胡蘿蔔素

胡蘿蔔素

胡蘿蔔素(carotene),是多種類胡蘿蔔素烴,主要存在於深綠色或紅黃色的蔬菜和水果中,胡蘿蔔素在動物體內可轉變成視黃醇(維生素A)和視黃醛(維生素A醛),在保護視力方面具有重要功效,但其在人類腸道中的吸收利用率很低。

基本信息

簡介

富含胡蘿蔔素食物及其分子結構富含胡蘿蔔素食物及其分子結構

胡蘿蔔素(Carotene)是指若干種相關的不飽和烴,分子式為C40Hx,由植物合成,但動物不能製造。

胡蘿蔔素是橙色的光合色素,使許多蔬菜和水果帶有橙色,例如甘薯或者哈密瓜,也是乾枯的樹葉顯示橙色的原因。乳脂與黃油的黃色也是由於低濃度的胡蘿蔔素。那些把有顏色的胡蘿蔔素轉化為無色的類維生素A的能力較弱的雜食動物,例如人類或者雞,具有黃色的體脂肪,這是因為其攝入的植物性膳食中的類胡蘿蔔素存儲在體脂肪中。

在光合作用中,胡蘿蔔素具有重要作用,能傳遞葉綠素所吸收的光學能量。胡蘿蔔素吸收了光合作用中產生的單態氧的能量,從而保護了植物的組織。

1929年,Moore通過實驗發現,缺乏維生素A的大鼠補飼β-胡蘿蔔素後能顯著提高體內維生素A水平,從而證實了胡蘿蔔素能在體內轉化為維生素A,發揮維生素A的作用,所以又稱其為維生素A原。

化學結構

各種顏色的胡蘿蔔。白色和淡黃色胡蘿蔔β胡蘿蔔素含量較低,而紅色或者紫色來自花青素等其他色素。市場上常見的橙色,紅色和紫色胡蘿蔔β胡蘿蔔素含量相差不多。各種顏色的胡蘿蔔。白色和淡黃色胡蘿蔔β胡蘿蔔素含量較低,而紅色或者紫色來自花青素等其他色素。市場上常見的橙色,紅色和紫色胡蘿蔔β胡蘿蔔素含量相差不多。

胡蘿蔔素的化學結構上中央有相同的多烯鏈,胡蘿蔔素分子是包含40個碳原子的多不飽和烴,包含的氫原子數隨胡蘿蔔素的種類不同而不同,不包含其它的化學元素。某些種類的胡蘿蔔素的分子的一端或兩端為烴環。

胡蘿蔔素對於人眼視覺來說都是有顏色的,這是由於其分子內形成了廣泛的共軛雙鍵系統。胡蘿蔔素結構上是四萜烯,這意味著可以從4個10碳萜烯生物合成胡蘿蔔素,或者說胡蘿蔔素從8個5碳異戊二烯單元形成。

根據存在於其兩端的芷香酮環或基團的種類有α,β,γ,δ,ε,番茄紅素等許多異構體。胡蘿蔔素的家族共有600多個成員,其中大概50種是食物中常見的,由於它們都是烴類,不含氧原子,因此是脂溶性的,不溶於水。

1、β-胡蘿蔔素

在胡蘿蔔素中分布最廣,含量最多。在眾多異構體中最具有維生素A生物活性。在綠葉中與葉綠素共同存在,胡蘿蔔的根里也有很多,在氯仿中的最大吸收波長為497-466納米。β-胡蘿蔔素不溶於水和醇,溶於苯,氯仿,二硫化碳等。

2、α-胡蘿蔔素

在綠葉和胡蘿蔔的根里與β-胡蘿蔔素共同存在,含量一般較少。其苯溶液的鏇光度[α]18cd=+385°。在氯仿中的最大吸收波長為485-454納米。

3、γ-胡蘿蔔素

在生物體內的分布則有限。在氯仿中的最大吸收波長為508.5475446納米。

食物來源

胡蘿蔔胡蘿蔔
胡蘿蔔素主要存在於深綠色或紅黃色的蔬菜和水果中,如:胡蘿蔔、花椰菜、菠菜、通菜、甘薯、芒果、哈密瓜、杏及甜瓜等,大體上,越是顏色強烈的水果或蔬菜,含β-胡蘿蔔素越豐富。

這些食物如果與脂肪一起烹飪,會提高胡蘿蔔素的吸收率。因為胡蘿蔔素是脂溶性,烹飪數分鐘可以破壞細胞壁,使胡蘿蔔素溶入液體中。6μg的膳食β-胡蘿蔔素提供了等效於1μg的視黃醛,等效於3⅓IU的維生素A。

每100克食品中,含β-胡蘿蔔素:
木鱉果: 83630微克
螺鏇藻:38810微克
枸杞子:9750微克
花椰菜:7210微克
綠茶:5800微克
胡蘿蔔:4130微克
沙棘果:3840微克
芒果:897微克
番茄:375微克

主要用途

作營養強化劑和食品著色劑。我國規定可用於各類食品,按生產需要適量使用,是自然界中存在最普遍、最穩定的天然色素。人造奶油、膠囊、魚漿煉製品、素食產品、速食麵的調色等。而經過微膠囊處理的β—胡蘿蔔素,可轉化為水溶性色素,幾乎所有的食品都可套用。另外,β—胡蘿蔔素在飼料、化妝品等方面有重要用途。

代謝吸收

胡蘿蔔素的吸收為物理擴散性,吸收量與攝入量多少相關。胡蘿蔔素的吸收部位在小腸,小腸細胞內含有胡蘿蔔素雙氧化酶,在其作用下進入小腸細胞的胡蘿蔔素被分解為視黃醛或視黃醇。日糧中的胡蘿蔔素進入並貯存於機體,主要通過以下幾個步驟:

1、日糧中胡蘿蔔素在動物胃腸道中消化酶的作用下,從其蛋白質複合物中分離出來,在十二指腸與其它酯類物質一起經膽汁乳化後形成乳糜微粒;

2、乳糜微粒向腸道吸收細胞刷狀緣靠近以便被攝取,由小腸黏膜上皮細胞吸收;

3、被吸收的胡蘿蔔素在小腸上皮細胞內立即被轉移到細胞的一側,一部分經雙氧酶在中央或一側裂解後轉化為維生素A滿足機體的需要;

4、肝外組織利用酯蛋白脂酶的作用先於肝臟攝取胡蘿蔔素;剩下的部分和乳糜微粒一起釋放進入淋巴和血液,以低密度脂蛋白為載體轉運到肝臟;

5、被肝臟攝入的胡蘿蔔素貯存於肝臟或者分泌入極低密度脂蛋白,低密度脂蛋白高密度脂蛋白中的胡蘿蔔素被肝外組織攝取,並貯存於肝外組織。

功能套用

含有胡蘿蔔素的食品含有胡蘿蔔素的食品

1、胡蘿蔔素能夠活化維生素A,預防夜盲症及視力減退。

2、可以滋潤眼睛,預防眼部發炎,並且預防及改善視網膜黃斑區病變、白內障、乾眼症、眼睛疲勞等眼部問題,對保護眼睛十分重要。

美國多項研究顯示,多吃含豐富胡蘿蔔素(特別是β胡蘿蔔素的食物)有助減低患上黃斑點病變機會。

3、胡蘿蔔素保護植物細胞不被紫外線破壞。

4、胡蘿蔔素也是一種抗氧化劑。可以中和體內的過氧化自由基,這樣便起到了延緩衰老的作用。

5、維持和促進免疫功能。

胡蘿蔔具有預防和抑制肺癌的作用。

6、胡蘿蔔素可用作食用色素,用於果汁、餅乾、甜點、黃油、人造黃油。歐盟批准號為E160a,澳大利亞、紐西蘭[22]、美國[23]均允許作為食品添加劑。

攝取量

正常需要量

1、就一般成年男性而言,1000國際單位即可防止不足。

2、10-15歲少女建議每日攝入量為4600國際單位。

3、16歲以上的女性建議每日攝入量為4200國際單位。

4、成年人每日只需食用約1/2根胡蘿蔔或1片芒果或1根蘆筍即可滿足需要。

5、孕婦需特別注意其安全用量,以免產生畸形兒。懷孕期間,最初攝取量不建議增加。

6、哺乳期女性,在前6個月中可額外增加2500國際單位;後6個月額外增加2000國際單位。

注意事項

1、如每天攝取400國際單位以上的維生素E時,最少也要攝取1000IU的胡蘿蔔素;

2、正在服用口服避孕藥時,必須要減少胡蘿蔔素的用量。

3、一星期之中,三餐里含有大量的動物肝臟、胡蘿蔔、菠菜、番薯、香瓜時,沒有必要再補充胡蘿蔔素;

4、胡蘿蔔素與礦物質油切勿一起服用;

5、胡蘿蔔素與維生素B,維生素D、E、鈣、磷和鋅配合食用時,能充分發揮其功效(必須有鋅才能把貯藏在肝臟里的維生素A釋放出);

6、胡蘿蔔素也能防止維生素C受到氧化;

7、水果和蔬菜的顏色深淺並非是顯示含維生素A多寡的絕對指標。

缺乏症

胡蘿蔔素血症胡蘿蔔素血症

1、暗適應能力下降,夜盲及乾眼病;

2、黏膜、上皮改變;

3、生長發育受阻;

4、味覺、嗅覺減弱,食慾下降;

5、頭髮枯乾、皮膚粗糙、記憶力減退、心情煩躁及失眠。

攝入過量

胡蘿蔔素血症,或者高胡蘿蔔素血症,是在血清中有過量的胡蘿蔔素。但不同於過量的維生素A,胡蘿蔔素是無毒的。過量的胡蘿蔔素會導致胡蘿蔔素皮膚沉澱(carotenodermia),具有顯著黃色的皮膚。但不同於黃疸,過量的胡蘿蔔素不會使得眼睛的結膜變黃,因此易於從外觀上區別二者。胡蘿蔔素血症最常見的原因是吃了太多的胡蘿蔔,但也可能是其它危險情況的醫學信號。

β-胡蘿蔔素

β-胡蘿蔔素是一種廣泛存在於綠色和黃色蔬菜,水果中的天然類胡蘿蔔素。β-胡蘿蔔素由4個異戊二烯雙鍵首尾相連而成,屬四萜類化合物,在分子的兩端各有1個β-紫蘿酮環,中心斷裂可產生2個維生素A分子,有多個雙鍵且雙鍵之間共軛。分子具有長的共軛雙鍵生色團,因而具有光吸收的性質,使其顯黃色。β-胡蘿蔔素主要有全反式,9-順式,13-順式及15-順式4種形式。β-胡蘿蔔素有20餘種異構體,不溶於水,微溶於植物油,在脂肪族和芳香族的烴中有中等溶解性,易溶於氯仿,化學性質不穩定,易在光照和加熱時發生氧化反應。
β-胡蘿蔔素可通過化學合成、植物提取和微生物發酵3種方法生產,根據生產方式不同分為化學合成β-胡蘿蔔素和天然β-胡蘿蔔素兩大類,目前大多數是化學品,由於天然β-胡蘿蔔素具有很好的抗染色體畸變,防癌作用以及較強的生理活性,天然β-胡蘿蔔素的價格是化學品的2倍。

康普森β-胡蘿蔔素

β-胡蘿蔔素有維生素A源之稱,是一種重要的人體生理功能
康普森β-胡蘿蔔素康普森β-胡蘿蔔素
活性物質。近年來,有關β-胡蘿蔔素對人體作用的研究異常活躍。大量研究證實,β-胡蘿蔔素的許多生物功能與人類健康有密切關係,其在抗氧化、解毒、抗癌、預防心血管疾病,防治白內障和保護肝臟方面的生理作用已被越來越多地證實並套用於疾病的預防和治療。從前人工合成的β-胡蘿蔔素多套用在食品,化妝品和保健品等領域中。隨著毒理學和分析技術的不斷發展,研究表明:儘管化學法合成的β-胡蘿蔔素純度相對較高,生產成本低,但產品容易摻入少量有毒化學物質,有導致染色體突變和致癌作用,而且與天然β-胡蘿蔔素相比吸收效果太差;而天然β-胡蘿蔔素具有抗癌防癌效果,不存在致癌物質,所以隨著認識的不斷提高,天然提取β-胡蘿蔔素將在市場中占據主動地位。但由於β-胡蘿蔔素的脂溶性質,使其套用範圍受到了很大限制。有些研究通過皂化和乳化的方法增強β-胡蘿蔔素的水溶性,但這一方式時間長,對β-胡蘿蔔的穩定性有較大影響,成本也較高。天然β-胡蘿蔔素的提取,目前多採用的方法中存在的有機溶劑,有毒溶劑的殘留問題一直限制著提取產物的使用,帶來較多的食品安全和環境污染問題。而關於水溶性的β-胡蘿蔔素的提取也有相關的研究報導,但β-胡蘿蔔素水溶性較差,通常在提取時還要藉助酶的作用,所以成本高,套用性差。與常規提取方式比較,超聲提取方法具有簡便,提取率高,操作時間短等特點。因此,把超聲提取法作為醇溶性β-胡蘿蔔素提取的一種新途徑,在這個領域中具有良好的套用前景。

β-胡蘿蔔素的套用

β—胡蘿蔔素作為一種食用油溶性色素,其本身的顏色因濃度的差異,可涵蓋由紅色至黃色的所有色系,因此受到食品業相當熱烈的歡迎。其非常適合油性產品及蛋白質性產品的開發,如:人造奶油、膠囊、魚漿煉製品、素食產品、速食麵的調色等。而經過微膠囊處理的β—胡蘿蔔素,可轉化為水溶性色素,幾乎所有的食品都可套用。另外,β—胡蘿蔔素在飼料、化妝品等方面有重要用途。

胡蘿蔔素的研究新發現

2000年開始胡蘿蔔素受到醫學界空前的關注,原因是很多流行病學的調查說明:在膳食中經常攝取豐富胡蘿蔔素的人群,患動脈硬化、某些癌腫以及退行性眼疾等疾病的機會都明顯低於攝取較少胡蘿蔔素的人群,很多動物實驗也證明了這一觀點。例如:眼睛的視力取決於眼底的黃斑,如果沒有足夠的β—胡蘿蔔素來作保護與支持,這個部位就會發生退行性的病變,也就是老化了,視力會衰退甚至最終發生夜盲。這種疾病多發於老年人,雖然醫學界認為這是衰老的一種表現,但卻同時指出這種退行性眼疾是可以通過攝取足夠的β—胡蘿蔔素來預防的。這一重大發現讓人們對胡蘿蔔素有了新的認識,認為它不僅是實現均衡營養所必需的物質,同時還有助於人們預防疾病、延年益壽,提升身體素質和生活質量。
在國外,β—胡蘿蔔素在維生素A、B、C、E等族中知名度最高,無人不曉,正如中國人都知道人參的滋補作用。國內外大量科研資料證實β—胡蘿蔔素防治癌症有確切療效。機體內氧自由基泛濫不但會損害正常細胞,且常引起畸變而形成癌症,β—胡蘿蔔素恰恰是氧自由基最強的“剋星”。科研證實,癌症病人血中β胡蘿蔔素遠遠低於正常人。癌症患者接受放療和化療時,β—胡蘿蔔素能降低其毒副反應。放療能誘發產生氧自由基,而細胞微粒體膜完整性能阻止氧自由基產生,β—胡蘿蔔素能維護微粒體膜完整;化療藥物在殺滅癌細胞同時,可使正常細胞致突變,而β胡蘿蔔素有抗突變作用,從而減少其毒副反應。天然胡蘿蔔素內含80%β—胡蘿蔔素、10%α—胡蘿蔔素及10%其它胡蘿蔔素,在追求綠色食品的潮流中,天然胡蘿蔔素更受歡迎。
β-胡蘿蔔素,名字得自拉丁文的胡蘿蔔,屬於天然化學物(例如胡蘿蔔素或類胡蘿蔔素)家庭的一員。
β-胡蘿蔔素在植物中大量地存在,令水果和蔬菜擁有了飽滿的黃色和橘色。β-胡蘿蔔素也被用作食物(例如人造奶油)的著色劑。
β-胡蘿蔔素會被人體轉換成維他命A。如果人體攝入過量的維他命A會造成中毒。所以只有當有需要時,人體才會將β-胡蘿蔔素轉換成維他命A。這一個特徵使β-胡蘿蔔素成為維他命A的一個安全來源。
和其他的類胡蘿蔔素一樣,β-胡蘿蔔素是一種抗氧化物。食用富含β-胡蘿蔔素中的食物可以防止身體接觸一種稱為自由基的破壞分子。通過一個氧化的過程,自由基會對細胞造成傷害。長此以往,將有可能導致人體患上各種各樣的慢性疾病。一些研究表明從日常飲食中攝入足量的β-胡蘿蔔素可能減少患上兩種慢性疾病的危險——心臟病和癌症。

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