發現分類
1929年，Moore通過實驗發現，缺乏維生素A的大鼠補飼β-胡蘿蔔素後能顯著提高體內維生素A水平，從而證實了胡蘿蔔素能在體內轉化為維生素A，發揮維生素A的作用，所以又稱其為維生素A 原。
到目前為止，至少已經有600種以上的天然類胡蘿蔔素（Carotenoids）被我們發現了，而其中有一小部分（如β-胡蘿蔔素等）會在體內轉換為維生素A。而我們知道，南瓜和胡蘿蔔除了β-胡蘿蔔素之外，也含有大量的α-胡蘿蔔素。
胡蘿蔔素的化學結構上中央有相同的多烯鏈，根據存在於其兩端的芷香酮環或基團的種類有α，β，γ，δ，ε等，西紅柿紅素等許多異構體。β-胡蘿蔔素在胡蘿蔔素中分布最廣，含量最多。在眾多異構體中最具有維生素A生物活性。在綠葉中與葉綠素共同存在，胡蘿蔔的根里也有很多，在氯仿中的最大吸收量為497-466毫微米。β-胡蘿蔔素不溶於水和醇，溶於苯，氯仿，二硫化碳等。α-胡蘿蔔素在綠葉和胡蘿蔔的根里與β-胡蘿蔔素共同存在，含量一般較少。其苯溶液的旋光度[α]18cd=+385°。在氯仿中的最大吸收量為485-454毫微米。γ-胡蘿蔔素在生物體內的分布則有限。在氯仿中的最大吸收量為508.5,475,446毫微米。
生理套用
維生素A與胡蘿蔔素的吸收過程是不同的。維生素A的吸收為主動吸收，需要能量，吸收速率比胡蘿蔔素快7-30倍。胡蘿蔔素的吸收為物理擴散性，吸收量與攝入量多少相關。胡蘿蔔素的吸收部位在小腸，小腸細胞內含有胡蘿蔔素雙氧化酶，在其作用下進入小腸細胞的胡蘿蔔素被分解為視黃醛或視黃醇。
人體吸收步驟
日常飲食中的胡蘿蔔素進入並貯存於機體，主要通過以下幾個步驟：
1、日常飲食中胡蘿蔔素在動物胃腸道中消化酶的作用下，從其蛋白質複合物中分離出來，在十二指腸與其它酯類物質一起經膽汁乳化後形成乳糜微粒；
2、乳糜微粒向腸道吸收細胞刷狀緣靠近以便被攝取，由小腸黏膜上皮細胞吸收；
3、被吸收的胡蘿蔔素在小腸上皮細胞內立即被轉移到細胞的一側，一部分經雙氧酶在中央或一側裂解後轉化為維生素A滿足機體的需要；
4、肝外組織利用酯蛋白脂酶的作用先於肝臟攝取胡蘿蔔素；剩下的部分和乳糜微粒一起釋放進入淋巴和血液，以低密度脂蛋白為載體轉運到肝臟；
5、被肝臟攝入的胡蘿蔔素貯存於肝臟或者分泌入極低密度脂蛋白，低密度脂蛋白和高密度脂蛋白中的胡蘿蔔素被肝外組織攝取，並貯存於肝外組織。
影響吸收的因素
1、脂肪和脂肪酸：胡蘿蔔素是脂溶性的，脂肪對胡蘿蔔素起運輸作用。日糧中脂肪的含量會影響胡蘿蔔素的吸收，日糧中的脂肪經胰酶和膽鹽作用形成膠粒，胡蘿蔔素溶於其中而一同被吸收。脂肪可刺激膽汁分泌乳化脂肪，從而促進類胡蘿蔔素的吸收。
研究發現，牛體脂肪中油酸含量與胡蘿蔔素的含量間存在正相關。在灌注液中添加游離脂肪酸極顯著促進了胡蘿蔔素的吸收，而且油酸的促吸收作用最大，添加脂肪酸後血清中維生素A 的濃度極顯著提高。游離脂肪酸促進了胡蘿蔔素的吸收。日糧脂肪促進了細胞對胡蘿蔔素的吸收，提高了細胞內胡蘿蔔素斷裂酶的活性，使胡蘿蔔素轉化為維生素A。雖然許多不飽和脂肪酸對胡蘿蔔素的吸收也有促進作用，但比油酸弱，因為在腸黏膜細胞記憶體在一種脂肪酸結合蛋白，不飽和脂肪酸比胡蘿蔔素更易與脂肪酸結合蛋白結合，這種競爭性降低了胡蘿蔔素的吸收。人食用富含多不飽和脂肪酸的向日葵油時，胡蘿蔔素在小腸的吸收高於食用富含飽和脂肪酸的牛脂。
2、膽酸鹽：膽汁乳化脂肪，使脂肪變成小的膠粒，易在小腸的液態環境中吸收，從而促進溶解在脂肪中的類胡蘿蔔素的吸收。當胡蘿蔔素溶於膠體溶液，在無膽汁存在時胡蘿蔔素既不能被吸收也不能發生斷裂生成酯，說明膽汁不僅起腸腔助溶作用，而且參與了胡蘿蔔素的吸收、斷裂和酯化的全過程，並且膽汁促進類胡蘿蔔素的吸收無種間特異性。膽汁中起作用的物質是結合性的膽酸和膽鹽，促吸收的最佳濃度為0.04~0.008 mol/L，濃度過高反而起抑制作用。
3、維生素A ：日糧中維生素A 的含量也影響類胡蘿蔔素的吸收。已有研究表明，缺乏維生素A 會增加胡蘿蔔素的斷裂。缺乏維生素A 時，小腸上皮細胞吸收胡蘿蔔素下降。但儘管小腸黏膜細胞吸收胡蘿蔔素的能力下降，但總的胡蘿蔔素吸收量卻上升，這可能與淋巴吸收有關，這表明維生素A 缺乏可導致胡蘿蔔素的淨吸收增加。
4、其它因素：許多研究表明，碳氫類胡蘿蔔素與含氧類胡蘿蔔素如斑蝥黃，黃體素，西紅柿紅素之間存在著拮抗或協同作用。黃體素阻礙胡蘿蔔素的吸收，但並不影響胡蘿蔔素的斷裂，當黃體素占優勢時，這種阻礙作用非常顯著,各種日糧纖維包括果膠，在日糧中高水平（5%-20%）會影響人體對胡蘿蔔素的利用率，而且果膠的影響作用大於纖維素，瓊脂及穀物糠麩；日糧中蛋白質水平也影響胡蘿蔔素的吸收，蛋白質水平的提高有利於胡蘿蔔素斷裂為視黃醛，從而有利於維持胡蘿蔔素梯度擴散；日糧中粗蛋白質含量充足可提高胡蘿蔔素加雙氧酶的活性，此外，日糧中類胡蘿蔔素及適宜的Fe，維生素E 和含- SH 基的物質如谷胱甘肽，硫醇等，均有利於該酶活性的正常發揮。
作用與功能
1、維持皮膚黏膜層的完整性，防止皮膚乾燥，粗糙；
2、構成視覺細胞內的感光物質；
3、促進生長發育，有效促進健康及細胞發育，預防先天不足。促進骨骼及牙齒健康成長；
4、維護生殖功能；
5、維持和促進免疫功能。數據介紹，胡蘿蔔具有預防和抑制肺癌的作用。胡蘿蔔所含的胡蘿蔔素進入人體後，會轉化成維生素A。每一個胡蘿蔔分子可以轉化成2 個維生素A 分子。
胡蘿蔔素是一種具有生理活性的物質，在動物體內可轉化成維生素A，可治療夜盲症，乾眼病及上皮組織角化症；具有抑制免疫活性細胞過度反應，淬滅引起免疫抑制的過氧化物，維持膜的流態流動性，有助於維持免疫功能必需的膜受體狀態，對免疫調節分子的釋放起作用。通過上述機制，增強了淋巴細胞、巨嗤細胞或NK細胞等的抗腫瘤功能，尤其對肺癌、食道癌、鱗癌等有顯著的預防和改善的效果，故具有防癌、抗癌、抗衰老作用，在醫藥工業上可做抗癌藥；由於具有抵抗自由基的作用，對心血管病及其他慢性病有治療作用。
主要作用
β-胡蘿蔔素是一種廣泛存在於綠色和黃色蔬菜，水果中的天然類胡蘿蔔素。β-胡蘿蔔素由4個異戊二烯雙鍵首尾相連而成，屬四萜類化合物，在分子的兩端各有1 個β-紫蘿酮環，中心斷裂可產生2 個維生素A 分子，有多個雙鍵且雙鍵之間共軛。分子具有長的共軛雙鍵生色團，因而具有光吸收的性質，使其顯黃色。β-胡蘿蔔素主要有全反式，9-順式，13-順式及15-順式4 種形式。β-胡蘿蔔素有20 余種異構體，不溶於水，微溶於植物油，在脂肪族和芳香族的烴中有中等溶解性，易溶於氯仿，化學性質不穩定，易在光照和加熱時發生氧化反應。
β-胡蘿蔔素可通過化學合成、植物提取和微生物發酵3 種方法生產，根據生產方式不同分為化學合成β-胡蘿蔔素和天然β-胡蘿蔔素兩大類，大多數是化學品，由於天然β-胡蘿蔔素具有很好的抗染色體畸變，防癌作用以及較強的生理活性，天然β-胡蘿蔔素的價格是化學品的2 倍。
β- 胡蘿蔔素有維生素A源之稱，是一種重要的人體生理功能活性物質。有關β- 胡蘿蔔素對人體作用的研究異常活躍。大量研究證實，β- 胡蘿蔔素的許多生物功能與人類健康有密切關係，其在抗氧化、解毒、抗癌、預防心血管疾病，防治白內障和保護肝臟方面的生理作用已被越來越多地證實並套用於疾病的預防和治療。從前人工合成的β- 胡蘿蔔素多套用在食品，化妝品和保健品等領域中。隨著毒理學和分析技術的不斷發展，研究表明：儘管化學法合成的β- 胡蘿蔔素純度相對較高，生產成本低，但產品容易摻入少量有毒化學物質，有導致染色體突變和致癌作用，而且與天然β- 胡蘿蔔素相比吸收效果太差；而天然β- 胡蘿蔔素具有抗癌防癌效果，不存在致癌物質，所以隨著認識的不斷提高，天然提取β- 胡蘿蔔素將在市場中占據主動地位。但由於β- 胡蘿蔔素的脂溶性質，使其套用範圍受到了很大限制。有些研究通過皂化和乳化的方法增強β- 胡蘿蔔素的水溶性，但這一方式時間長，對β- 胡蘿蔔的穩定性有較大影響，成本也較高。天然β-胡蘿蔔素的提取，多採用的方法中存在的有機溶劑，有毒溶劑的殘留問題一直限制著提取產物的使用，帶來較多的食品安全和環境污染問題。而關於水溶性的β-胡蘿蔔素的提取也有相關的研究報導，但β- 胡蘿蔔素水溶性較差，通常在提取時還要藉助酶的作用，所以成本高，套用性差。與常規提取方式比較，超聲提取方法具有簡便，提取率高，操作時間短等特點。因此，把超聲提取法作為醇溶性β- 胡蘿蔔素提取的一種新途徑，在這個領域中具有良好的套用前景。
套用
β—胡蘿蔔素作為一種食用油溶性色素，其本身的顏色因濃度的差異，可涵蓋由紅色至黃色的所有色系，因 此受到食品業相當熱烈的歡迎。其非常適合油性產品及蛋白質性產品的開發，做食用橙色色素和營養強化劑，如：人造奶油、膠囊、魚漿煉製品、素食產品、速食麵的調色等。而經過微膠囊處理的β—胡蘿蔔素，可轉化為水溶性色素，幾乎所有的食品都可套用。另外，β—胡蘿蔔素在飼料、化妝品等方面有重要用途。
研究新發現
2000年開始胡蘿蔔素受到醫學界空前的關注，原因是很多流行病學的調查說明：在膳食中經常攝取豐富胡蘿蔔素的人群，患動脈硬化、某些癌腫以及退行性眼疾等疾病的機會都明顯低於攝取較少胡蘿蔔素的人群，很多動物實驗也證明了這一觀點。例如：眼睛的視力取決於眼底的黃斑，如果沒有足夠的β—胡蘿蔔素來作保護與支持，這個部位就會發生退行性的病變，也就是老化了，視力會衰退甚至最終發生夜盲。這種疾病多發於老年人，雖然醫學界認為這是衰老的一種表現，但卻同時指出這種退行性眼疾是可以通過攝取足夠的β—胡蘿蔔素來預防的。這一重大發現讓人們對胡蘿蔔素有了新的認識，認為它不僅是實現均衡營養所必需的物質，同時還有助於人們預防疾病、延年益壽，提升身體素質和生活質量。
在國外，β—胡蘿蔔素在維生素A、B、C、E等族中知名度最高，無人不曉，正如中國人都知道人參的滋補作用。國內外大量科研資料證實β—胡蘿蔔素防治癌症有確切療效。機體內氧自由基泛濫不但會損害正常細胞，且常引起畸變而形成癌症，β—胡蘿蔔素恰恰是氧自由基最強的“剋星”。科研證實，癌症病人血中β胡蘿蔔素遠遠低於正常人。癌症患者接受放療和化療時，β—胡蘿蔔素能降低其毒副反應。放療能誘發產生氧自由基，而細胞微粒體膜完整性能阻止氧自由基產生，β—胡蘿蔔素能維護微粒體膜完整；化療藥物在殺滅癌細胞同時，可使正常細胞致突變，而β胡蘿蔔素有抗突變作用，從而減少其毒副反應。天然胡蘿蔔素內含80%β—胡蘿蔔素、10%α—胡蘿蔔素及10%其它胡蘿蔔素，在追求綠色食品的潮流中，天然胡蘿蔔素更受歡迎。
β-胡蘿蔔素，名字得自拉丁文的胡蘿蔔，屬於天然化學物（例如胡蘿蔔素或類胡蘿蔔素）家庭的一員。
β-胡蘿蔔素在植物中大量地存在,令水果和蔬菜擁有了飽滿的黃色和橘色。β-胡蘿蔔素也被用作食物（例如人造奶油）的著色劑。
β-胡蘿蔔素會被人體轉換成維他命A。如果人體攝入過量的維他命A會造成中毒。所以只有當有需要時，人體才會將β-胡蘿蔔素轉換成維他命A。這一個特徵使β-胡蘿蔔素成為維他命A的一個安全來源。
和其他的類胡蘿蔔素一樣，β-胡蘿蔔素是一種抗氧化物。食用富含β-胡蘿蔔素中的食物可以防止身體接觸一種稱為自由基的破壞分子。通過一個氧化的過程，自由基會對細胞造成傷害。長此以往，將有可能導致人體患上各種各樣的慢性疾病。 一些研究表明從日常飲食中攝入足量的β-胡蘿蔔素可能減少患上兩種慢性疾病的危險 ——心臟病和癌症。
建議與需要
正常需要量
1、就一般成年男性而言，1000國際單位即可防止不足。
2、10-15歲少女建議每日攝入量為4600國際單位。
3、16歲以上的女性建議每日攝入量為4200國際單位。
4、成年人每日只需食用約0.85個檸檬或1/2根胡蘿蔔或1片芒果或1根蘆筍即可滿足需要；
5、孕婦需特別注意其安全用量，以免產生畸形兒。懷孕期間，最初攝取量不建議增加。
6、哺乳期女性，在前6個月中可額外增加2500國際單位；後6個月額外增加2000國際單位。
注意事項
1、如每天攝取400 國際單位以上的維生素E時，最少也要攝取1000 IU的胡蘿蔔素；
2、正在服用口服避孕藥時，必須要減少胡蘿蔔素的用量；
3、一星期之中，三餐里含有大量的動物肝臟、胡蘿蔔、菠菜、番薯、香瓜時，沒有必要再補充胡蘿蔔素；
4、胡蘿蔔素與礦物質油切勿一起服用；
5、胡蘿蔔素與維生素B，維生素D、E、鈣、磷和鋅配合食用時，能充分發揮其功效（必須有鋅才能把貯藏在肝臟里的維生素A釋放出）；
6、胡蘿蔔素也能防止維生素C受到氧化；
7、水果和蔬菜的顏色深淺並非是顯示含維生素A多寡的絕對指標。
需要人群
1、長期對脂肪的吸收不良，如患有消化系統疾病，胃腸部分切除者，往往導致缺乏維生素A。這種情況常常發生在5歲以下的小孩身上，主要是因為維生素A的攝取量不足導致。
2、維生素A對於長期佩戴隱形眼鏡或者長時間注視計算機螢幕的人來說，更是重要的營養素。
3、孕婦及哺乳婦女也很需要維生素A。
缺乏與過量
缺乏症 1、暗適應能力下降，夜盲及乾眼病；
2、黏膜、上皮改變；
3、生長發育受阻；
4、味覺、嗅覺減弱，食慾下降；
5、頭髮枯乾、皮膚粗糙、記憶力減退、心情煩躁及失眠。
含有胡蘿蔔素的食品 過量表現
1、急性維生素A中毒：成人一次劑量超過90-~300mg（30-100萬IU），兒童一次劑量超過90mg（30萬IU）即可發生急性中毒，主要表現為嗜睡或過度興奮、頭痛、嘔吐等高顱壓症狀，12~20小時後出現皮膚紅腫，繼而脫皮，以手掌、腳底等厚處最為明顯，數周后方恢復正常。嬰幼兒以高顱壓為主要特徵，囟門未閉者可出現前囟隆起。腦脊液檢查壓力增高，細胞數正常，蛋白質量偏低，糖正常。血漿維生素A水平劇增，可達500μg/L以上（正常成人>=200μg/L）。
2、慢性維生素A中毒：成人每天攝入24-30mg，持續半年；或每天9-12mg，超過8年可引起慢性中毒。嬰幼兒每天攝入15~30mg，超過6個月即可引起慢性中毒。主要表現為胃納減退，體重下降，繼而有皮膚乾燥，脫屑，皸裂，毛髮乾枯，脫髮，齒齦紅腫，唇乾裂和鼻出血等皮膚黏膜損傷現象，以及長骨肌肉連線處疼痛伴腫脹，體檢可見貧血，脾臟腫大。
胡蘿蔔素食品
胡蘿蔔素主要存在於深綠色或紅黃色的蔬菜和水果中，如：胡蘿蔔、花椰菜、菠菜、通菜、甘薯、芒果、哈密瓜、杏及甜瓜等，大體上，越是顏色強烈的水果或蔬菜，含β-胡蘿蔔素越豐富。
胡蘿蔔 深色蔬菜可以焯著吃，也可以燉著吃。深色蔬菜因含熱量、蛋白質極少，所以在做菜或食用時，最好能和肉、魚、蛋搭配，並和米飯、麵包等穀物食品一起吃。
每100克食品中，含β-胡蘿蔔素：
木鱉果： 83630微克
螺旋藻： 38810微克
枸杞子： 9750 微克
花椰菜： 7210 微克
綠茶: 5800 微克
胡蘿蔔： 4130 微克
沙棘果： 3840 微克
芒果： 897 微克
番茄： 375 微克
