【理化性质与稳定性】从苯-甲醇中结晶得到β-胡萝卜素为深紫红色六方棱柱结晶，从石油醚中得到的是红色正方形叶片晶体。熔点181～182℃。溶于二硫化碳、苯、氯仿，略溶于乙醚、石油醚、已烷及植物油，微溶于甲醇、乙醇。不溶于水、酸、碱。稀溶液显黄色。β-胡萝卜素对空气、热、光敏感，在溶液中格外敏感。在空气中易氧化变为无色、无活性的氧化产物。

维生A1的环结构与β-胡萝卜素的两个环结构相同，因此一份子β-胡萝卜素可以加水断裂为2分子的维生素A1。

                                       表1：有维生素活性的天然胡萝卜素

化合物	分子式	来源	维生素A活性A%（摩尔）
α—胡萝卜素	C40H56	大多数植物	54
β—胡萝卜素	C40H56	大多数植物	100
γ—胡萝卜素	C40H56	胡萝卜（稀少）	42

 

β-胡萝卜素有各种顺反不同异构体，例如：全反式-β-胡萝卜素（all-trans-β-carotene）

 

9-顺式-β-胡萝卜素（9-cis-β-carotene）            13-顺式-β-胡萝卜素（13-cis-β-carotene）

【标准】β-胡萝卜素在澳大利亚、德国、意大利、新西兰、瑞典、瑞士、英国、美国和我国作为保健品使用，只有美国载入《美国药典》。

【体内过程】人体摄入β-胡萝卜素后，口服后在肠道内通过一个氧化酶催化加水分解反应，在肝脏均断裂为两个分子的维生素A1（全反式维生素A），不同的胡萝卜素转化为维生素A的有效率并不一致（见表1），其中以β-胡萝卜素的活性。

【测定】β-胡萝卜素是共轭双键化合物，在紫外光谱中有3个吸收峰（455nm，483nm，40nm）。在分析测定中用A455/A340，A455/A483的比例来控制β-胡萝卜素的顺式异构体及类胡萝卜素。

β-胡萝卜素具有两边反向对称的化学结构，分子结构中包含两个β-紫罗酮环和四个异戊二烯[CH2=C(CH3)-CH=CH2]。

【国际单位】0.6μg的β-胡萝卜素相当于1国际单位（IU）的维生素A。或者是：维生素A 10 IU=β-胡萝卜素6μg=维生素A醇3μg。

【用途】

一、医药用途：目前认为β-胡萝卜素具有抗氧化、抗肿瘤、抗衰老等作用，如对艾滋病患者可提高免疫力。

 

二、食品添加剂：β-胡萝卜素具有防止衰老和增强免疫力等作用，也是重要的色素，是联合国粮农组织（Food and Agricultrure Organization of the United Nations)，简称：FAO）和世界卫生组织（World Health Organization，简称：WHO）食品添加剂联合专家委员会认定的A类有营养的食品添加剂（food additives）。全世界已有52个国家、地区批准使用，国际上需求量在1000吨以上，年增长率达10～15％

可作为人造奶油、色拉油、芝麻油等脂类食物的强化剂，以帮助人体对β-胡萝卜素的吸收。

三、日用化妆品：β-胡萝卜素的提取物含丰富的氨基酸、维生素、天然保湿因子、微量元素和其它生物活性物质，在日用化妆品（唇膏、胭脂等）中添加β-胡萝卜素，色泽丰满自然，还能起到保护皮肤的作用。

【制备方法】

一、化学合成：化学合成法是指采用有机化工原料，通过化学合成反应，人工合成β-胡萝卜素的一种方法。

根据近年来的研究报道，在合成品中的β-胡萝卜素全为全反式构型，而天然β-胡萝卜素除有全反式构型外，还含有不同程度的9-顺式和15-顺式构型，其中9-顺式β-胡萝卜素在胡萝卜的遗传毒性和抗遗传毒性中起着关键作用。化学合成法生产胡萝卜素技术复杂、难度大、活性低、毒性强，不能完全被人体吸收，并对人体产生一定程度的毒副作用，不少国家已限制使用。

(1)以紫罗兰酮为原料，经链增长反应获得碳19醛，后者由两分子缩合经格氏反应生成碳40醇再经部分氢化、脱水和分子重排生成胡萝卜素。

（2)由三分子的乙酰辅酰菌经缩合、磷酸化、脱羧，再经多步缩合成八氢番茄红素，逐步脱氢成胡萝L素，其反应工序较长。

(3)利用生产VA乙酸酯中的副产母液，经其浓缩水解成VA，再将其中部分氧化，在氮气保护下制成VA醛。将另一部分制成VA磷盐，两者在甲醇钠催化剂存在下，在氮气保护下制成13-顺式-胡萝卜素，再继续进行异构化反应制成胡萝卜素。

二、天然产物提取法：从天然植物原料或者植物原料经加工处理后的下脚料中，采用有机溶剂(如石油醚、氯仿、丙酮、乙醚、乙醇等)萃取β-胡萝卜素的一种方法。超临界萃取β-胡萝卜素可大大提高产率，同时具有速度快、无污染、工艺简单、萃取物色味纯正等优点。可供提取β-胡萝卜素的天然物主要有：盐生杜氏藻、螺旋藻等。

三、生物发酵法：生物发酵法又称为生物合成法，是指利用微生物培养技术，通过微生物的培养，利用微生物在其体内合成β-胡萝卜素，然后自微生物体内分离得到β-胡萝卜素的一种方法。

β-胡萝卜素的提取方法，是利用微生物发酵法来提取β-胡萝卜素。将发酵液过滤得到的湿菌丝体进行细胞破壁，固液分离后用脱水剂脱水，然后用溶剂提取β-胡萝卜素，提取液经结晶、真空干燥后得到β-胡萝卜素晶体。该发明大大简化了工艺流程，设备简单，操作易于：控制，生产成本低，β-胡萝卜素产品纯度高，回收率高，可达90％以上。

四、酶法提取：目前该方法的研究目的主要是提高果汁饮料中β-胡萝卜素的含量。果胶酶和纤维素酶处理胡萝卜泥可以提高出汁率，胡萝卜素提出率可增加2倍多，混浊度增加，稳定性提高，胡萝卜汁的颜色变深。