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自然界中类胡萝卜素(carotenoids)种类繁多，根据其化学结构的不同可分为胡萝卜素和叶黄素。胡萝卜素(如β－胡萝卜素、α－胡萝卜素和β－隐黄质)是分子的一端或两端为线性或具有环状烃的非氧化类胡萝卜素，叶黄素(如玉米黄质、内消旋玉米黄质、虾青素和角黄素)是胡萝卜素的氧化衍生物。在胡萝卜中发现了β－胡萝卜素，同时发现了其3种异构体(α、β、γ)，其中β－胡萝卜素活性强，且在自然界中普遍存在。
β－胡萝卜素和维生素A之间的联系是由VonEuler等确立，并进一步证明结晶胡萝卜素具有维生素A活性，进一步有研究表明β－胡萝卜素可在大鼠体内转化为维生素A。根据类胡萝卜素本身是否具有维生素A前体作用，将其分为维生素A原和非维生素A原。维生素A原及其在酶切和非酶裂解后的代谢物(类维生素A)能产生维生素A，β－胡萝卜素是自然界中含量丰富的维生素A前体。β－胡萝卜素是含有40个碳原子、分子结构两端有15个共轭双键和2个β－紫罗兰酮环的短直链分子，这种结构特性使β－胡萝卜素本质上具有高疏水性和非极 性。在动物体内，与非极性类胡萝卜素相比，极性类胡萝卜素似乎更容易被吸收。总的来说，类胡萝卜素都具有高度疏水性特性。
