理化性质

β-胡萝卜素的结构

β-胡萝卜素是胡萝卜素中的一种最普通的异构体。以异戊二烯残基为单元组成的共轭双键，属多烯色素。

性状深红紫至暗红色有光泽的斜方六面体或板状微结晶的晶体或结晶性粉末。有轻微异臭和异味。

不溶于水、丙二醇、甘油、酸和碱，溶于二硫化碳、苯、三氯甲烷，微溶于乙醚、石油醚、环己烷及植物油，几乎不溶于甲醇和乙醇。

稀溶液呈橙黄或黄色，浓度增大时呈橙色至橙红色；对光、热、氧不稳定，不耐酸，但对弱碱性比较稳定；不受抗坏血酸等还原剂的影响，重金属离子尤其是Fe3+可促使其褪色；对油脂性食品的着色性能良好。

ADI值0-5mg/kg（ FAO/WHO，2001），LD50> 8000mg/kg（油溶液，狗，经口）。

属于可以使用的食用合成橙黄色色素，具有维生素的活性，属于天然似同化合物，安全性比其他合成着色剂高。

生理功能

维生素A的重要来源

β-胡萝卜素，摄入人体消化器官后，可以转化成维生素A，是目前较安全补充维生素A的产品（单纯补充化学合成维生素A，过量时会使人中毒）。它可以维持眼睛和皮肤的健康，改善夜盲症、皮肤粗糙的状况，有助于身体免受自由基的伤害3。

1919年Steenkbock发现β-胡萝卜素可能具有维生素A活性。1928年发现一分子的β-胡萝卜素在体内酶的作用下可转变为二分子的维生素A，且在食物中含量最丰富，因而被认为是人体维生素A的主要来源。Moore（1929）通过实验发现，缺乏VA的大鼠补饲β-胡萝卜素后能显著提高体内VA水平，从而证实了β-胡萝卜素能在体内酶的作用下转化为维生素A，发挥维生素A的作用，所以又称维生素A原。该转化酶能在体内VA缺乏时将β-胡萝卜素转化为VA，当体内VA增加到需要量时，酶即停止转化，从而通过酶的自动控制来维持体内VA的需要。全世界，特别是发展中国家人体所需的VA60%-70%来源于β-胡萝卜素。此外，VA是合成糖蛋白的载体，糖蛋白是细胞的重要结构物质，尤其是上皮细胞，如果缺少糖蛋白将对眼、呼吸道、消化道、泌尿道及生殖器官产生影响。免疫球蛋白也是一种糖蛋白，VA缺乏将会影响抗体的形成。因此，VA对保证正常的生长和发育及抗感染具有重要作用2。

抗氧化作用

β-胡萝卜素的抗氧化性主要表现在它具有清除自由基的能力。β-胡萝卜素分子中含有多个双键，在光、热、氧气及活泼性较强的自由基离子的存在下，易被氧化，从而保护机体不被破坏。生物体中存在大量的脂质过氧化和自由基反应，从而导致细胞功能的下降，机体的衰老以及疾病的发生，β-胡萝卜素的存在可减少脂质过氧化。因此，类胡萝卜素可以清除自由基以及淬灭单线态氧的活性受到了普遍的关注2。

在人体正常的新陈代谢过程中也会产生活性氧，活性氧具有不稳定性和高能水平，可将能量迅速传递给其它分子而产生自由基。自由基由于含有不成对的电子，所以性质异常活跃，它可损伤核酸、蛋白质、细胞膜、细胞，导致细胞突变或死亡，从而引起人体早衰。日益增加的证据表明与衰老过程相关联的多种缺陷是细胞内的多点位氧化损伤积累的直接后果。例如心血管疾患的发病机理之一是低密度脂蛋白的氧化损伤而导致的；一些光化学对晶体所造成的损伤会导致白内障的形成等。而β-胡萝卜素具有多个双键是一种有效的抗氧化剂，能传递高能量从而使活性氧变成稳定的氧分子。现已知1分子β-胡萝卜素可抑制1000个分子的活性氧，同时还可作为一种弱氧化剂直接与自由基反应，阻止自由基的连锁反应，从而减少它对细胞的损伤。马爱国在探讨抗氧化营养对DNA氧化损伤保护作用时，经实验发现连续服用β-胡萝卜素、维生素E和维生素C，可显著降低由过氧化氢诱发DNA的损伤2。

建立在以人口为基础的研究表明：人如果每日吃四份或更多富含β-胡萝卜素的水果和蔬菜，那么他们患心脏病或癌症的机率会更低。然而有趣的是，其他的研究却指出刻意补充β-胡萝卜素的人实际上更有可能患上此类疾病。研究人员认为，健康、合理、营养丰富的饮食比单一地补充β-胡萝卜素将更有效。

促进细胞缝隙间连接交流

细胞间形成的间隙连接使细胞质相互沟通，通过交换小分子来调节代谢反应。早在1958年，人们已观察到这一结果，现已清楚间隙连接的基本单位是连接子，每个连接子由2个相同或相似的跨膜蛋白亚单位环绕，中心形成一个直径约1.5nm的孔道，相邻细胞质膜上的两个连接子相对便形成一个间隙单位。它允许小的代谢物、细胞内信息及离子自由出入，但蛋白质、mRNA等大分子则被排除在外，以保持各细胞的遗传一致性。Bertram等发现β-胡萝卜素和其它类胡萝卜素可加强细胞间隙连接的交流能力2。

其他功能