分子结构

化学上，胡萝卜素分子是包含40个碳原子的多不饱和烃，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。胡萝卜素对于人眼视觉来说都是有颜色的，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碳异戊二烯单元形成。

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。

膳食来源

下属食物富含胡萝卜素 :

甘薯

胡萝卜

枸杞

哈密瓜

芒果

杏

柿子

菠菜

羽衣甘蓝

莙荙菜

芜菁叶子

蒲公英叶子

甜菜叶子

芥菜叶子

大型芥兰(collard greens)

西洋菜

芫荽

麝香草

西兰花

香芹

半结球莴苣

红瓜(ivy gourd)

野玫瑰果(rose hips)

笋瓜

南瓜

木薯

这些食物如果与脂肪一起烹饪，会提高胡萝卜素的吸收率。因为胡萝卜素是脂溶性。烹饪数分钟可以破坏细胞壁，使胡萝卜素溶入液体中。6 μg的膳食β-胡萝卜素提供了等效于1 μg的视黄醛，等效于3⅓IU的维生素A。

多种形式

 α-胡萝卜素

 α-胡萝卜素

 β-胡萝卜素

两种异构物的差异在于末端的环基上的双键位置。胡萝卜素的家族有600多个成员，其中大概50种是食物中常见的，而当中最重要的有α-胡萝卜素及β-胡萝卜素，它们来自黄色、橙色的蔬菜和水果如红萝卜、木瓜、橙、杧果和南瓜等食物。绿色蔬菜如芥兰、西兰花亦含有胡萝卜素。胡萝卜素是脂溶性维他命，是维他命A的前身，储存于肺部、肾上腺、前列腺以及眼睛中的黄斑区等地方。

胡萝卜素能够活化维他命A，预防夜盲症及视力减退，亦可以滋润眼睛，预防眼部发炎，并且预防及改善视网膜黄斑区病变、白内障、干眼症、眼睛疲劳等眼部问题，对保护眼睛十分重要。美国多项研究显示，多吃含丰富胡萝卜素（特别是β-胡萝卜素的食物）有助减低患上黄斑点病变机会。

胡萝卜素保护植物细胞不被紫外线破坏。β-胡萝卜素也是一种抗氧化剂。

β-胡萝卜素与癌症

试验表明，30 mg/day（10倍于每日摄入参考标准）增加了吸烟者与有过石棉暴露史的人的肺癌与前列腺癌的风险。美国癌症学会的一篇文章号召在β-胡萝卜素补充剂上增加警告标志，提示烟民这种补充剂会增加其患肺癌风险。

新英格兰医学杂志1994年的一篇论文 研究了每日补充β-胡萝卜素与维生素E与肺癌的发生之间的关系。结论是使用了补充剂的参与者没有发现降低肺癌的发生，而且这些补充剂还有有害效果。

国家癌症研究中心杂志与新英格兰医学杂志在1996出版的论文 研究了维生素A（作为视黄基棕榈酸酯的形式）与β-胡萝卜素是否具有预防癌症的效果。结果表明，有过因吸烟或石棉暴露导致的肺炎的试验参与者，摄入β-胡萝卜素补充剂后增大了患肺癌的风险，因此试验在早期阶段就停止了。

美国医学会杂志2007年的一篇综述性文章认为，β-胡萝卜素 增加了 死亡率在1到8%（相对风险1.05，95%置信区间interval 1.01-1.08）。 但这个分析是基于两个大型吸烟人群，其结论是否适合一般人群尚无研究。

β-胡萝卜素与认知

2007年的一篇研究报告表明，50 mg每两日的β-胡萝卜素摄入，阻止了认知下降。这是超过4000名医师在18年间的治疗数据上得出的结论。

胡萝卜素血症

胡萝卜素血症，或者高胡萝卜素血症，是在血清中有过量的胡萝卜素。但不同于过量的维生素A，胡萝卜素是无毒的。过量的胡萝卜素会导致胡萝卜素皮肤沉淀（carotenodermia）, 具有显著黄色的皮肤。但不同于黄疸，过量的胡萝卜素不会使得眼睛的结膜变黄，因此易于从外观上区别二者。胡萝卜素血症最常见的原因是吃了太多的胡萝卜，但也可能是其它危险情况的医学信号。

全合成

目前有两种β-胡萝卜素全合成办法。第一种是Badische Anilin- & Soda-Fabrik（巴斯夫）提出的，基于维蒂希反应，格奥尔格·维蒂希持有该专利：

第二种是一类格氏反应，由罗氏公司提出。这两种方法都是对称的，巴斯夫合成是C20 + C20，罗氏合成是C19 + C2 + C19。

命名法

胡萝卜素是一类不含氧的类胡萝卜素。类胡萝卜素包含氧的，如叶黄素。

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。

食品添加剂

胡萝卜素可用作食用色素，用于果汁、饼干、甜点、黄油、人造黄油。欧盟批准号为E160a 。澳大利亚、新西兰 、美国 均允许作为食品添加剂。

参见

类胡萝卜素

维生素

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