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类胡萝卜素
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饮食中的蔬菜水果不仅含有纤维素和水分,而且提供丰富的维生素和植物化学成分。类胡萝卜素则是一群亮黄色至暗红色的天然脂溶性色素,并且广泛存在於自然界中。

什么是类胡萝卜素(Carotenoids)

类胡萝卜素吸收光涵盖范围在OD303—505nm,它提供食物的颜色,并影响我们对食物的摄取;在动物体中大多与蛋白质形成复合物而呈现绿色或蓝色;在藻类、植物以及微生物中,则因其颜色被叶绿素覆盖而无法呈现。

在植物细胞中,产生的类胡萝卜素除了吸收并转移能量帮助光合作用之进行,同时还具有保护细胞免於被『激态』的单电子键氧分子破坏的功能;而在动物动物体内可以将部分类胡萝卜素代谢成维生素A,却无法自行合成类胡萝卜素。

截至目前为止已发现600种以上的类胡萝卜素。其中大约有50种具有维生素A的活性。以类胡萝卜素的化学结构而言,可分为两类:一类为只含碳氢结构分子的胡萝卜素,B—胡萝卜素是一代表范例,其他类胡萝卜素如:a—carotene、番茄红素等;另一类为除了含有碳氢结构分子之外另含氧分子的类胡萝卜素,例如:木质黄素、B—cyptoxanthin(隐黄质)、虾青素和canthaxanthin等。

类胡萝卜素的结构与特性

所有的类胡萝卜素皆由8个isoprenoid单位为主干组成的碳氢化合物(C40H56)经氢化、去氢化、环化或氧化所衍生出来的化合物,大部份分子以C15及C15为分子中心并呈两侧对称,在自然界以全反式存在,因其为脂溶性物质,易溶於有机溶剂如:chloroform。类胡萝卜素为脂溶性物质,易溶於丙酮、氯仿等有机溶剂。而且类胡萝卜素是一种不稳定的化学物质,容易受到许多外在环境因素而发生自动氧化、裂解及异构化等现象,因而影响类胡萝卜素的生物利用率与生理活性。

类胡萝卜素的吸收及代谢

水果、蔬菜中所含的类胡萝卜素通常是以蛋白质结合的形式存在。在绿色蔬菜中,类胡萝卜素是以色素、蛋白质复合体的状态存於细胞叶绿体内,而在其他蔬菜及水果中,类胡萝卜素则是位於色素体之脂质小滴内;由於在消化过程中不易将类胡萝卜素自此基质释出,膳食类胡萝卜素的吸收率一般而言均较纯品形式为低。至今,类胡萝卜素的吸收、代谢及运送以B—胡萝卜素研究最为透彻,其它类胡萝卜素是否有相同的代谢路径则须更多的研究才可厘清。

类胡萝卜素之抗氧化特性

研究发现饮食中的类胡萝卜素能保护身体免於氧化压力的伤害,并且藉其抗氧化能力而降低心血管疾病、白内障以及癌症的发生。类胡萝卜素之抗氧化机制有以下数项:

  1. 清除单重态氧 (singlet oxygen,102)
  2. 清除oxygen radicals
  3. 阻止脂肪氧化的链锁反应。

从1980年代开始,医学界就认为B—胡萝卜素是一个抗氧化物质,其具有正面的生物功能,如:降低脂质过氧化生成、降低心血管疾病发生率以及减少癌细胞的分裂等,故推论B—胡萝卜素具有降低心血管疾病以及降低癌症发生的功效。

在选择和评估天然抗氧化剂时必须同时考虑物质的抗氧化特性及安全性。类胡萝卜素在外观上是黄色的天然食用色素,没有毒性,且具有较佳的抗氧化能力。以B—胡萝卜素为例,除了具有较佳的抗氧化能力外,也是维生素A的先质,因此极具保健的功能。

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