胡蘿蔔素（carotene）是指若幹種相關的不飽和烴，分子式為C40H56，由植物合成，是橘色的光合色素，為主要的維生素A源物質，主要有a、β、γ三種形式，其中最為重要的為β-胡蘿蔔素。食物來源主要是深色蔬菜和水果。胡蘿蔔素是一種最常見的維生素A補充劑。維生素A對于人體視覺發育至關重要。如果身體缺少維生素A，視力就會出現問題，甚至有夜盲症。
類胡蘿蔔素是一類040四萜結構的化合物及其衍生物的總稱，已作為抗氧化劑被廣泛研究。它是由8個類異戊二烯單位組成，呈黃色、橙紅色或紅色的色素。類胡蘿蔔素可分成4個亞族：胡蘿蔔素，如α-、β-、γ-胡蘿蔔素和番茄紅素；胡蘿蔔醇，如葉黃素、玉質、蝦青素；胡蘿蔔醇的酯類，如β-阿樸-胡蘿蔔酸酯；胡蘿蔔酸，如藏紅素、胭脂樹。所有的類胡蘿蔔素都可由番茄紅素通過氧化、氫化脫氫、環化以及碳架重排降解衍生而來。當鳥類攝食含有此類化合物的食物時，往往會在其蛋黃中富集此類化合物，因此蛋黃色素主要是類胡蘿蔔素化合物。
類胡蘿蔔素也可以分為胡蘿蔔素（Carotene）和葉黃素（Xanthophy）兩大類，其中葉黃素是氧化了的胡蘿蔔素，分子含有一個或多個氧原子，形成羟基、羰基、甲氧基或環氧化物，幾種常見的類胡蘿蔔素分子結構式，包括番茄紅素（Lycopene）、玉米黃素（Zeaxanthin）全反式β類胡蘿蔔素（AllTrans-Carotene）、花藥黃素（Antheraxanthin）、α類胡蘿蔔素（α-Carotene）、堇菜黃質（Violaxanthin）、角黃素（Canthaxanthin）。人們的膳食當中含有50~60種類胡蘿蔔素化合物。在人類血漿中也發現了22種以上的類胡蘿蔔素以及8種以上的代謝産物。其中，主要類胡蘿蔔素化合物包括β-胡蘿蔔素、α-胡蘿蔔素、番茄紅素、葉黃素、玉米黃素以及隐黃質等6種。不同類胡蘿蔔素化合物之間存在一定的相互協同效果。利用類胡蘿蔔素之間的相乘效果開發一些新型類胡蘿蔔素健康或功能性食品，将是類胡蘿蔔素的一個重要發展方向。
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