧化[2]㊂基于此,Hill等[49]提出了线粒体内膜氧化类胡萝卜素的假说㊂由于酮化类胡萝卜素和泛醌分子结构上的高度类似,该假说认为类胡萝卜素的氧化与泛醌的生物合成共用了相同的催化机制和酶系㊂泛醌(Ubiquinone,UQ),又称辅酶Q(CoQ n),是有氧呼吸的电子和质子运输载体,将两者从线粒体基质运输到线粒体膜间隙㊂UQ由一个多氧芳香平面环和10个类异戊二烯单位的多烯链组成㊂UQ 的芳香环来自酪氨酸和苯丙氨酸,类异戊二烯由乙酰Co-A来源的异戊二烯聚合而成[50]㊂从头合成类胡萝卜素的生物也通过乙酰Co-A合成多烯链,与UQ的合成途径相同[50]㊂但UQ高度脂溶性的特性导致其无法从食物中获得,因此,动物机体必须自身合成[50]㊂Cotingin是从庞帕杜伞鸟(Xipholena punicea)羽毛中分离而来的类胡萝卜素㊂与虾青素同为仅有的两种最高氧化形态的类胡萝卜素,这两种类胡萝卜素端环C6-C5-C4-C3结构与UQ非常类似[47] (图4)㊂UQ端环的这些位置是其与合成酶的结合位点,故虾青素可与UQ合成酶发生相互作用㊂许多细菌的类胡萝卜素羟化酶CrtD与UQ生物合成的羟化酶Coq6同源,这表明类胡萝卜素和UQ具有相似的分子构象[47]㊂参与UQ端环羟化的酶共有Coq6㊁Coq7和Coq?(未知的羟化酶)3种羟化酶㊂Coq7在C5催7701第6期张丽莉,等:水产动物类胡萝卜素的吸收㊁代谢和沉积机制研究进展。

饲料添加剂β-胡萝卜素在畜禽中的应用作者：张雪娇来源：《新农业》2022年第07期随着我国畜牧业快速发展，越来越多的消费者注重畜产品的质量及对健康的影响。

近年来，随着畜禽饲料利用率不断扩大，不仅对环境造成了影响，而且还会加大动物产品的安全隐患，所以β-胡萝卜素的出现，更好解决了该项问题。

β-胡萝卜素是类胡萝卜素的一种，属于橘黄色脂溶性化合物，是自然界最普遍、稳定的天然色素之一，广泛存在于植物体内，可在哺乳动物体内转化为维生素A，具有抗氧化，调节机体免疫功能等功效。

β-胡萝卜属于脂溶性色素，因自身浓度质量不同，所以其自身的颜色可以覆盖黄色到红色的所有色系，主要在食品添加剂或动物饲料添加剂中广泛应用。

β-胡萝卜素作为食品添加剂和营养强化剂，早已被联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合委员会批准为无毒、无害有营养的食品添加剂。

β-胡萝卜素作为动物饲料添加剂，可提高动物繁殖能力，提高动物幼仔的存活率，提高动物的生产性能，提高动物的抵抗力。

β-胡萝卜素是由4个异戊二烯侧链聚合形成，其分子式为C43H56，相对分子质量为536.88，熔点为176～180℃。

不溶于水、丙二醇和甘油，微溶与乙醇，易溶于二硫化碳、己烷、氯仿苯和油等，易被氧化。

β-胡萝卜素自身的稳定性和水溶性较差，并且对光、热敏感，高温条件下结构容易破裂，从而限制了β-胡萝卜素在反刍动物上的应用，但是β-胡萝卜素对反刍动物也有积极作用。

β-胡萝卜素可作用于乳腺细胞，提高乳腺细胞的分泌能力，因此，可添加β-胡萝卜素于产后奶牛饲料中，提高产奶量及改善乳品质。

另外，还有研究人员发现，在奶牛基础饲料中添加900毫克/（头·天）的β-胡蘿卜素，可大幅度增加奶牛产奶量，乳蛋白、乳脂肪含量等也明显提高。

根据相关报道显示，β-胡萝卜素可促进发生免疫反应，诱导淋巴细胞增生，由此得出β-胡萝卜数可有效降低牛奶中体细胞的数量。

研究发现，在奶牛日常饲料中添加275毫克/（头·天）β-胡萝卜素可有效降低牛奶中体细胞数量，进而提高牛奶的品质。

浅谈β-胡萝卜素一、β—胡萝卜素简介β—胡萝卜素是类胡萝卜素之一，也是橘黄色脂溶性化合物，它是自然界中最普遍存在也是最稳定的天然色素。

许多天然食物中例如：绿色蔬菜、甘薯、胡萝卜、菠菜、木瓜、芒果...等，皆存有丰富的β—胡萝卜素。

β—胡萝卜素是一种抗氧化剂，具有解毒作用，是维护人体健康不可缺少的营养素，在抗癌、预防心血管疾病、白内障及抗氧化上有显著的功能，并进而防止老化和衰老引起的多种退化性疾病。

β—胡萝卜素在进入人体后可以转变为维生素A，不会有因过量摄食而造成维生素A累积中毒现象。

另外，在促进动物的生育与成长也具有较好的功效。

二、β—胡萝卜素性质外观性状：红紫色至暗红色结晶性粉末，略有特异臭味。

溶解性：可溶于丙酮、氯仿、石油醚、苯和植物油，不溶于水、丙二醇和甘油，难溶于甲醇和乙醇。

熔点：176-184 °C (dec.)闪点：103 °C溶解度：hexane: 100 μg/mL, soluble[2]三、β—胡萝卜素作用维生素是维持人和动物机体健康所必须的一类营养素，其本质为低分子有机化合物，它们不能在体内合成，或者所合成的量难以满足机体的需要，所以必须由食物供给。

维生素的每日需要量甚少（常以毫克或微克计），它们既不是构成机体组织的原料，也不是体内供能的物质，然而在调节物质代谢、促进生长发育和维持生理功能等方面却发挥着重要作用，如果长期缺乏某种维生素，就会导致疾病。

维生素的种类很多，通常按其溶解性分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。

脂溶性维生素包括：维生素a、d、e、k；水溶性维生素包括：维生素c、维生素b复合体，其中有：b1、b2、b6等。

维生素a是脂溶性维生素中在营养上较为重要的，如果缺少将引起维生素a缺乏病。

维生素a只存在于动物性食品（肝、蛋、肉）中，动物的肝脏、鱼肝油、奶类、蛋类及鱼卵是维生素a的最好来源。

但是在很多植物性食品如胡萝卜、红辣椒、菠菜、芥菜等有色蔬菜中也含有具有维生素a效能的物质，例如各种类胡萝卜素（carotenoid），其中最重要的是β－胡萝卜素（β－carotene）。

β－胡萝卜素在动物体内功效自然界中类胡萝卜素种类繁多，按其结构不同可分为胡萝卜素和类胡萝卜素含氧衍生物两大类。

它们的共同结构是都含有一个带有9个双键的异戊二烯的链，链中双键共轭，在链的两端各有一个β－紫萝酮环，此环可能以异构型、取代型和开环型的形式存在。

胡萝卜素和类胡萝卜素含氧衍生物这两大类类胡萝卜素的典型代表分别为β－胡萝卜素和黄体素。

类胡萝卜素在动物机体内的分布不同种类的类胡萝卜素在不同种类动物体内含量不同。

一般情况下，在家畜体内分布的类胡萝卜素中β－胡萝卜素的含量最高，而在家禽体内分布的类胡萝卜素则主要为叶黄素。

JudyD等（1989）认为，类胡萝卜素在人体内主要存在于脂肪组织中，而在动物体内则主要存在于肝脏中，少量分布于脂肪组、肾脏和皮肤。

但陈波等（1997）报道在鸡体内，腹部脂肪中类胡萝卜素含量高于肝脏。

不同种类类胡萝卜素在不同种类动物体内的分布不同，Yang等（1992）报道，分布在绵羊和山羊的脂肪组织和血清中的类胡萝卜素主要为叶黄素，而在其肝脏中则是β－胡萝卜素含量较高，叶黄素不存在；在牛血清和脂肪组织中β－胡萝卜素的含量占主导地位，而且其脂肪组织中叶黄素含量也较高，在其肝脏中β－胡萝卜素含量较低。

在动物个体的不同生长阶段类胡萝卜素在其体内的分布也不同。

在生长初期，类胡萝卜素主要分布于肝脏、脂肪组织、血液、皮肤及羽毛中，随着性成熟，便逐渐转移到生殖器官如卵巢中。

KatharinaSchiedt（1985）报道，鸡在产蛋期间摄入体内的玉米黄质50％存在于卵巢中，25％存在于蛋黄中；鲑鱼在幼年期，类胡萝卜素主要存在于肌肉和皮肤，性成熟后便主要分布于卵巢中。

类胡萝卜素在动物机体内的吸收吸收途径日粮中类胡萝卜素在动物胃肠道中消化酶的作用下，从其蛋白结合物中分离出来，在十二指肠与其他脂类物质一起经胆汁乳化后形成乳糜微粒，由小肠黏膜上皮细胞吸收。

类胡萝卜素主要是在小肠黏膜内转化为维生素A，不同种类动物其转化效率不同。

湖南农业大学课程论文学院：食品科技学院班级：xxxx级食科3班姓名： xxx 学号：xxxxxxxxxxxx 课程论文题目：有关食品着色剂—β-胡萝卜素的综述课程名称：食品添加剂评阅成绩：评阅意见：成绩评定教师签名：日期：年月日有关食品着色剂—β-胡萝卜素的综述学生：xxx(食品科技学院xxxx级食科3班，学号xxxxxxxxxxxx)摘要：β-胡萝卜素是一种国际上公认的兼有着色和营养增补的优秀食品和饲料添加剂。

它广泛存在于动植物和微生物之中，和其他色素一起使这些生物呈现各种各样的颜色。

本文简单介绍了β-胡萝卜素的性质、生理功能以及在食品等相关行业的应用。

关键词：β-胡萝卜素剂型应用发展前景β-胡萝卜素是类胡萝卜素中最重要的一种，是广泛存在于许多植物中的一类天然色素，也是人体所必需的一类化合物。

β－胡萝卜素是一种最有效、最丰富的维生素A原，它具有着色、营养的双重作用，是联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会认定的A类优秀有营养的食品添加剂，是为数极少赢得消费者信任的色素之一。

一、β-胡萝卜素（一）定义β-胡萝卜素是一种广泛存在于绿色和黄色蔬菜和水果中的天然类胡萝卜素，在黄色和绿色的蔬菜和水果中普遍存在的一种化合物，如胡萝卜、菠菜、甜马铃薯、南瓜、椰菜、胡椒、红色柚子、番木瓜果、桃子等。

β-胡萝卜素是应用最广泛的天然食品着色剂[1]，它既是天然色素，又可作为保健食品的添加剂，已被许多国家批准为食用色素。

它的结构如下图：（二）理化性质β－胡萝卜素为紫红色结晶或结晶性粉末，不溶于水，可溶于油脂。

它的着色范围一般为黄色到橙红色，色调在低浓度时呈黄色，在高浓度时呈橙红色。

它具有良好的着色性能，，色泽稳定均匀。

在一般食品的pH值（pH2—7）范围内较稳定，且不受还原物质的影响。

它能与K、Zn、Ca等元素并存而不变色。

β-胡萝卜素因分子中含有共轭双键，遇氧、热和光易分解[2]，铁离子可促使其退色。