β-胡萝卜素（1）

β-胡萝卜素 

英文名称: Beta-carotene

NHPID名称：β-胡萝卜素

专用名称：

● （全-顺）-1,1-（3,7,12,16-反-1,3,5,7,9,11,13,15,17-四甲基-1,18-取代基）二（2,6,6-三环己烯）(USP 32)

● 全反式β-胡萝卜素(USP 32; Sweetman 2007; IOM 2003) 

常用名称：

● 所有反式β-胡萝卜素(USP 32; Sweetman 2 007; IOM 2003) 

● β-胡萝卜素(O'Neil et al. 2009; Sweetman 2007; IOM 2003)

来源：所有反式β-胡萝卜素和β-胡萝卜素 (Sweetman 2007; IOM 2003)

使用方法：口服

剂型：

可接受的药品剂型包括但不限于嚼片(如黏性橡皮糖样、药片样）、囊片、胶囊、条状、锭剂 、粉末或以滴、茶匙或汤匙计量的液体。

但并不包括食品或食品样的剂型，如食物条棒、口香糖或饮料。

用途或目的

可使用的功能宣称：

一般

● 维护健康的维生素A来源(IOM 2006). 

● 维生素A原用以维护健康(IOM 2006) 

特定

● 有助于维护和促进视力、皮肤、细胞膜及免疫功能(IOM 2006; Shils et al. 2006; Groff and Gropper 2000)

● 有助于维护和促进夜视能力(IOM 2006; Shils et al. 2006; Groff and Gropper 2000)

● 有助于维护和促进骨骼健康 (IOM 2006; Shils et al. 2006; Groff and Gropper 2000)

● 有助于维护和促进牙齿健康(Shils et al. 2006)

● 有助于预防维生素A缺乏症 (IOM 2006; Shils et al. 2006; Groff and Gropper 2000)

特定剂量：

对于提供达到或超过推荐的营养素供给量 (RDA)或适宜摄入量(AI)的维生素A的β-胡萝卜素的每日剂量:有助于防止维生素A缺乏症 (IOM 2006, Shils et al. 2006, Groff and Gropper 2000) 

剂量 

注意：

β-胡萝卜素的数量必须表达为微克(μg)或毫克(mg)β-胡萝卜素。

国际单位（IU）可作为附加信息表现在PLA表格”效能”栏内或是标签上，还可以使用下面的USP转换因子：1 IU β-胡萝卜素 = 0.6 μg 全反式β-胡萝卜素

0-3岁儿童： 180 - 3600微克每天(IOM 2006)

4-8岁孩子：180 - 5400微克每天(IOM 2006)

9-13岁青少年：180 - 10200微克每天(IOM 2006)

14-18岁青少年：390 - 16800微克每天(IOM 2006)

成人： 90 - 18000微克每天(IOM 2006)

（1）成年人包括孕妇和哺乳妇女。

（2）β-胡萝卜素剂量来自转换因子即6μg的β-胡萝卜等于 1μg所有反式视黄醇；因此，β-胡萝卜素：维生素a，比例为6:1，基于重量比 (HC 1990; FAO/WHO 1967)。国际单位(IU)可能作为可选的附加信息提供在PLA表格中，使用下面的USP转换因子:1 IUβ-胡萝卜素 = 0.6μg所有反式β-胡萝卜素。

（3）每日最低剂量是根据维生素A最高RDA或AI的大约5%(IOM 2006)。请参阅附录1的定义和在附录2表3的AI值和RDA值

（4）最大剂量是基于维生素A可容忍的最高摄入量水平(UL)，它适用于从食物和补充剂中得到的总维生素A的摄入量(IOM 2006)。

使用时间：不需要声明

风险信息

注意和警告：剂量大于或等于600微克每天，吸烟者使用前请咨询保健医生(Touvier et al2005)

禁忌：不需要声明

已知的不良反应：不需要声明

资料来自：http://www.hc-sc.gc.ca/index-eng.php 

β-胡萝卜素

一、化学结构与理化性质

胡萝卜素类（carotene）是共轭多稀烃类化合物， 有（α-，β-, γ-胡萝卜素等类型，是维生素A的前体。β-胡萝卜素（β-carotene）分子式为C₄₀H₅₆，分子量为 536.88，CAS号为7235-40-7。含有2个β-紫罗兰酮环 （β-ionone ring）和4个异戊二烯侧链，结构如下图所示。

β-胡萝卜素（A）的化学结构

及其加水断裂为维生素A的过程

β-胡萝卜素有各种顺反不同异构体，如全反式-β-胡萝卜素（all-trans-p-carotene）、9-顺式-β-胡萝卜素（9-cis-β-carotene）和13-顺式-β-胡萝卜素（13-cis-β- carotene）。β-胡萝卜素一般为紫红色或红色结晶性粉末，熔点181～182℃,无臭、无味，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。溶于二硫化碳、苯、氯仿，略溶于乙醚、石油醚、己烷及植物油，微溶于甲醇、乙醇，不溶于水、酸、碱。稀溶液显黄色。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  β-胡萝卜素属于类胡萝卜素，存在于水果、粮食、油类和蔬菜中。商用的β-胡萝卜素是合成，或从棕榈油、藻类以及发酵提取。各种胡萝卜素的生物效用不一样，以β-胡萝卜素最高^[1]。

生产制备方法  CAC批准有4种β-胡萝卜素批准使用，植物来源、藻类来源、三孢布拉霉来源和化学合成β-胡萝卜素。主要的生产制备方法包括化学合成法、天然产物提取法、生物发酵法和酶提取法等。

三、分析方法

GB  GB5413.35-2010 HPLC婴幼儿食品和乳品中β胡萝卜素的测定。

AOAC  AOAC 2005.07 HPLC食品添加剂和原材料胡萝卜素的测定。

AOAC955.10分光光度法 植物中胡萝卜素的测定。

AOAC97Q.64分光光度法 干燥植物、动物饲料、混合料中胡萝卜素、叶黄素的测定。

AOAC941.15分光光度法 新鲜的植物原料和贮藏料中胡萝卜素的。

其他  FDA2001年规定膳食补充剂中的β-胡萝卜素的测定用HPLC。

文献报道的分析方法有纸层析、薄层层析、柱层析、液质联用法^[2-7]。

四、生理功能及作用

抗氧化作用  β-胡萝卜素具有多个双键，在光、热、氧气及活泼性较强的自由基离子存在的条件下易氧 化，从而有效地预防DNA和脂蛋白的氧化损伤，维持细胞功能，延缓机体衰老。现已知1分子的β-胡萝卜素可抑制1 000个分子的活性氧[8]。类胡萝卜素能阻止低密度脂蛋白胆固醇氧化物的形成，因而能减缓动脉粥样硬化，预防冠心病等心脑血管疾病^[9,10]。

增强机体免疫力  β-胡萝卜素能调节与免疫调节和炎症反应有关的脂质过氧化酶。

①增加免疫系统中B细胞的活力，使机体能抵抗外界入侵的病原体；

②提高CD4细胞的能力（又称辅助T细胞），能协助B细胞产生抗体，并提高其他免疫组分的活性；

③增加嗜中性粒细胞的数量，包围细菌并分泌破坏细菌的酶；

④增加自然杀伤细胞（NK）的数目，消除体内感染的细胞或癌细胞^[11]。

抑制癌细胞生长  放疗、化疗在杀伤癌细胞的同时对机体也有较大的损害。服用β-胡萝卜素可减轻放射性体组织损伤，对射线对肿瘤的抑制有积极的作用。

其他  β-胡萝卜素有利于上皮细胞的代谢和再生，加速伤口愈合的作用。

五、安全性研究

人群资料  α生育酚和β-胡萝卜素（ATBC）预防癌症研究是一项随机、双盲、安慰剂对照的2×2因素试验，用来评价每天补充α-生育酚和β-胡萝卜素对预防肺癌的有效性。芬兰男性吸烟者（n=29 133）每天补充50mg α-生育酚或20mg β-胡萝卜素或50mg α-生育酚 + 20mgβ-胡萝卜素或安慰剂5～8年，平均随访6～10年后，单独补充α-生育酚组的肺癌发病率没有变化，但补充β-胡萝卜素者的肺癌发病率显著增加18%。α-生育酚和β-胡萝卜素对肺癌的发生没有交互作用。除肺癌外，其他癌症的发病率没有显著变化，但β-胡萝卜素组中有心肌梗死史者发生致死性冠心病的危险性显著增加^[12,13]。

胡萝卜素与视黄醇缺乏试验研究（The Caroteneand Retinol Efficacy Trial, CARET）研究（1996）是一项多中心、随机、双盲、安慰剂对照的一级预防研究，对肺癌高危人群（14254名重度吸烟的男性和女性以及4060名有高剂量石棉职业接触史的男性）补充β-胡萝卜素和视黄醇。研究目的是评价与安慰剂组相比，每天联合补充30mg β-胡萝卜素+ 25000IU视黄醇（以视黄基棕榈酸的形式）对预期观察终点肺癌发生率的影响。平均干预了4年之后，补充β-胡萝卜素者肺癌的发生率上升的趋势日益明显，因此提前2年结束了干预。此时，统计分析表明，与对照组相比，干预组发生肺癌的相对危险度显著增加28%。未观察到其他癌症的显著性差异^[14]。

1996年的美国医生健康研究（US-PHS）是一项随机、双盲、安慰剂对照的2×2因素研究，参与者为22071名男性医生（其中11%是当前吸烟者），旨在评价补充阿司匹林和（或）β-胡萝卜素对心血管疾病和癌症的影响。隔天补充325mg阿司匹林或50mg β-胡萝卜素或325mg阿司匹林+ 50mg β-胡萝卜素或安慰剂6年后，停止补充阿司匹林，同时β-胡萝卜素再补充6年。平均随访12年后，统计分析发现补充β-胡萝卜素对所有癌症的发生率、某些类型癌症的发生率（包括肺癌）、心肌梗死、脑卒中、心血管病变引起的死亡、所有重要心血管疾病、总死亡率都没有显著影响。该研究表明，由于当前吸烟者只占总研究人数的11%,本次试验难以发现对这部分人群的不利影响（而ATBC中100%的研究人群是吸烟者，CARET中的研究对象为近期戒烟的或当前的重度吸烟者以及有高浓度石棉接触史者）。

在一项心脏保护研究合作小组（2002）进行的随机、安慰剂对照试验中，将20536名冠状动脉疾病、其他阻塞性动脉疾病和糖尿病患者分成两组，连续5年分别每天补充20mg β-胡萝卜素+600mg维生素 E+250mg维生素C,和安慰剂。与对照组相比，治疗组的血浆总胆固醇、LDL-C和三酰甘油（甘油三酯）浓 度少量（但有显著性）增加。但两组在总死亡率、血管或非血管疾病引起的死亡率没有显著性差异，在非致死性心肌梗死或冠心病引起死亡、非致死性或致死性脑卒中、冠状动脉或非冠状动脉的血管再生以及癌症的发生率或非癌症原因的住院率也都没有显著差异^[15]。

代谢情况  胡萝卜素的吸收部位在小肠，小肠细胞内含有胡萝卜度双氧化酶，在其作用下进人小肠的胡萝卜素被分解成视黄醛或视黄醇，在小肠细胞中转化成棕榈酸酯后与乳糜微粒结合通过淋巴系统入血，而后转运到肝。

急性毒性  Wistar大鼠经口给予2000mg/kg β-胡萝卜素、SD大鼠经口给予5000mg/kgβ-胡萝卜素，连续观察14天，均未观察到与受试物相关的毒性反应^[16]。

遗传毒性

（1）体外研究：大量的Ames试验（最高剂量达到每皿4.141mg）、哺乳动物细胞染色体畸变试 验（1~10μmol/L），未观察到β-胡萝卜素具有致突变作用^[17-21]。

但曾有研究报道高浓度的β-胡萝卜素（10μmol/L） 可能会加剧过氧化氢诱导产生的DNA链的断裂，全反式的β-胡萝卜素可诱导增加人淋巴系统中的巨细胞数量，而天然的9-cis-β-胡萝卜素异构体则没有该作用^[22,23]。

之后有相关研究显示，β-胡萝卜素不会对其他氧化剂造成的DNA损伤产生影响^[24]。另有研究结果显示，氧压的增加可使更多的β-胡萝卜素过氧自由基形成，进而与氧反应形成过氧自由基；同时高浓度的β-胡萝卜素可减少β-胡萝卜素的抗氧化作用。

（2）体内研究：小鼠骨髓细胞微核试验结果显示高达2 000mg/kg的β-胡萝卜素不会引起骨髓细胞微核数量增加^[25]。

亚慢性毒性  亚慢性毒性给予SD大鼠250mg/kg、 375mg/kg或500mg/kg的β-胡萝卜素28天，在各剂量组中未观察到明显的毒性反应。仅在500mg/kg剂量组 中观察到动物的粪便呈红色，同时动物的肝和肾的重量 增加，停止给予受试物两周后上述现象均消失。

给予Wistar大鼠250mg/kg、500mg/kg或 1000mg/kg的β-胡萝卜素，连续给予90天。在各个剂量组中未观察到明显的毒性反应。动物的血液学、生化学及解剖学检査结果均未出现异常。在对500mg/kg以上剂量组的动物进行解剖检查时，观察雌性动物的结缔组织或肝脏有黄色，但停止给予受试物后可恢复。同时在该剂量组中观察动物大便的颜色为橘黄色/红色，认为与过量受试物不被吸收有关系。

给予Beagle犬50mg/kg、100mg/kg、250mg/kg 的 β-胡萝卜素，持续104周。在各个剂量组中未观察到明显的毒性反应。在试验过程中，观察到动物出现大便颜色改变、毛分泌出橘黄色汗、肝的门静脉周边区域的空泡细胞出现黄色等现象。试验者认为在肝中的现象是由于维生素A储存所致，不是受试物的毒性。

慢性毒性与致癌性

（1）慢性毒性：每日给予SD大鼠剂量为0、100mg/kg、250mg/kg, 500mg/kg、1000mg/kg的β-胡萝卜素，雌性动物连续给予114周、雄性动物连续给予116周。在各个剂量组中未观察到明显的毒性反应。在各个剂量组中均观察到动物出现大便变色的现象，同时在1000mg/kg剂量组中观察到动物的毛色变为橘黄色或红色^[26]。

分别给予CD小鼠0、100mg/kg, 250mg/kg, 500mg/kg，1000mg/kg等剂量的β-胡萝卜素，连续给予2年。在各个剂量组中未观察到明显的毒性反应。在试验过程中，观察到动物出现大便颜色改变、毛分泌出橘黄色汗、结缔组织和肝的门静脉周边区域的空泡细胞出现黄色等现象。试验者认为在肝中的现象是由于维生素A储存所致，非受试物毒性所致^[26] 。

（2）致癌毒性：连续2年经口给予大鼠和小鼠高达1000mg/kg的β-胡萝卜素，未见受试物具有致癌性。

1998年国际癌症研究组织（International Agency of Research of Cancer）对β-胡萝卜素是否可预防肿瘤的产生的大量的动物研究结果进行了回顾性分析。一部分研究的结果显示β-胡萝卜素可预防小鼠皮肤肿瘤、大鼠肝肿瘤、大鼠和小鼠直肠肿瘤、大鼠和仓鼠胰腺肿瘤、小鼠前胃肿瘤、小鼠膀胱肿瘤、大鼠唾液腺肿瘤、大鼠肾上腺和肾部肿瘤等；但是也有研究结果显示β-胡萝卜素对一些肿瘤的发生没有预防作用，包括小鼠皮肤肿瘤、大鼠肝肿瘤、大鼠和小鼠直肠肿瘤、大鼠和仓鼠胰腺肿瘤、小鼠胃腺肿瘤、小鼠和大鼠膀胱肿瘤、大鼠唾液腺肿瘤、小鼠和仓鼠呼吸道肿瘤^[27,28]。

生殖与发育毒性大鼠在不同的妊娠阶段服用高剂量的β-胡萝卜素（最大剂量为100mg/kg）不会产生毒性，认为在妊娠期间服用高剂量的β-胡萝卜素不会产生胚胎毒性、致畸毒性和母体的毒性。

家兔在妊娠第7～19d服用高剂量的β-胡萝卜素 （最大剂量为400mg/kg）不会产生生殖毒性^[26]。

其他 未查见相关文献资料。

六、常见使用方法与调查/推荐摄入量

1、常见使用方法

（1）食品  可作为食品添加剂广泛添加于各类食品，非常适合添加于油性产品及蛋白质性产品的开发，如人造奶油、速食面等。也可被用作食物的着色剂使用。

（2）保健食品  可作为添加剂或配料应用于保健食品，可制成胶囊、片剂等形式。

（3）其他  β-胡萝卜素在饲料、化妆品、药品等方面有重要用途。

2、调查/推荐摄入量

（1）调査摄入量  主要从深色蔬果及其制品获得。部分中国、新西兰的调查数据显示18岁以上成年人β-胡萝卜素平均日摄入量在2882～3 548μg/d （相当于400～591μgRE维生素A），5%以上人数超过4OO0μg/d β-胡萝卜素。

（2）推荐摄入量  美国医学科学院（IOM）审査了β- 胡萝卜素资料，认为缺乏足够的证据，没有提出每日推荐摄入量。

英国维生素矿物质专家组（UK EVM）认为口服剂量为20mg/d的β-胡萝卜素可能增加吸烟者癌症风险，但不清楚是否适用于其他人群。因此UK EVM将LOAEL定为20mg，安全系数定为3，得到成人最高安全摄人量（SUL）每天约为7mg。另外，建议吸烟者和石棉工人不要服用任何β-胡萝卜素补充剂^[1]。

七、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况

中国  批准将其作为添加剂（2007年第5号公告，天然胡萝卜素作为着色剂）和营养物质（GB14880）使 用。可以用于各类食品和保健食品类。

美国  于1964年作为着色剂应用于一般食品，CFR： 73.95。作为着色剂可添加于化妆品中，可用于制作眼霜、一般护肤品（包括唇膏）CFR: 73.2095。1975 年美国FDA即批准β-胡萝卜素用于治疗红细胞生成性原卟啉症光敏病。天然β-胡萝卜素，已取得了美国食品药物管理局（FDA）的GRAS认可（CFR184.1245），可以作为膳食补充剂。

欧盟  早在1975年SCF确立了类胡萝卜素的ADI值为0～5mg/kg。（94/36/EC），并于2000年对其安全性做一个系统评价欧盟指令2002/46/EC规定可以做为食品补充剂使用，并确定了质量标准（E160 a ii），包括β- 胡萝卜素和来自三孢布拉霉的β-胡萝卜素。允许应用于特殊营养作用的食品中（2009/953/EC）

澳/新  批准其作为食品添加剂，可添加于各类食品中，如饮料（有酒精/无酒精）、谷类、谷类产品（饼干、面包、蛋糕等）。并对其β-胡萝卜素的含量进行测定。A470对β-胡萝卜素的安全性进行了评定。

CAC 联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织 （WHO）食品添加剂委员会（JECFA） 一致推荐并认定其属于A类营养色素，批准作为着色剂使用。批准的4种β-胡萝卜素包括植物来源、藻类来源、三孢布拉霉来源和化学合成β-胡萝卜素。三孢布拉霉来源和化学合成β-胡萝卜素ADI为0～5mg/kg。目前世界上已有 50个以上国家或地区批准使用。

八、注意事项和禁忌

不适宜人群  乳母摄入β-胡萝卜素补充剂可以通过转运进人母乳，但没有相关研究证实在哺乳期间服用它的安全性。因此，孕妇或哺乳期的母亲需谨慎或遵医嘱。

禁忌  有报道口服高剂量β-胡萝卜素时，吸烟者或有石棉接触史者补充β-胡萝卜素可能有害。饮用大量酒精可降低血β-胡萝卜素和其他类胡萝卜素（如α-胡萝卜素和β-隐）浓度，并增加血视黄醇浓度。吸烟能减少血β-胡萝卜素和其他类胡萝卜素的浓度和耗尽身体内贮存的β-胡萝卜素^[1]。

与药物相互作用  ①与羟甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂（他汀）或烟酸有相互作用；②下列药物可影响β-胡萝卜素水平：胆汁酸螯合剂（消胆胺和考来替泊）、秋水仙素、矿物油、新霉素、奥利司他（赛尼可）、质子泵抑制剂（兰索拉唑、奥美拉唑、洛赛克、雷贝拉唑、泮托拉唑）；长期服用此药物应注意检查是否缺乏。

其他  摄入高剂量β-胡萝卜素不会导致维生素A中毒，但可导致黄色或橙色皮肤色素沉着（胡萝卜素黄 皮病）^[1]可能发生稀便，皮肤染成亮黄色，偶见青肿和关节疼痛。

九、小结

β-胡萝卜素属于类胡萝卜素的一种，可以在体内转化为维生素A。广泛存在于深色蔬菜水果、粮食、油类中。生产制备方法有化学合成法等，分析方法主要为 HPLC。β-胡萝卜素具有抗氧化、增强免疫力、抗癌等生理功能和作用。安全性研究的资料主要来源于动物试验，联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）食品添加剂委员会（JECFA）建议其作为着色剂的ADI值为0～5mg/kg。中国暂没有权威的建议摄人量和使用量。转化为维生素A的量为：1μg维生素A=6μg β-胡萝卜素。

资料来自：杨月欣，李宁. 营养功能成分应用指南.北京：北京大学医学出版社，2011.