英文名: Beta-Carotene
中文别名:
英文别名: Betacarotene, Carotaben; Phenoro; Solatene; β,β-Carotene; Provatene
Cas 号: 7235-40-7
产品编码：BP0318
分子式: C40H56
分子量: 536.888
来源: Widespread in plant and animal kingdoms. In plants it is almost always associated with chlorophyll. Occurs in marine organisms, e.g. sponges, esp. of the Poecilosclerida and Axinellida.
纯度: 95%~99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，标准包装10mg，20mg，50mg；可以按客户需求包装。
可以满足克级以上大量需求，详情请咨询。
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Beta-胡萝卜素的HPLC图谱
储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃
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β-胡萝卜素（Beta-Carotene），CAS号7235-40-7，是一种广泛存在于自然界中的类胡萝卜素类天然产物，因其显著的红橙色色素特性而被广泛研究。作为最重要且最具活性的维生素原A（provitamin A）类胡萝卜素，β-胡萝卜素不仅是人体维生素A的重要来源，还因其强大的抗氧化性能和多样的生物学功能而备受关注。近年来，随着对自由基损伤及氧化应激在多种疾病发病机制中作用的深入理解，β-胡萝卜素在抗氧化损伤、铁死亡抑制及细胞保护方面的潜力被广泛探讨。
本文旨在系统综述β-胡萝卜素的化学结构与理化性质、植物来源及提取方法，结合最新的药理活性研究，深入解析其作用机制与分子靶点，评估其成药性及药代动力学特征，并展望其在临床应用中的潜力与挑战，以期为天然产物药理学及相关临床研究提供理论基础和研究方向。
β-胡萝卜素是一种由40个碳原子组成的环状类胡萝卜素，结构上由两个β-末端环通过一条长的共轭双键链连接，形成全反式构型。这种高度共轭的多烯结构赋予其强烈的红橙色色素特性，同时也使其具有优异的光吸收和电子转移能力。β-胡萝卜素的分子式为C_40H_56，分子量为536.87，LogP值高达12.7，显示其极强的疏水性。其拓扑极表面积（TPSA）为0，且无氢键受体，表明其分子结构缺乏极性基团。
理化性质方面，β-胡萝卜素不溶于水，易溶于有机溶剂如己烷、乙醇和四氯化碳。其高度疏水性限制了其在生物体内的溶解度和生物利用度，但同时也促进其在脂质环境中的积累。β-胡萝卜素对光、热和氧气敏感，易发生异构化和氧化降解，因此在提取、储存和应用过程中需注意避光、低温和抗氧化条件。
β-胡萝卜素广泛存在于多种植物、蔬果及藻类中，尤其在胡萝卜、南瓜、甜椒、菠菜、甘蓝及番茄等红橙色或深绿色植物中含量丰富。植物通过类胡萝卜素生物合成途径合成β-胡萝卜素，作为光合作用色素及抗氧化剂，保护植物细胞免受光氧化损伤。
传统提取β-胡萝卜素的方法主要包括溶剂提取、超临界流体萃取及酶辅助提取等。溶剂提取法利用己烷、乙醇等有机溶剂对植物原料进行浸提，操作简便但存在溶剂残留及环境污染问题。超临界二氧化碳萃取技术因其无溶剂残留、选择性强及环境友好等优点，逐渐成为工业化提取的首选。酶辅助提取通过降解植物细胞壁促进β-胡萝卜素释放，提高提取效率和纯度。此外，近年来纳米技术和膜分离技术的应用也为β-胡萝卜素的高效提取和纯化提供了新思路。
β-胡萝卜素的药理活性主要源于其抗氧化能力及维生素A前体功能。大量体外和体内研究证实，β-胡萝卜素能够有效清除自由基，抑制脂质过氧化，保护细胞膜结构完整性，从而减轻氧化应激引起的细胞损伤。
作为一种天然抗氧化剂，β-胡萝卜素通过捕获单线态氧和清除自由基，减少氧化损伤。其作用机制涉及激活核因子E2相关因子2（NFE2L2/NRF2）信号通路，诱导下游抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD1、SOD2）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX1）及血红素氧合酶1（HMOX1）的表达，增强细胞内抗氧化防御系统。
铁死亡是一种新型的程序性细胞死亡形式，主要由铁依赖的脂质过氧化引发。β-胡萝卜素作为脂溶性抗氧化剂，能有效抑制脂质过氧化，减缓铁死亡过程，保护细胞免受氧化损伤。相关研究显示，β-胡萝卜素通过调节细胞内铁稳态及抗氧化酶活性，发挥铁死亡抑制作用，具有潜在的神经保护和肿瘤治疗价值。
β-胡萝卜素在人体内可被转化为视黄醇（维生素A），参与视觉功能、免疫调节和细胞分化等生理过程。维生素A缺乏与夜盲症、免疫功能低下及皮肤病变密切相关，补充β-胡萝卜素被认为是预防和治疗维生素A缺乏症的重要策略。
除抗氧化和维生素A前体功能外，β-胡萝卜素还表现出抗炎、免疫调节及抗肿瘤活性。研究表明，β-胡萝卜素能够调节炎症因子表达，抑制促炎信号通路，减轻慢性炎症状态。此外，β-胡萝卜素通过调控细胞周期和凋亡相关基因，显示出一定的抗癌潜力。
β-胡萝卜素的生物学效应主要通过调控氧化还原平衡和信号转导通路实现。其关键分子靶点主要集中在抗氧化防御系统及细胞保护相关蛋白。
NFE2L2（核因子E2相关因子2，NRF2）是细胞内主要的抗氧化应激转录因子。β-胡萝卜素能够激活NRF2，促进其从细胞质转位至细胞核，结合抗氧化反应元件（ARE），诱导下游抗氧化酶基因表达，如SOD1、SOD2、CAT、GPX1和HMOX1，从而增强细胞的抗氧化能力，减轻氧化损伤。
β-胡萝卜素通过调节超氧化物歧化酶（SOD1、SOD2）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX1）及血红素氧合酶1（HMOX1）等关键抗氧化酶的活性，促进活性氧（ROS）的清除，维持细胞内氧化还原稳态。
铁死亡的发生依赖于细胞内铁离子水平及脂质过氧化。β-胡萝卜素通过抑制脂质过氧化和调节铁代谢相关蛋白，减少铁离子过载及ROS生成，阻断铁死亡信号通路，保护细胞免受氧化损伤。
β-胡萝卜素在肠道上皮细胞中通过β-胡萝卜素-15,15'-双加氧酶（BCMO1）催化裂解生成视黄醇，参与维生素A代谢。视黄醇进一步转化为视黄醛和视黄酸，调控视觉传导、基因表达及细胞分化等生理功能。
β-胡萝卜素的分子量为536.87，LogP值高达12.7，表明其极强的疏水性，TPSA为0，且无氢键受体，显示其极低的极性。这些特性导致β-胡萝卜素在水性环境中的溶解度极低，限制了其口服吸收和生物利用度。此外，β-胡萝卜素不可穿越血脑屏障，提示其在中枢神经系统的直接作用有限。
毒理学评价显示，β-胡萝卜素的急性毒性较低，LD50约为10000 mg/kg，且无肝毒性、心脏毒性及hERG通道抑制作用，Ames致突变试验为阴性，表明其安全性较高。
β-胡萝卜素的吸收依赖于膳食脂肪的存在，通过胆盐介导的脂质体形成进入肠道上皮细胞。其在肠道内部分转化为视黄醇，其余以原形或代谢产物形式进入循环系统。由于其高度疏水性，β-胡萝卜素主要分布于脂肪组织和肝脏，体内半衰期较长。
代谢途径主要包括氧化裂解及酯化，部分β-胡萝卜素在体内可转化为视黄醇，参与维生素A代谢。其排泄主要通过胆汁和粪便，肾脏排泄较少。β-胡萝卜素的生物利用度受个体膳食结构、脂肪摄入量及肠道健康状态影响较大。
β-胡萝卜素作为维生素A的前体和天然抗氧化剂，在预防维生素A缺乏症、改善视觉功能及增强免疫力方面已有广泛应用。其安全性高、来源丰富，使其成为膳食补充剂和功能性食品的重要成分。
近年来，β-胡萝卜素在慢性疾病防治中的潜力逐渐显现。抗氧化和铁死亡抑制作用使其在神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病）、心血管疾病及某些肿瘤的辅助治疗中展现出积极作用。多项流行病学研究支持β-胡萝卜素摄入与降低某些癌症和心血管疾病风险的相关性，但临床试验结果尚存在争议，需进一步高质量随机对照研究加以验证。
未来，随着纳米载体和脂质体技术的发展，有望克服β-胡萝卜素的溶解度和生物利用度限制，提升其临床疗效。此外，结合基因组学和代谢组学技术，深入解析β-胡萝卜素的个体化代谢差异及作用机制，将为精准营养和个性化治疗提供新思路。
β-胡萝卜素作为一种重要的天然类胡萝卜素，因其独特的化学结构和强大的生物活性，成为天然产物药理学研究的热点。其在抗氧化损伤、铁死亡抑制及维生素A代谢中的关键作用，为多种疾病的预防和治疗提供了理论依据。尽管其极强的疏水性限制了生物利用度，但随着提取技术和药物递送系统的进步，β-胡萝卜素的临床应用前景广阔。
未来研究应聚焦于其分子机制的深入解析、优化剂型设计及临床疗效的系统评价，推动β-胡萝卜素从营养补充向疾病防治的转化应用，为人类健康贡献更大价值。
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