中文名β-胡蘿卜素
外文名β-Carotene
化學(xué)式 C40H56
分子量 536. 88

 
CAS登錄號(hào) 7235-40-7
EINECS登錄號(hào) 230-636-6
熔點(diǎn) 176 至 179 ℃
沸點(diǎn) 654.7 ℃ 水溶性 不溶于水
密度 0.941 g/cm3
外觀 紅紫色至暗紅色結(jié)晶性粉末
閃點(diǎn) 346 ℃
安全性描述 S7、S15、S18
危險(xiǎn)性符號(hào) Xn
危險(xiǎn)性描述 R44 ADI 0-5 mg/kg

理化性質(zhì)
β-胡蘿卜素是胡蘿卜素中的一種最普通的異構(gòu)體。以異戊二烯殘基為單元組成的共軛雙鍵，屬多烯色素。 呈深紅紫至暗紅色有光澤的斜方六面體或板狀微結(jié)晶的晶體或結(jié)晶性粉末。有輕微異臭和異味。不溶于水、丙二醇、甘油、酸和堿，溶于二硫化碳、苯、三氯甲烷，微溶于乙醚、石油醚、環(huán)己烷及植物油，幾乎不溶于甲醇和乙醇。
稀溶液呈橙黃或黃色，濃度增大時(shí)呈橙色至橙紅色；對(duì)光、熱、氧不穩(wěn)定，不耐酸，但對(duì)弱堿性比較穩(wěn)定；不受抗壞血酸等還原劑的影響，重金屬離子尤其是Fe3+可促使其褪色；對(duì)油脂性食品的著色性能良好。
ADI值0-5mg/kg（ FAO/WHO，2001），LD50> 8000mg/kg（油溶液，狗，經(jīng)口）。
屬于可以使用的食用合成橙黃色色素，具有維生素的活性，安全性比其他合成著色劑高。

生理功能
維生素A的重要來源
β-胡蘿卜素，攝入人體消化器官后，可以轉(zhuǎn)化成維生素A，是目前較安全補(bǔ)充維生素A的產(chǎn)品（單純補(bǔ)充化學(xué)合成維生素A，過量時(shí)會(huì)使人中毒）。它可以維持眼睛和皮膚的健康，改善夜盲癥、皮膚粗糙的狀況，有助于身體免受自由基的傷害。
1919年Steenkbock發(fā)現(xiàn)β-胡蘿卜素可能具有維生素A活性。1928年發(fā)現(xiàn)一分子的β-胡蘿卜素在體內(nèi)酶的作用下可轉(zhuǎn)變?yōu)槎肿拥木S生素A，且在食物中含量最豐富，因而被認(rèn)為是人體維生素A的主要來源。Moore（1929）通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，缺乏VA的大鼠補(bǔ)飼β-胡蘿卜素后能顯著提高體內(nèi)V A水平，從而證實(shí)了β-胡蘿卜素能在體內(nèi)酶的作用下轉(zhuǎn)化為維生素A，發(fā)揮維生素A的作用，所以又稱維生素A原。該轉(zhuǎn)化酶能在體內(nèi)VA缺乏時(shí)將β-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為VA，當(dāng)體內(nèi)VA增加到需要量時(shí)，酶即停止轉(zhuǎn)化，從而通過酶的自動(dòng)控制來維持體內(nèi)VA的需要。全世界，特別是發(fā)展中國(guó)家人體所需的VA60%-70%來源于β-胡蘿卜素。此外，VA是合成糖蛋白的載體，糖蛋白是細(xì)胞的重要結(jié)構(gòu)物質(zhì)，尤其是上皮細(xì)胞，如果缺少糖蛋白將對(duì)眼、呼吸道、消化道、泌尿道及生殖器官產(chǎn)生影響。免疫球蛋白也是一種糖蛋白，VA缺乏將會(huì)影響抗體的形成。因此，VA對(duì)保證正常的生長(zhǎng)和發(fā)育及抗感染具有重要作用。
抗氧化作用
β-胡蘿卜素的抗氧化性主要表現(xiàn)在它具有清除自由基的能力。β-胡蘿卜素分子中含有多個(gè)雙鍵，在光、熱、氧氣及活潑性較強(qiáng)的自由基離子的存在下，易被氧化，從而保護(hù)機(jī)體不被破壞。生物體中存在大量的脂質(zhì)過氧化和自由基反應(yīng)，從而導(dǎo)致細(xì)胞功能的下降，機(jī)體的衰老以及疾病的發(fā)生，β-胡蘿卜素的存在可減少脂質(zhì)過氧化。因此，類胡蘿卜素可以清除自由基以及淬滅單線態(tài)氧的活性受到了普遍的關(guān)注。
在人體正常的新陳代謝過程中也會(huì)產(chǎn)生活性氧，活性氧具有不穩(wěn)定性和高能水平，可將能量迅速傳遞給其它分子而產(chǎn)生自由基。自由基由于含有不成對(duì)的電子，所以性質(zhì)異常活躍，它可損傷核酸、蛋白質(zhì)、細(xì)胞膜、細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞突變或死亡，從而引起人體早衰。日益增加的證據(jù)表明與衰老過程相關(guān)聯(lián)的多種缺陷是細(xì)胞內(nèi)的多點(diǎn)位氧化損傷積累的直接后果。例如心血管疾患的發(fā)病機(jī)理之一是低密度脂蛋白的氧化損傷而導(dǎo)致的；一些光化學(xué)對(duì)晶體所造成的損傷會(huì)導(dǎo)致白內(nèi)障的形成等。而β-胡蘿卜素具有多個(gè)雙鍵是一種有效的抗氧化劑，能傳遞高能量從而使活性氧變成穩(wěn)定的氧分子?，F(xiàn)已知1分子β-胡蘿卜素可抑制1000個(gè)分子的活性氧，同時(shí)還可作為一種弱氧化劑直接與自由基反應(yīng)，阻止自由基的連鎖反應(yīng)，從而減少它對(duì)細(xì)胞的損傷。馬愛國(guó)在探討抗氧化營(yíng)養(yǎng)對(duì)DNA氧化損傷保護(hù)作用時(shí)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)連續(xù)服用β-胡蘿卜素、維生素E和維生素C，可顯著降低由過氧化氫誘發(fā)DNA的損傷。
建立在以人口為基礎(chǔ)的研究表明：人如果每日吃四份或更多富含β-胡蘿卜素的水果和蔬菜，那么他們患心臟病或癌癥的機(jī)率會(huì)更低。然而有趣的是，其他的研究卻指出刻意補(bǔ)充β-胡蘿卜素的人實(shí)際上更有可能患上此類疾病。研究人員認(rèn)為，健康、合理、營(yíng)養(yǎng)豐富的飲食比單一地補(bǔ)充β-胡蘿卜素將更有效。
促進(jìn)細(xì)胞縫隙間連接交流
細(xì)胞間形成的間隙連接使細(xì)胞質(zhì)相互溝通，通過交換小分子來調(diào)節(jié)代謝反應(yīng)。早在1958年，人們已觀察到這一結(jié)果，現(xiàn)已清楚間隙連接的基本單位是連接子，每個(gè)連接子由2個(gè)相同或相似的跨膜蛋白亞單位環(huán)繞，中心形成一個(gè)直徑約1.5nm的孔道，相鄰細(xì)胞質(zhì)膜上的兩個(gè)連接子相對(duì)便形成一個(gè)間隙單位。它允許小的代謝物、細(xì)胞內(nèi)信息及離子自由出入，但蛋白質(zhì)、mRNA等大分子則被排除在外，以保持各細(xì)胞的遺傳一致性。Bertram等發(fā)現(xiàn)β-胡蘿卜素和其它類胡蘿卜素可加強(qiáng)細(xì)胞間隙連接的交流能力。
其他功能
有研究表明高劑量的β-胡蘿卜素會(huì)減少人們對(duì)太陽的敏感度，尤其對(duì)那些由于被太陽暴曬而引起皮膚病（例如： erythropoietic protoporphyria紅細(xì)胞生成性原卟啉病，一種暴露在日光下而引起尋麻疹或濕疹的病癥）的人特別有幫助。他們可以在保健專業(yè)人士適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)下，有針對(duì)性地補(bǔ)充β-胡蘿卜素，他們的癥狀可在大約數(shù)個(gè)星期后慢慢地得到改善。 在臨床應(yīng)用方面，研究證實(shí)口服β-胡蘿卜素發(fā)生光敏性紅斑者數(shù)量明顯減少。
最近還有研究證明，β-胡蘿卜素添加到動(dòng)物食品中作為飼料添加劑對(duì)動(dòng)物具有一定的特異功能。如在用不含β-胡蘿卜素飼料喂養(yǎng)的母牛時(shí)，經(jīng)常觀察到“無癥狀”的發(fā)熱，以及延期排卵，卵泡囊腫，拖延和減少黃體的形成，嚴(yán)重時(shí)，可導(dǎo)致繁殖障礙，胎盤停滯。所有的這些癥狀均可通過在飼料中添加β-胡蘿卜素而加以糾正；吃了富含β-胡蘿卜素飼料的產(chǎn)蛋雞可提高產(chǎn)蛋率，且蛋黃顏色加深，這是因?yàn)殡u能把未水解為VA的過量β-胡蘿卜素儲(chǔ)備起來。
主要價(jià)值
β-胡蘿卜素，屬于四萜類化合物，有很高的藥理學(xué)及營(yíng)養(yǎng)學(xué)價(jià)值，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健品、食品添加劑及化妝品等行業(yè)。作為食品添加劑、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑和醫(yī)藥制劑使用。
攝入指南
食物來源
β-胡蘿卜素最豐富的來源是綠葉蔬菜和黃色的，橘色的水果（如胡蘿卜、菠菜、生菜、馬鈴薯、番薯、西蘭花、哈密瓜和冬瓜）。大體上，越是顏色強(qiáng)烈的水果或蔬菜，越是富含β-胡蘿卜素。
攝入不足
可引起夜盲、黏膜干燥、眼干燥癥及近視等癥狀；可增加癌癥、白內(nèi)障、心血管、生殖系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)疾病及呼吸道感染的發(fā)生機(jī)會(huì)；出現(xiàn)過早衰老、失眠、渾身無力和皮炎、皮膚角質(zhì)化等癥狀。
攝入過量
如果一次性過量的攝取富含胡蘿卜素的食物，其不能及時(shí)轉(zhuǎn)化為維生素A，過量的胡蘿卜素就會(huì)流入血液進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，傳遍全身，胡蘿卜素具有脂溶性高的特點(diǎn)，在經(jīng)過循環(huán)到達(dá)表皮時(shí)，會(huì)與表皮親脂蛋白結(jié)合，因此對(duì)于血脂偏高的人來說，胡蘿卜素更容易沉積在皮膚內(nèi)，出現(xiàn)皮膚發(fā)黃的現(xiàn)象。一般來講，這樣就造成了胡蘿卜素聚積在皮下脂肪組織里來不及代謝，使得皮膚暫時(shí)性變黃。
攝入注意
服用下列各項(xiàng)藥物的人士應(yīng)該避免同時(shí)服用β-胡蘿卜素補(bǔ)充劑 ：
l Cholestyramine
l Colestipol
l Probucol
l Orlistat
Cholestyramine（消膽胺）和probucol（丙丁酚，或稱普羅布考）是用于降低膽固醇的藥物。根據(jù)瑞典的一個(gè)持續(xù)了三年的實(shí)驗(yàn)表明，它們可以降低30%到40%血液中的β-胡蘿卜素含量。Colestipol（降脂樹脂二號(hào)），一種類似于消膽胺的降膽固醇藥物，同樣可以降低β-胡蘿卜素的含量。
β-胡蘿卜素和Orlistat（脂肪酶抑制劑，羅氏大藥廠商品名為Xenical，中文有仙妮蕾德，可能是同類產(chǎn)品） 都是減肥的藥物，它們不能同時(shí)服用，因?yàn)镺rlistat會(huì)降低30%的 β-胡蘿卜素吸收量。因此它會(huì)減少身體里這種營(yíng)養(yǎng)的含量。需要同時(shí)服用Orlistat和β-胡蘿卜素補(bǔ)充劑的人必須錯(cuò)開服用這兩種藥物的時(shí)間，至少要相差兩個(gè)小時(shí)。
警惕濫用
β-胡蘿卜素只有在飲食中同時(shí)含有維他命C和E等其他的重要抗氧化劑時(shí)才能發(fā)揮它的抗癌作用。大量吸煙或喝酒者應(yīng)該小心服用β-胡蘿卜素，因?yàn)樗鼤?huì)提高他們患心臟病和癌癥的幾率。
雖然β-胡蘿卜素有助于保護(hù)皮膚敏感人士防止日光的傷害，但是它沒有防曬的效果。
雖然動(dòng)物研究指出β-胡蘿卜素對(duì)胎兒或嬰兒沒有毒，但沒有相關(guān)研究能證實(shí)這結(jié)論同樣適用于人類。β-胡蘿卜素補(bǔ)充劑可以進(jìn)入母乳，但沒有相關(guān)研究證實(shí)在哺乳期間服用它的安全性。 因此，當(dāng)孕婦或哺乳期的母親需要服用β-胡蘿卜素補(bǔ)充劑時(shí)，應(yīng)該接受醫(yī)師或醫(yī)學(xué)專家的指導(dǎo)建議。
膳食中的胡蘿卜素即便攝入過量，不過表現(xiàn)為皮膚變黃，并不會(huì)危害健康。然而大量攝入胡蘿卜素補(bǔ)充劑卻存在危險(xiǎn)，研究發(fā)現(xiàn)主要是其促氧化作用促進(jìn)細(xì)胞分裂，破壞了體內(nèi)的抗氧化物質(zhì)和維生素A，對(duì)于處于較高氧化應(yīng)激狀態(tài)的人士來說，這種危害更為嚴(yán)重，比如吸煙者或酗酒者。
傳統(tǒng)觀念認(rèn)為：補(bǔ)充胡蘿卜素不僅可以減少心血管疾病及白內(nèi)障的發(fā)生，而且有防癌作用。但近年來許多測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)：服β胡蘿卜素的一組與正常對(duì)照組相比，肺癌發(fā)病率非但沒有減少，反而高出28%。
營(yíng)養(yǎng)學(xué)家分析：補(bǔ)充生理劑量（5毫克/日）的胡蘿卜素確有抑癌作用，而攝入過量胡蘿卜素會(huì)阻止維生素A與相應(yīng)受體結(jié)合，進(jìn)而阻止腫瘤抑制基因的轉(zhuǎn)化，其結(jié)果便不是抑癌而是走向反面。
但是要注意的是，健康、合理、營(yíng)養(yǎng)豐富的飲食比單一地補(bǔ)充B一胡蘿卜素更有效。不宜與醋等酸性物質(zhì)同時(shí)服用。

儲(chǔ)存運(yùn)輸
置遮光容器中，填充氮?dú)猓芊猓陉帥鎏幈４妗?br/>β-胡蘿卜素在應(yīng)用中避免氧化。由于β-胡蘿卜素具有眾多雙建結(jié)構(gòu)，因此在熱、離子和光作用下容易異構(gòu)化，遇氧時(shí)容易氧化。而且除了氧、光、熱等因素外，抗氧化劑、金屬離子、pH值等，對(duì)β-胡蘿卜素的穩(wěn)定性也有影響。所以，β-胡蘿卜素在使用時(shí)，應(yīng)盡量隔絕氧氣、光照、高溫等，同時(shí)采用包埋技術(shù)解決這一問題。
此外，β-胡蘿卜素氧化降解過程往往與脫色過程聯(lián)系在一起，氧化降解包括光降解和熱降解，在降解過程中常伴隨著順式和反式之間的異構(gòu)化。針對(duì)這一問題，使用時(shí)可以加進(jìn)抗氧化性更強(qiáng)的物質(zhì)，對(duì)β-胡蘿卜素起到保護(hù)作用。

天然β-胡蘿卜素的提取

工業(yè)生產(chǎn)中常從胡蘿卜、玉米、沙棘等富含β-胡蘿卜素的植物中提取β-胡蘿卜素。

• 酶法提取

酶法提取β-胡蘿卜素目前的研究主要是提高果汁飲料中β-胡蘿卜素的含量。研究表明果膠酶和纖維素酶處理胡蘿卜泥可以提高出汁率，胡蘿卜素提出率可增加2倍多，混濁度增加，穩(wěn)定性提高，胡蘿卜汁的顏色變深。但未見有酶處理工藝參數(shù)的變化對(duì)胡蘿卜素提出率影響的詳細(xì)報(bào)道。傳統(tǒng)的榨汁工藝不僅出汁率低，而且只有20%的胡蘿卜素進(jìn)入汁液[。酶法液化工藝生產(chǎn)胡蘿卜原汁工藝簡(jiǎn)單，無須增加設(shè)備。但酶用量必須適宜，若量大會(huì)帶來異味。 

^{β-胡蘿卜素的化學(xué)合成}

化學(xué)合成法是指采用有機(jī)化工原料，通過化學(xué)反應(yīng)合成β-胡蘿卜素的一種方法。自1953年β-胡蘿卜素的工業(yè)化合成生產(chǎn)開始，其產(chǎn)業(yè)不斷得到發(fā)展。

迄今為止，已研發(fā)出兩條完全不同的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的合成路線。

以VA為原料

將VA轉(zhuǎn)化成視黃醛和甲基維梯希試劑，再經(jīng)縮合而成β-胡蘿卜素。 

構(gòu)造多聚烯鏈

• C₁₉+C₂+C₁₉Grignard反應(yīng)合成法

以β-紫羅蘭酮為原料，經(jīng)4-(2,6,6-二甲基-1-環(huán)已烯基)-2-甲基-2-丁烯醛，6-(2,6,6-三甲基-1-環(huán)已烯基)-4-甲基-2,4-己二烯醛和8-(2,6,6-三甲基-11-環(huán)己烯基)-2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯醛合成出β-胡蘿卜素。以β-紫羅蘭酮計(jì)，β-胡蘿卜素的總產(chǎn)率為21%。

• C₁₅+C₂+C₁₅Wittig反應(yīng)合成法

Wittig反應(yīng)是有機(jī)合成形成C=C鍵的重要手段，廣泛用于藥物和復(fù)雜的有機(jī)合成。1956年，BASF公司以β-紫羅蘭酮為原料，經(jīng)乙烯基-β-紫羅蘭醇，以C₁₅+C₂+C₁₅Wittig反應(yīng)合成β-胡蘿卜素。以C₁₅烯醇計(jì)，β-胡蘿卜素的收率為25%。

生物合成法

生物合成法即用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)胡蘿卜素，從品質(zhì)、技術(shù)、資源和成本等因素考慮均優(yōu)于化學(xué)合成法。國(guó)內(nèi)外微生物合成β-胡蘿卜素的研究主要集中在絲狀真菌（三孢布拉氏霉菌）和紅酵母方面。除此之外，也有杜氏鹽藻提取法、螺旋藻提取法以及基因工程法用于β-胡蘿卜素的生產(chǎn)研究。

• 紅酵母發(fā)酵法

紅酵母是酵母菌的一個(gè)屬，它是一類腐生菌，抗逆性較強(qiáng)。利用紅酵母產(chǎn)β-胡蘿卜素的優(yōu)點(diǎn)是成本低、周期短、發(fā)酵易于控制。據(jù)報(bào)道，利用高靜水壓處理過的紅酵母，通過響應(yīng)面分析法優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基，可使β-胡蘿卜素得產(chǎn)量達(dá)13.43mg/L。 

• 三孢布拉氏霉發(fā)酵法

三孢布拉氏霉屬于真菌，其生長(zhǎng)迅速，產(chǎn)生發(fā)達(dá)的菌絲。曾強(qiáng)松在種子階段，采用正負(fù)孢子混合培養(yǎng)，促進(jìn)了β-胡蘿卜素的積累，而這種促進(jìn)方式是由兩性配合產(chǎn)生的三孢酸介導(dǎo)的。所以研究三孢酸類似物，如青霉素、β-紫羅酮、脫落酸等都能對(duì)β-胡蘿卜素產(chǎn)量的提高有很大的幫助。文獻(xiàn)報(bào)道，三孢布拉霉培養(yǎng)基中加入10^-4mol/L~10^-3mol/L的β-紫羅酮后，β-胡蘿卜素的含量比空白提高了250%，而且要在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期添加，這樣更有利于菌體產(chǎn)β-胡蘿卜素，添加太早或太多都會(huì)抑制β-胡蘿卜素的產(chǎn)量。廖春麗通過響應(yīng)面法優(yōu)化了β-胡蘿卜素液體發(fā)酵培養(yǎng)基，得到了較高的β-胡蘿卜素產(chǎn)量。  

• 杜氏鹽藻提取β-胡蘿卜素

在杜氏鹽藻中的β-胡蘿卜素含量最高可達(dá)干細(xì)胞重量的0.3%，因而是提取天然β-胡蘿卜素的理想原料。杜氏鹽藻是一類生活在富含NaCl的水（如海洋、鹽湖、鹽池、鹽堿等）中的單細(xì)胞低等真核生物。β-胡蘿卜素作為鹽藻光合作用的產(chǎn)物，受生長(zhǎng)環(huán)境的鹽度、溫度、光照射條件及磷源的影響。根據(jù)這些條件對(duì)鹽藻生長(zhǎng)和β-胡蘿卜素合成的影響，采用二步法培養(yǎng)杜氏鹽藻，即先在鹽藻生長(zhǎng)有利的條件下培養(yǎng)，此時(shí)藻體生長(zhǎng)繁殖快，待藻體生長(zhǎng)成熟，再收集藻體轉(zhuǎn)入不利于藻體生長(zhǎng)但有利于合成積累β-胡蘿卜素的強(qiáng)光、高鹽、低氮、高溫條件下培養(yǎng)。

• 螺旋藻培養(yǎng)提取法

螺旋藻是一種新興的食療食物，其成份包括β-胡蘿卜素等。6g螺旋藻中的β-胡蘿卜素相當(dāng)于雞蛋20個(gè)。目前，由于螺旋藻中β-胡蘿卜素的含量非常豐富而且要遠(yuǎn)高于某些動(dòng)物或植物，因此從螺旋藻中提取β-胡蘿卜素已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

• 研究新進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院武漢植物園天然產(chǎn)物合成生物學(xué)學(xué)科組碩士研究生李倩在章焰生研究員的指導(dǎo)下，于釀酒酵母中重構(gòu)了β-胡蘿卜素的生物合成途徑，將來源于紅發(fā)夫酵母中與β-胡蘿卜素合成相關(guān)的基因crtYB（八氫番茄紅素合成酶及番茄紅素環(huán)化酶基因）和crtI（八氫番茄紅素脫氫酶基因）轉(zhuǎn)入釀酒酵母，并對(duì)這兩個(gè)基因進(jìn)行了密碼子的優(yōu)化；同時(shí)通過過量表達(dá)異戊稀代謝途徑中的關(guān)鍵限速酶HMGR（3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶）基因，發(fā)現(xiàn)菌株β-胡蘿卜素的產(chǎn)量提高了很多，且對(duì)釀酒酵母的生長(zhǎng)無影響，最終得到具備高效合成β-胡蘿卜素能力的釀酒酵母工程菌株。

該研究為釀酒酵母大規(guī)模生產(chǎn)β-胡蘿卜素提供依據(jù)，也為釀酒酵母中萜類物質(zhì)生物合成及代謝工程改造提供了一定的理論基礎(chǔ)。

β-胡蘿卜素易于氧化，所以不管采用何種制備方法，都必須防止生產(chǎn)過程中β-胡蘿卜素不必要的損失。針對(duì)目前β-胡蘿卜素供不應(yīng)求的狀況，探索出一種成本低、產(chǎn)率高、無污染、無毒害、適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的制備β-胡蘿卜素的方法非常必要。

基因工程法

隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的迅速發(fā)展，利用基因工程菌生產(chǎn)類胡蘿卜素成為研究的熱點(diǎn)。近年來，對(duì)其主要合成途徑的研究取得了重大進(jìn)展，已從分子水平闡釋其生物合成途徑，關(guān)鍵酶基因先后得到分離，并已初步實(shí)現(xiàn)通過遺傳工程技術(shù)改變植物和微生物中類胡蘿卜素的組成和含量。

β-胡蘿卜素，名字來源于拉丁文中的胡蘿卜，是一種橘黃色脂溶性化合物，是維生素A前體，它在植物中大量存在，令水果和蔬菜擁有了飽滿的色彩。由于具有著色、抗氧化和營(yíng)養(yǎng)增強(qiáng)等功能，β-胡蘿卜素被廣泛用于普通食品和醫(yī)療保健品。
β-胡蘿卜素作為食品添加劑和營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑已被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)推薦，被認(rèn)定為A類優(yōu)秀營(yíng)養(yǎng)色素，并在世界52個(gè)國(guó)家和地區(qū)獲準(zhǔn)應(yīng)用。
應(yīng)用方向
著色劑
首先，β-胡蘿卜素具有良好的著色性能，著色范圍是黃色、橙紅，著色力強(qiáng)，色澤穩(wěn)定均勻，能與K、Zn、Ca等元素并存而不變色，尤其適合與兒童食品配伍。它還能用于藥片糖衣著色，色澤、穩(wěn)定性均優(yōu)于檸檬黃、胭脂紅復(fù)色糖衣法。國(guó)內(nèi)β-胡蘿卜素已作為著色劑列入中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB－2760－96）。 β-胡蘿卜素通過合成法或發(fā)酵法應(yīng)用在普通食品中。
β-胡蘿卜素作為一種食用油溶性色素，其本身顏色因濃度的差異，可涵蓋由紅色至黃色的所有色系，因此受到食品行業(yè)關(guān)注。其非常適合油性產(chǎn)品及蛋白質(zhì)性產(chǎn)品的開發(fā)，做食用橙色色素和營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，如人造奶油、膠囊、魚漿煉制品、素食產(chǎn)品、速食面的調(diào)色等。而經(jīng)過微膠囊處理的β-胡蘿卜素，可轉(zhuǎn)化為水溶性色素，幾乎所有食品都可應(yīng)用。
合成的β-胡蘿卜素作為食品添加劑，已被列入《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2760），以著色劑的作用用于各大類食品，賦予食品色澤。
在GB 2760中，合成的β-胡蘿卜素可以用于調(diào)制乳（1g/kg最大使用量，下同）、風(fēng)味發(fā)酵乳（1g/kg）、干酪類似品（1g/kg）、脂肪類甜品（1g/kg）、水果罐頭（1g/kg）、果醬（1g/kg）、蜜餞涼果（1g/kg）、干制蔬菜（0.2g/kg）、腌漬的蔬菜（0.132g/kg）、糖果（0.5g/kg）、方便米面制品（1g/kg）、熟肉制品（0.02g/kg）等食品類別。根據(jù)GB 2760最近一次修訂，β-胡蘿卜素的使用范圍擴(kuò)大到調(diào)理肉制品（生肉添加調(diào)理料）（食品類別08.02.01）。
營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑
β-胡蘿卜素作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑原料，廣泛應(yīng)用在保健食品中。
和其他的類胡蘿卜素一樣，β-胡蘿卜素是一種抗氧化物。食用富含β-胡蘿卜素中的食物，可以防止身體接觸一種稱為自由基的破壞分子，自由基通過氧化過程會(huì)對(duì)細(xì)胞造成傷害。
同時(shí)，β-胡蘿卜素會(huì)在需要時(shí)被人體轉(zhuǎn)換成維他命A。如果人體攝入過量的維他命A，會(huì)造成中毒。而當(dāng)人體有需要時(shí)，β-胡蘿卜素才會(huì)被轉(zhuǎn)換成維他命A，這一特征使β-胡蘿卜素成為維他命A的一個(gè)安全來源。
抗氧化劑
而且，β-胡蘿卜素是一種優(yōu)良的抗氧化劑，它和維生素E、維生素C有相互協(xié)同的作用，它們的組合被稱為抗氧化劑的“鐵三角”，具有很強(qiáng)的抗氧化作用。在口紅、胭脂等化妝品中添加β-胡蘿卜素，可使其色澤自然豐滿，又能營(yíng)養(yǎng)皮膚、保護(hù)皮膚。