717,420
次編輯
變更
無編輯摘要
'''類胡蘿蔔素'''（英语：carotenoid）是一類[[有机化合物|有机]][[色素]]，被发现存在于[[植物]]的[[叶绿体]]或者[[有色體]]、一些行[[光合作用]]的[[藻類]]，某些類型的[[細菌]]和[[真菌]]含有类胡萝蔔素。胡萝蔔素属于[[萜烯|四萜烯]]有机分子色素。动物不能制造类胡萝蔔素（虽然已知一种蚜虫获得了合成[[胡萝蔔素]]之一的红酵母烯（torulene）的能力，因为该蚜虫体内具有产生“[[红酵母烯去饱和酶]]”的基因，源自[[真菌]]的[[基因水平转移]]。动物从其摄食中获得类胡萝蔔素，在动物新陈代谢时有不同途径。 目前已知的類胡蘿蔔素超過600種，可分為兩大類，也就是分子中含氧原子的[[葉黃素]]类，和不含氧原子只含碳氢的[[胡蘿蔔素]]类。 类 胡萝蔔素一般吸收蓝光。在植物与藻类中有两大关键作用: 吸收光能用于光合作用；保护叶绿素不受光氧化损害。对于人体，4种类胡萝蔔素，[[β-胡萝蔔素]]、[[α-胡萝蔔素]]、γ- 胡萝卜素、β-隐黄质Cryptoxanthin)，具有[[维生素A]]活性(即它们可以转化为[[视黄醛]])。这4种以及其它类胡萝蔔素也可用作[[抗氧化]]。在眼睛中，特定的类胡萝蔔素([[叶黄素]]与[[玉米黄质]])显然是直接吸收有害的蓝色与近紫外光线，保护[[黄斑]]，眼睛具有最清晰[[视力]]的部分。 膳食中富含来自天然食物(如水果或蔬菜)的类胡萝蔔素，有益于人的健康，并对于很多临床疾病具有更低的死亡率。但是，最近一项对来自68个可靠的抗氧化补充剂实验的源分析，涉及232,606受试验者，表明摄入额外的β-胡萝蔔素补充剂可能不是有益的并可能导致损害，虽然这个结论可能仅限于吸烟者。 ==性质== 类胡萝蔔素是一类[[四萜烯]]（即分子中包含40个碳原子, 由4个[[萜烯]]基团而来，每个萜烯基团包含10个碳原子，或者说8个[[异戊二烯]]基本单位构成）及其氧化衍生物——[[叶黄素类]]。结构上，类胡萝蔔素有一个[[多聚烯]]主链，末端基团可以为环，可以有氧原子的附加。 * 包含氧原子的类胡萝蔔素分子，如[[叶黄素]]与[[玉米黄质]]，被称作[[叶黄素类]]。* 不含氧原子的类胡萝蔔素，如[[α-胡萝蔔素]]、[[β-胡萝蔔素]]与[[番茄红素]]被称作'''[[胡萝蔔素]]'''。胡萝蔔素分子只包含碳、氢原子，因此属于[[不饱和烃]]。 原棕榈油，是自然界具有最富含胡萝蔔素的物质。越南产的[[木鳖果]]已知具有最高浓度的类胡萝蔔素[[番茄红素]]。 类胡萝蔔素的颜色，从浅黄色到亮橙色到深红色，与其分子结构直接相关。叶黄素类的各种色素常是黄色的，因而得名。[[共价键|碳-碳双键]]与[[单键]]交替，相互作用，形成了[[共轭体系]]，使得电子更为自由在分子内的区域移动。随着双键数量的增加，共轭体系的电子有更大移动空间，只需较低能量就可以改变状态。这使得分子的光能吸收的范围降低。在可见光谱的短波端的更高频率的光被吸收，类胡萝蔔素分子就显出更多的偏红色。 ==命名== 类胡萝蔔素有3种常用命名： * [[IUPAC有机物命名法|IUPAC系统命名]]* IUPAC半系统命名：专门针对类胡萝蔔素。例如：2,3-裂环-ε,ε-胡萝蔔素。由这种命名可以直接确定其分子结构，又不像IUPAC系统命名那样冗长。* 习惯命名法。研究者根据其来源及特性（如最大吸收波长）来命名，如[[辣椒红素]](Capsanthin)。 ==生理作用== [[光合作用]]生物，特别是[[植物]]与[[蓝细菌]]，β-胡萝蔔素在光合作用的中心有着非常重要的作用。由于β-胡萝蔔素对称的分子结构的量子力学效果，它提供了一种对抗[[自然氧化]]的光氧化防护机制。类胡萝蔔素也参与了光合作用的能量传递过程。对于非光合作用生物，例如人类，类胡萝蔔素与抗氧化机制相关。 类胡萝蔔素具有很多生理功能。由于其分子结构，类胡萝蔔素是有效的[[自由基]]猝灭剂，增强了脊椎动物的免疫系统。人类饮食中包含了几十种类胡萝蔔素，大多数类胡萝蔔素具有抗氧化活性. [[流行病学]]研究显示，具有β-胡萝蔔素摄入与[[血浆]]β-胡萝蔔素高浓度在很大程度上降低了肺癌风险。但是，吸烟者大剂量摄入β-胡萝蔔素会增加患癌风险。类似的情况在其它动物上被发现。 人类与其它动物基本不能合成类胡萝蔔素，必须从食物中获得. 存在一种红豌豆蚜虫特例。类胡萝蔔素是动物的一种常见的，常常是修饰性特征。例如，粉红色的[[火烈鸟]]与[[鲑鱼]]，煮熟的[[龙虾]]的红颜色，都是由于类胡萝蔔素。类胡萝蔔素被认为用作修饰性特征，极端例子如[[海鹦]]，因为对于给定的生理与化学性质，类胡萝蔔素可用作个体健康的真实指示，被动物用于择偶行为。 人眼的[[黄斑]]是特定的类胡萝蔔素主动集中于此，导致了黄颜色外观，有助于保护视网膜不受蓝色或者具有[[光化性]]光线的损害。这与类胡萝蔔素在植物中的光合系统的保护作用类似。类胡萝蔔素主动集中于[[卵巢]]的[[黄体]]，使其因这种特性颜色而命名，一般起到了抗氧化功能。 最常见的类胡萝蔔素包括番茄红素以及维生素A的前体：β-胡萝蔔素。植物的最丰富的类胡萝蔔素是叶黄素类中的[[叶黄素]]。叶黄素与其它类胡萝蔔素在成熟的叶子中并不显著，这是由于[[叶绿素II]]的的绿色所遮盖。但是当叶绿素II不存在时，如嫩叶与干枯的[[落叶植物|落叶]]，黄色、橙色、红色就凸显出来了。同样的原因，类胡萝蔔素的颜色在成熟的水果上也是明显的 (如橙子、马铃薯、香蕉)，也是由于起遮盖作用的叶绿素的消失。 ==合成香料== 类胡萝蔔素的降解产物，如[[紫罗酮]], [[大马酮]]以及[[大马烯酮]]，是重要的合成香料分子，广泛用于[[香水]]与香料工业。β-大马酮与β-紫罗酮在[[玫瑰]]精油中的浓度虽然低，但是这些花的气味的其关键作用的分子。植物的香甜气味(sweet smells)，出现在[[红茶]]、陈年[[烟草]]、[[葡萄]]以及许多水果，也是由于类胡萝蔔素降解产生的芳香分子。 ==疾病== 一些类胡萝蔔素由细菌制造，用于抵抗氧化免疫攻击. 金黄色素使得几类[[金黄色葡萄球菌]]以此命名，此种色素即[[葡萄球菌金黄色素]](staphyloxanthin)。这种类胡萝蔔素是一种临床的毒力(virulence)因素，因为其[[抗氧化物|抗氧化]]作用有助于微生物在免疫系统的[[活性氧类]]攻击下存活下来。