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关于胡萝卜素（Carotene）/类胡萝卜素您知道多少

花匠小妙招
2025-01-07 05:43

2024-02-27 06:36点击次数：1081

关键词：胡萝卜素（Carotene），类胡萝卜素

胡萝卜素（carotene）是指若干种相关的不饱和烃，分子式为C40H56，由植物合成，但动物不能制造。胡萝卜素是橘色的光合色素。对于人眼视觉，各种胡萝卜都是有颜色的。胡萝卜素使许多蔬菜和水果带有橘色，例如地瓜或者哈密瓜。这也是干枯的树叶显示橘色的原因。奶类脂肪与与奶油的黄色也是由于低浓度的胡萝卜素。那些把有颜色的胡萝卜素转化为无色的类维生素A的能力较弱的杂食动物，例如人类或者鸡，具有黄色的体脂肪，这是因为其摄入的植物性膳食中的类胡萝卜素存储在体脂肪中。

在光合作用中，胡萝卜素具有重要作用，能传递叶绿素所吸收的光学能量。胡萝卜素吸收了光合作用中产生的单态氧的能量，从而保护了植物的组织。
β-胡萝卜素是视黄醇（维生素A）的二聚物，可以在小肠粘膜处的β-胡萝卜素15,15'-单加氧酶催化下被打开生成视黄醛：
β-胡萝卜素+ O2 → 2视黄醛
β-胡萝卜素可存在肝脏与体脂肪中，需要时可在肝脏中转变成一种维生素A，因此β-胡萝卜素是维生素A的前驱物。
其它两种结构的胡萝卜素，α-胡萝卜素与γ-胡萝卜素，在分子中只有一份视黄醇基团（β-紫罗兰酮环），也具有维生素A活性，但弱于β-胡萝卜素。属于叶黄素的类胡萝卜素：β-隐黄素也是如此。其它的类胡萝卜素，如番茄红素、ε-胡萝卜素，不具有β-环，因此不具有维生素A活性（但仍可能具有抗氧化活性或其它的生物活性）。

动物物种在转换类胡萝卜素中的视黄醇基团（β-紫罗兰酮环）为视黄醇的能力差别极大。肉食动物一般说来转换膳食摄入的类胡萝卜素的β-紫罗兰酮环的能力很差。纯肉食动物缺少β-胡萝卜素15,15'-单加氧酶，完全不能将任何类胡萝卜素转化成视黄醇，因此对这些动物来说，胡萝卜素不能算是维生素A前驱物。但猫可以将少量的β-胡萝卜素转化成视黄醛，虽然这个量完全不能满足猫的每日的视黄醛的需要量。

化学上，胡萝卜素分子是包含40个碳原子的多元不饱和烃，包含的氢原子数随胡萝卜素的种类不同而不同，不包含其它的化学元素。某些种类的胡萝卜素的分子的一端或两端为烃环。胡萝卜素对于人的肉眼来说都是有颜色的，这是由于其分子内形成了广泛的共轭双键系统。胡萝卜素结构上是四萜烯，这意味着可以从4个10碳萜烯生物合成胡萝卜素，或者说胡萝卜素从8个5碳异戊er烯单元形成。

植物中最常见的两类胡萝卜素，用希腊字母命名，是α-胡萝卜素与β-胡萝卜素。γ, δ, ε, 与ζ-胡萝卜素也存在。由于它们都是烃类，不含氧原子，因此是脂溶性的，不溶于水。其它的类胡萝卜素，如叶黄素，分子中含有氧原子，因此疏水性较弱。
胡萝卜素是一类不含氧的类胡萝卜素。
β-胡萝卜素的分子两端是相同结构，称之为β-环。特别地，β-环是9个碳原子团组成。
α-胡萝卜素分子在一端是β-环；另一端是ε-环。并不存在"α-环"。
使用分子两端的基团来命名类胡萝卜素，就构成了系统命名法（systematic naming scheme）：
    α-胡萝卜素，即β,ε-胡萝卜素；
    β-胡萝卜素，即β,β-胡萝卜素；
    γ-胡萝卜素，即β,ψ-胡萝卜素（一端是β-环，另一端不成环并称为ψ）；
    δ-胡萝卜素，即ε,ψ-胡萝卜素（一端是ε-环，另一端不成环）；
    ε-胡萝卜素，即ε,ε-胡萝卜素；
    番茄红素 is ψ,ψ-胡萝卜素。
ζ-胡萝卜素是生物合成链孢红素（neurosporene）的前体，链孢红素是番茄红素的前体，而番茄红素是胡萝卜素α到ε的前体。

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