類胡羅卜素研究進(jìn)展

fanwenna

類胡蘿卜素的研究進(jìn)展

作者：趙紅霞  … 文章來(lái)源：浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院 點(diǎn)擊數(shù)：1016 更新時(shí)間：2006-3-16 19:49:31

   自然界中類胡蘿卜素種類繁多，按其結(jié)構(gòu)不同可分為胡蘿卜素和類胡蘿卜素含氧衍生物兩
大類。β一胡蘿卜素是類胡蘿卜素家族中的典型代表，可分裂形成兩分子的維生素A，是動(dòng)物
體所必需的胡蘿卜素。類胡蘿卜素分子中重要的共同結(jié)構(gòu)是都含有一個(gè)帶有9個(gè)雙鍵異戊二烯
的鏈，在鏈的兩端各有一個(gè)B一紫蘿酮環(huán)，此環(huán)可能以異構(gòu)型、取代型和開(kāi)環(huán)型的形式存在。
鏈中雙鍵共軛，雙鍵的數(shù)目，可能表明其抗氧化的能力。
一般在家畜體內(nèi)沉積的類胡蘿卜素中，β一胡蘿卜素的含量最高，在家禽體內(nèi)沉積的類胡
蘿卜素中，葉黃素的含量最高。已有研究發(fā)現(xiàn)，類胡蘿卜素在人體內(nèi)主要存在于脂肪組織
中，而在動(dòng)物體內(nèi)則主要存在于肝臟中，少量存在于脂肪組織,腎臟和皮膚。不同種類動(dòng)物體
內(nèi)的類胡蘿卜素種類不同。yang等（1992）認(rèn)為，綿羊和山羊的脂肪組織和血清中的類胡蘿
卜素主要為葉黃素，在肝臟中則沒(méi)有葉黃素，而是β一胡蘿卜素含量較高；在牛血清和脂肪
組織中β一胡蘿卜素的含量最多，且脂肪組織中葉黃素含量也較高，但在其肝臟中β－卜胡蘿
卜素含量較低。在動(dòng)物個(gè)體的不同生長(zhǎng)階段，類胡蘿卜素在動(dòng)物體內(nèi)的分布部位也不同。在
生長(zhǎng)初期，類胡蘿卜素主要存在于肝臟、脂肪組織、血液、皮膚及羽毛中，隨著成熟便逐漸
轉(zhuǎn)移到生殖器官如卵巢中。Kathallna（1985）報(bào)道，雞在產(chǎn)蛋期間攝入體內(nèi)的米黃質(zhì)50 ％
存在于卵巢中，25％存在于蛋黃中；鮭魚(yú)中幼年期，類胡蘿卜素主要分布于肌肉和皮膚中，
性成熟后便主要沉積于卵巢中。
  
1 類胡蘿卜素在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的吸收
類胡蘿卜素僅能由植物合成，而動(dòng)物體內(nèi)不能合成，只能從飼料中獲得。飼料中的類胡蘿
卜素，在動(dòng)物胃腸道中消化酶的作用下，從其蛋白結(jié)合物中分離出來(lái)，在十二指腸與其他脂
類物質(zhì)一起經(jīng)膽汁乳化后形成乳糜微粒，由小腸粘膜上皮細(xì)胞吸收。類胡蘿卜素主要是在小
腸粘膜內(nèi)轉(zhuǎn)化為維生素A，不同種類動(dòng)物的轉(zhuǎn)化效率不同。另外有學(xué)者認(rèn)為淋巴循環(huán)是β一胡
蘿卜素的主要吸收途徑，僅少量極性代謝產(chǎn)物如視黃酸通過(guò)門(mén)靜脈轉(zhuǎn)動(dòng)。然而Wang等
（1994）發(fā)現(xiàn)，在雪貂體內(nèi)，大部分β一胡蘿卜素通過(guò)肝門(mén)靜脈被吸收，不僅包括極性的代
謝產(chǎn)物，而且包括現(xiàn)黃基酯等。關(guān)于類胡蘿卜素吸收機(jī)制，許多學(xué)者通過(guò)試驗(yàn)證明類胡蘿卜
素的吸收為被動(dòng)擴(kuò)散方式。Scitur等（1992）利用離體大鼠小腸細(xì)胞和人肺的成纖維細(xì)胞進(jìn)行
體外試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)對(duì)胡蘿卜素的吸收是通過(guò)被動(dòng)方式完成的。周光宏（1996）發(fā)現(xiàn)，牛小腸粘
膜細(xì)胞對(duì)β一胡蘿卜素和葉黃素的吸收呈濃度依賴性，而且溫度的變化，并不影響牛對(duì)這兩
種類胡蘿卜素的吸收，這表明牛小腸粘膜細(xì)胞對(duì)類胡蘿卜素的吸收是被動(dòng)擴(kuò)散方式。
  
2 影響類胡蘿卜素吸收的因素
  
2．1  動(dòng)物種類  β－胡蘿卜素的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)因不同動(dòng)物而異，大鼠、豬、羊、兔。水牛等幾
乎會(huì)將全部的β一胡蘿卜素在腸道分解代謝，很少有β－胡蘿卜素被貯存于機(jī)體的其他部位，
而馬、牛和鯉魚(yú)卻能將未被分解的β一胡蘿卜素運(yùn)到肝、脂肪等組織貯存。
  
2．2  脂肪和脂肪酸
日糧中脂肪的含量會(huì)影響類胡蘿卜素的吸收。這主要是因?yàn)轭惡}卜
素是脂溶性的，脂肪對(duì)類胡蘿卜素起運(yùn)輸作用，食物中的脂肪經(jīng)胰酶和膽鹽作用形成膠粒，
類胡蘿素溶于其中而被一同吸收。據(jù)報(bào)道，當(dāng)脂肪占日糧總熱量的7％時(shí)，類胡蘿卜素吸收僅
為5％，而添加油脂可使吸收率提高到50％。許多研究表明，脂肪酸促進(jìn)機(jī)體對(duì)類胡蘿卜素的
吸收，其原因是脂肪可加速細(xì)胞內(nèi)類胡蘿卜素分解成維生素A，從而加速了類胡蘿卜素的擴(kuò)散
而促進(jìn)吸收。
  
2．3  腸內(nèi)狀態(tài)
腸內(nèi)的pH值變化會(huì)影響類胡蘿卜素的擴(kuò)散、吸收，pH值變化主要是誘發(fā)細(xì)
胞的電位變化，從而促進(jìn)類胡蘿卜素的吸收。HOllan－der報(bào)道，腸內(nèi)pH由7．4調(diào)整為5．3和 8．3時(shí)均極顯著地促進(jìn)類胡蘿卜素吸收。另外腸內(nèi)食糜流速加快會(huì)降低水層厚度而有利于類
胡蘿卜素吸收。
  
2．4  膽酸和膽酸鹽  Moori（1954）發(fā)現(xiàn)，膽汁可加速類胡蘿卜素的吸收，并將之歸納為膽
汁乳化脂肪的作用。膽汁促脂肪乳化形成體積微小的膠粒，使之在小腸液態(tài)的環(huán)境內(nèi)易于吸
收，并促進(jìn)類胡蘿卜素在膠粒內(nèi)溶解。膽汁促類胡蘿卜素吸收作用無(wú)種間特異性，各種動(dòng)物
膽汁都可促進(jìn)類胡蘿卜素的吸收，膽汁起作用的物質(zhì)是膽酸和膽鹽。促吸收的最佳濃度為 0．004-0．008 mol／L，濃度過(guò)高反而起到抑制作用。
  
2．5  其他因素
日糧中蛋白質(zhì)水平提高有利于類胡蘿卜素分解形成視黃醛，從而有利于維
持類胡蘿卜素?cái)U(kuò)散的梯度；日糧中維生素E含量增多有利于類胡蘿卜素的吸收。
  
3  類胡蘿卜素的生理功能
  
3．l  β－胡蘿卜素是維生素A的前體   thony（1985）報(bào)道，β一胡蘿卜素缺乏時(shí)會(huì)造成維生
素A缺乏癥，引起角膜上皮的脫落、增厚和角質(zhì)化，使原來(lái)透明的膜變成不透明，造成角膜潰
瘍、晶體脫落以致失明，輕者會(huì)發(fā)生夜盲；還會(huì)損害上皮組織細(xì)胞的生長(zhǎng)與分化，使皮膚變
厚、干燥、癡變或發(fā)生皺紋，因此維生素A可以治療皮膚角化癥。β一胡蘿卜素是維生素A 原，機(jī)體攝人后可分解成兩分子維生素A，從而對(duì)體內(nèi)的維生素A缺乏起到補(bǔ)充作用。而且人
體的β－胡蘿卜素可以較多的貯存在肝臟中，根據(jù)需要逐步轉(zhuǎn)化為維生素A，不會(huì)引起過(guò)量維
生素A產(chǎn)生的毒害。國(guó)外β一胡蘿卜素被稱為無(wú)毒維生素A，用于大多數(shù)維生素A應(yīng)用的領(lǐng)域。
  
3．2  類胡蘿卜素能增強(qiáng)動(dòng)物的繁殖能力
類胡蘿卜素是一種生理抗氧化劑，可阻礙脂類的
過(guò)氧化作用，從而保護(hù)卵泡和子宮類固醇生成細(xì)胞免受氧化反應(yīng)的破壞；另一方面，類胡蘿
卜素可能調(diào)節(jié)耙組織中細(xì)胞核的活動(dòng)。田允波（1991）試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，β－胡蘿卜素影響公牛精
液品質(zhì)，而且血液中β－胡蘿卜素水平與牛的繁殖性能密切相關(guān)，血液中β一胡蘿卜素高則繁
殖機(jī)能旺盛，含量低則會(huì)導(dǎo)致胚胎早期死亡、不發(fā)情、降低受胎率及胎衣不下。向梟等
（2000）研究認(rèn)為，在花瑪麗魚(yú)的生長(zhǎng)過(guò)程中，類胡蘿卜素能促使其性腺發(fā)育，在雌魚(yú)的卵
巢中沉積，促進(jìn)卵黃的成熟。相占勇等（1997）報(bào)道，在種雞日糧中添加 50、100、150 mg ／kgβ－胡蘿卜素，結(jié)果種雞產(chǎn)蛋率分別比對(duì)照組提高2．15％、5．07％、2．73％，且受精
率和孵化率均有提高。在日糧中添加 30－60 mg／kg的 β一胡蘿卜素，對(duì)提高蛋雞產(chǎn)蛋率有
良好作用。
  
3．3  類胡蘿卜素能增強(qiáng)免疫功能
生物體內(nèi)的免疫系統(tǒng)有兩種主要功能：首先是保護(hù)機(jī)體
免受細(xì)菌、病毒等病原體引起的疾病，其次是能抑制癌細(xì)胞，預(yù)防癌細(xì)胞的生
長(zhǎng)。  Bendiab（1991）指出： l）類胡蘿卜素能增強(qiáng)免疫系統(tǒng)中B細(xì)胞的活力，B細(xì)胞能在機(jī)
體內(nèi)循環(huán)使機(jī)體能消滅外源人侵的病原體；2）類胡蘿卜素能提高CD4細(xì)胞的能力，協(xié)助B細(xì)
胞產(chǎn)生抗體，并提高其他免疫組分的活性；3）類胡蘿卜素能增加嗜中性白細(xì)胞的數(shù)目，它可
以包圍細(xì)菌和分泌降解細(xì)菌的各種酶類；4）類胡蘿卜素還能增加自然殺傷細(xì)胞剛NK）的數(shù)
目，消除機(jī)體內(nèi)被感染的細(xì)胞或癌細(xì)胞。TjoeLKer等進(jìn)行的體外試驗(yàn)結(jié)果表明，10-6moI／L 胡蘿卜素可刺激干乳期前后奶牛腹膜巨噬細(xì)菌（PMN）的吞噬與殺菌力；而視黃醇與視黃酸卻
對(duì)PMN殺菌力無(wú)影響，并降低了其吞噬作用。SChwartz等向小鼠PMN培養(yǎng)液中添加角黃
素、β一胡蘿卜素和a一胡蘿卜素，能提高細(xì)胞色素氧化酶和過(guò)氧化酶活性。即使在極低濃度
下，類胡蘿卜素也可刺激吞噬細(xì)胞的吞噬作用。
  
3．4  類胡蘿卜素具有抗氧化劑的功能
類胡蘿卜素分子結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)共軛雙鍵，能減少
自由基對(duì)細(xì)胞遺傳物質(zhì)（DNA、RNA）和細(xì)胞膜（如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和碳水化合物）的損傷。物
系統(tǒng)中一旦形成高度活潑具有損傷能力的自由基后，它們就會(huì)靠近蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸等細(xì)
胞的重要組分，并對(duì)它們進(jìn)行強(qiáng)烈破壞。如羥基自由基可以損傷90％的 DNA，單線態(tài)氧和羥
自由基能使 DNA的股鏈斷裂。如果基因物質(zhì)的損傷長(zhǎng)時(shí)間不能修復(fù)，會(huì)導(dǎo)致癌細(xì)胞生成。自
由基是在正常的好氧條件下產(chǎn)生的，許多研究表明，在機(jī)體衰老、患病及炎癥過(guò)程中，體內(nèi)
自由基增加，而類胡蘿卜素能抑制自由基的產(chǎn)生，可以延緩衰老和預(yù)防癌癥。
  
3．5  類胡蘿卜素具有著色功能
類胡蘿卜素呈天然的黃色或桔黃色，是一種有效的著色
劑。在家禽體內(nèi)，類胡蘿卜素沉積于爪、像及皮下脂肪中使其著色，提高家禽胴體品質(zhì)。在
產(chǎn)蛋家禽的體內(nèi)類胡蘿卜素沉積于卵黃中使其呈黃色，提高蛋的品質(zhì)。魚(yú)類不能在自身體內(nèi)
合成類胡蘿卜素，生長(zhǎng)過(guò)程中所需的類胡蘿卜素均來(lái)自于飼料，魚(yú)蝦類膚色的深淺取決于類
胡蘿卜素的攝食量。Storebadden等證明，胡蘿卜素能在動(dòng)物肌肉中沉積，改善魚(yú)體的色澤。
岡口茂等研究了養(yǎng)殖斑節(jié)對(duì)蝦的體色和類胡蘿卜素關(guān)系，發(fā)現(xiàn)蝦體類胡蘿卜素含量在2．3－ 33．Indkg之間，一般類胡蘿卜素含量越高蝦體色越濃。
  
3．6  類胡蘿卜素能增加細(xì)胞之間的縫間聯(lián)接交流   Bert。等 1991）用細(xì)胞模型試驗(yàn)證
明：胡蘿卜素和其他類胡蘿卜素可加強(qiáng)細(xì)胞與細(xì)胞縫間聯(lián)接交流的能力，從而抑制或降低癌
癥的發(fā)生。Yalnasaki等（1990）指出，縫間聯(lián)接是指鄰近細(xì)胞間存在著的如珍珠串般的連接
通道，它是由聯(lián)接蛋白鏈形成的，通過(guò)它可以產(chǎn)生細(xì)胞間的交流。在轉(zhuǎn)化階段的癌細(xì)胞會(huì)由
于通道受到破壞而干擾交換，這種交換是控制生長(zhǎng)的一種因素。體外促癌物質(zhì)能通過(guò)聯(lián)接蛋
白的基因而抑制交換，在癌癥加速階段聯(lián)接蛋白基因的表達(dá)大大降低。Wolf（1992）證
明：β一胡蘿卜素和視黃酸能通過(guò)聯(lián)接蛋白激活或重新活化信息的交換，因而抑制癌癥誘導(dǎo)
細(xì)胞升級(jí)到惡化階段。
  
4 天然類胡蘿卜素的生產(chǎn)方法：國(guó)外天然β一胡蘿卜素的生產(chǎn)方法主要有3種：l）從天然植
物中提取；2）大面積養(yǎng)殖鹽藻獲得；3）通過(guò)微生物發(fā)酵生產(chǎn)。最近劉家永等（1999）針對(duì)
鹽藻中提取天然β一胡蘿卜素局限性較大等問(wèn)題以生產(chǎn)玉米淀粉的副產(chǎn)物玉米蛋白粉為原
料，選擇適當(dāng)?shù)母锶捎靡粚游龇ㄌ崛√烊活惡}卜素，取得較高收率。其提取原理是
根據(jù)卜胡蘿卜素的分子結(jié)構(gòu)特征，即以取代環(huán)己烯為兩端基，中間以兩個(gè)碳原子組成的直鏈
共軛鍵相連，按照"相似相溶"的原理選擇不同的有機(jī)溶劑進(jìn)行提取。
合成β一胡蘿卜素有致染色體畸變作用，天然β一胡蘿卜素則有很好的抗染色體畸變作
用。特別是最近天然類胡蘿卜素防癌抗癌、防老抗衰。防輻射及防治心血管疾病等新功效的
發(fā)現(xiàn)，市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)，應(yīng)用也從著色劑轉(zhuǎn)向營(yíng)養(yǎng)食品、保健品、藥品及添加劑等許多領(lǐng)
域擴(kuò)展飼用微

大邋遢

帝斯曼（中國(guó)）有限公司提供β－胡蘿卜素。
β－胡蘿卜素是一種有效的繁殖改良產(chǎn)品，在母豬、奶牛、蛋雞等方面應(yīng)用效果很好。β－胡蘿卜素對(duì)繁殖的影響國(guó)外在60年代就已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注了。