类胡萝卜素(Carotenoids),什么是类胡萝卜素？,类胡萝卜素（Carotenoid）是一类天然化合物的总称 迄今为止，于自然界中已发现超过600种的天然类胡萝卜素 如 蕃茄红素（Lycopene） 叶黄素（Lutein） 玉米黄素（Zeaxanthin） a-及b-胡萝卜素（a-/b-Carotene）,分子结构,大多数天然类胡萝卜素为C40分子，由中央多聚烯链和位于两侧的官能团组成 b-胡萝卜素的分子结构,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,几何异构,在自然界中，绝大多数类胡萝卜素以全反式异构体（E-isomer）的形式存在 但越来越多的证据表明：顺式异构体（Z-isomer）在生命体内发挥着重要的作用15,15’顺式-b-胡萝卜素的分子结构,含氧与不含氧类胡萝卜素,根据其分子结构，类胡萝卜素可分为 含氧类胡萝卜素－包括： 叶黄素（Xanthophyll）－含“－OH”及“－O－”等 类胡萝卜素酯（Carotenoid ester） …… 不含氧类胡萝卜素－通常被称为胡萝卜素（Carotene）,命名,习惯命名 系统命名,习惯命名,绝大多数类胡萝卜素都有被广泛应用的习惯命名。
它们通常由其自然资源衍生而来，如：胡萝卜素、番茄红素、玉米黄素及虾青素等 习惯命名的局限性在于它们没有提供任何分子结构方面的信息系统命名,国际应用化学协会（IUPAC）于1974年颁布了类胡萝卜素化合物的系统命名规则，简称IUPAC规则 在这一命名系统中，每个类胡萝卜素的名称都由其分子结构上的母体—“胡萝卜素”—衍生而来 分子结构上除母体外的其它官能团可以以前或后缀的形式表达系统命名,这些官能团在母体上的位置可根据IUPAC规则中的定位系统来确定类胡萝卜素分子的碳骨架定位,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,系统命名,根据IUPAC规则，每个类胡萝卜素都有一个专一的系统名称，如： b-胡萝卜素全反式异构体－全反式-b,b-胡萝卜素 虾青素全反式异构体－全反式-3,3’-二羟基-4,4’-二酮基- b,b-胡萝卜素,分布,高等植物－类胡萝卜素广泛分布且被大量生物合成于高等植物的光和及非光和组织中，包括叶、花、果及根中。
微生物－在自然界中，类胡萝卜素也大量存在且被生物合成于微生物中，尤其是藻类和某些光和及非光和细菌中分布,动物－许多动物，尤其是水生动物中，也含有丰富的类胡萝卜素鸟纲动物的毛、皮及蛋黄中也有大量的类胡萝卜素存在 但到目前为止，没有证据证明动物体自身可合成类胡萝卜素所有这些类胡萝卜素均最终来源于植物和微生物物理性质,类胡萝卜素是有机化合物，可溶解于大部分有机试剂中 叶黄素类化合物（含氧的类胡萝卜素〕的分子具有比较强的极性，故在极性较强的有机试剂中的溶解度较大 胡萝卜素（不含氧的类胡萝卜素〕的分子的极性比较弱，故在极性较弱的有机试剂中的溶解度较大物理性质,类胡萝卜素分子结构中所具有的发色团（Chromophore）使其结晶或溶液在可见光下具有十分绚丽的红，橙或黄色，因而类胡萝卜素长期被认为是一类很引人的色素化学性质,类胡萝卜素类化合物遇光、酸、氧及高温时不稳定，易降解 已经证明，许多类胡萝卜素类化合物（如虾青素、叶黄素及斑螯黄质等）是良好的自由基淬灭剂，具有很强的抗氧化性，能有效地阻断细胞内的链式自由基氧化还原反应生物学功能,着色 类胡萝卜素在生物体内最为普遍的生物学功能为着色秋天的落叶是人类所能看到的最美的自然景观之一。
落叶的绚丽颜色就是由其中类胡萝卜素的存在形成的因此，类胡萝卜素曾长期被认为是一类色素生物学功能,参与光和作用 类胡萝卜素在光和作用发挥着重要的作用已经观察到，叶绿体中的类胡萝卜素可淬灭叶绿素吸收的用于光合作用的多余能量生物学功能,维生素A源活性 早在半个世纪前，人类就知道类胡萝卜素中的b-及a-胡萝卜素可在哺乳动物的小肠中水解生成维生素A，进而参与视觉生理代谢（详见图3）因此，它们被称为维生素A源，是重要的动物营养物质b-胡萝卜素在哺乳动物小肠中的水解,生物学功能,自由基淬灭剂 氧化是自然界中，尤其是生命活动中必不可少的过程，其本质可理解为自由基的生成，转移和淬灭细胞内的链式自由基氧化反应可对细胞的生命过程产生极强的负面影响，是人类许多顽疾（如癌症和衰老）的重要起因已经证明，一些类胡萝卜素类，如虾青素、蕃茄红素，叶黄素及b-胡萝卜素等，均是良好的自由基淬灭剂，具有良好的抗氧化作用它们可有效地阻断细胞内的链式自由基反应，因而被认为是治疗和预防由此引起的许多顽疾的理想药物生物学功能,生物膜改良剂 类胡萝卜素类化合物是脂溶性分子，在人体细胞中通常与蛋白及其它脂类组分（尤其是细胞膜）形成复合体而共存。
它们的存在可对细胞膜的性质产生相当的影响，进而改善细胞的免疫特性及细胞间的信息传递许多证据表明，蕃茄红素及b-胡萝卜素等可有效地增强人体的免疫能力和恢复癌变细胞的“接触抑制”天然与人工合成品,类胡萝卜素最早发现并广泛存在于自然界中 自Otto Isler博士于五十年代在罗氏公司（Hoffman La Roche Ltd.）首次成功地人工合成b-胡萝卜素以来，许多类胡萝卜素都可被人工合成天然与人工合成品,纯天然与人工合成的类胡萝卜素在分子结构及化学和物理性质上是没有差异的 但在药物和食品中广泛使用的天然与人工合成的类胡萝卜素产品却可能有不同的生物学效果天然与人工合成品,这主要是由于二者在纯度上的差别造成的 以b-胡萝卜素为例，其人工合成品几乎由100%全反式异构体组成，而其天然品则含有相当数量的顺式异构体来自于高等植物体的b-胡萝卜素一般可含5-7%的顺式异构体，而来自于某些微生物（如杜氏藻）的可含高达30%的顺式异构体分析与检测,光谱法 紫外-可见光谱 近红外光谱 质谱 核磁共振 ……,分析与检测,色谱法 柱层析 薄层层析 高压液相色谱 超临界流体色谱 ……,分析与检测,紫外-可见光谱法 类胡萝卜素在紫外-可见光区有着独特的吸收区，因而呈绚丽的红，橙或黄色。
因此，利用类胡萝卜素在紫外-可见光区的吸收光谱可对其进行定性、定量分析全反式-b-胡萝卜素及番茄红素在正己烷中的紫外-可见吸收光谱,分析与检测,类胡萝卜素在有机试剂中的最大吸收波长以及它独特的吸收光谱形状是对其定性分析的重要依据 绝大多数类胡萝卜素在其最大吸收波长处的摩尔吸光系数已被测出，一般在2500左右据此，可利用比色法，或根据朗-比定律（见下式）对类胡萝卜素进行定量测定分析与检测,在此， x = 类胡萝卜素量（克） A = 光密度值 y = 溶液体积（毫升） = 摩尔吸光系数 (=),分析与检测,高压液相色谱法 用于类胡萝卜素检测的高压液相色谱固定相主要有：正相吸附柱、晴基柱及反相C18柱等 流动相有含水的也有不含水的由于类胡萝卜素天然提取物中一般都含有大量的极性比较强的含氧类胡萝卜素，反相固定相配合含水的流动相进行梯度洗脱成为应用的最为普遍的色谱条件之一高等植物光和组织丙酮提取物的高压液相色谱图 色谱条件：色谱柱=PhaseSep S5 ODS2 (5m, 4.6mm x 25cm)；流动相：A=乙晴-水（9:1），B=乙酸乙酯；洗脱条件：B在25分钟内由0增加至100%（线性）；流速=1.0毫升/分；检测波长=450nm；进样体积：20ml。
组分鉴定：I=新黄质; II=紫黄素; III=叶黄素及玉米黄素; IV=叶绿素b; V=叶绿素a; VI= b-胡萝卜素,分析与检测,二极管阵列检测器（PDA）是一种新型的紫外-可见光谱检测器其最为显著的优点是它可以与色谱过程同步获得组分的紫外-可见光谱因此，配备在高压液相色谱上的二极管阵列检测器可为被检测的组分同时提供其色谱和光谱数据在类胡萝卜素的检测技术中，高压液相色谱配合二极管阵列检测器已成为最常用的手段之一生物合成,3，5—二羟基—3—甲基戊酸,拢牛儿拢牛儿焦磷酸,八氢番茄红素,番茄红素,b—胡萝卜素,叶黄素及玉米黄素,其它类异戊二烯化合物,其它类异戊二烯化合物,,,,,,,,,,,,,初期,八氢番茄红素的形成,去饱和,环化,羟基化,在食品工业中的应用,着色剂 功能因子 抗氧化剂,b－胡萝卜素,命名 中文习惯命名：b－胡萝卜素 英文习惯命名：b－Carotene 全反式b－胡萝卜素的中文系统命名：全反式b,b-胡萝卜素,b－胡萝卜素,分子结构 分子式：C40H56 分子量：536 分子结构：,生物学功能,着色 维生素A源活性 自由基淬灭剂 生物膜改良剂,资源,人工合成品 天然产品 高等植物 微生物,番茄红素,命名 中文习惯命名：番茄红素 英文习惯命名：Lycopene 全反式番茄红素的中文系统命名：全反式y,y-胡萝卜素,番茄红素,分子结构－番茄红素为C40分子，只由碳氢组成的多聚烯链构成。
末端无芳香环，为开环结构 分子式：C40H56 分子量：536,物化性质,番茄红素是一种具有很强抗氧化性的类胡萝卜素，是良好的自由基淬灭剂据报道，番茄红素具有的单线态氧（氧自由基）淬灭能力在所有的天然类胡萝卜素中名列前茅 番茄红素的单质具有十分绚丽的橙红色泽，可溶于大多数有机试剂生物学功能,抗氧化、淬灭自由基 提高机体免疫力 抗癌，尤其是抗前列腺癌 有效阻止低密度脂蛋白的氧化 抗衰老 防止光辐射损伤 ……,用途,食品 着色剂 优良抗氧化剂 保健及药用 化妆品,虾青素,命名 中文习惯命名：虾青素 英文习惯命名：Astaxanthin 全反式虾青素的中文系统命名：全反式3,3’-二羟基-4,4’-二酮基-b,b-胡萝卜素,虾青素,分子结构 分子式：C40H52O4 分子量：596.85 分子结构：,H,O,O,,,,,,,,,,,,,,O,H,O,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,理化特性,优良的抗氧化性离体（in vitro）实验表明：虾青素具有优良的脂溶性自由基淬灭剂功能，其活力是-胡萝卜素的10倍、维生素E的100倍许多证据表明：虾青素的大多数防病、治病功能与其本身的自由基淬灭剂功能有关。
生物学功能,着色剂 营养及保健物质 抗机体内多聚不饱和脂肪酸的氧化（活力比维生素E高100倍） 对多种癌症有治疗及预防的作用 增强机体免疫能力，可明显地增加动物体的局部及全身免疫功能,生物学功能,抗紫外—可见光辐射 参与视觉生理代谢 有利于中枢神经系统的康复 抗机体炎症 抗螺旋菌感染 抗血液中胆固醇、低密度脂蛋白的氧化，对防治动脉硬化及脑损伤有明显的作用,资源,人工合成品- 天然产品- 在自然界中，虾青素主要以酯的形式大量存在于软体动物（如虾及蟹）的壳内虾壳正在被认真地考虑作为可被利用的虾青素天然资源 微生物，如红球藻等 转基因细菌也可生物合成虾青素 利用转基因的高等植物（如万寿菊）生物合成虾青素的工作也取得了长足的进展叶黄素,命名 中文习惯命名：叶黄素或黄体素 英文习惯命名：Lutein 全反式叶黄素的中文系统命名：全反式-3,3’-二羟基-b,a-胡萝卜素,叶黄素,分子结构 分子式：C40H56O2 分子量：568.88 分子结构：,生物学功能,着色剂 叶黄素可有效地预防或治疗老年性眼部黄斑病，对眼有明显的保健作用 叶黄素已被证明可有效地防止紫外线对动物和人皮肤的损伤 叶黄素有利于动物和人中枢神经系统的健康,资源,到目前为止，饲料着色剂市场上的叶黄素产品均为天然产物，主要来自高等植物－万寿菊。
万寿菊属菊科万寿菊属的植物，原产于中南美洲，。