研究中發現，高劑量攝食番茄與癌症死亡率的顯著下降有關，番茄紅素與子宮頸癌、膀胱癌、上消化道癌（包括口腔癌、咽喉癌以及食道癌）的風險率呈負相關。
此外，番茄紅素能夠保護低密度脂蛋白免受氧化破壞，因而有可能預防心血管疾病的發生。並具有預防高血糖的作用，緩解高血糖大鼠體重下降程度及“多飲”等症狀。對老年功能性障礙的發生有一定的預防作用，並第一次發現血清中番茄紅素和絕經後婦女得骨質疏鬆症的風險減少有直接的相關性。
（二）來源
人體自身不能合成番茄紅素，需通過膳食等加以補充。每日攝入量的番茄紅素在不同國家存在明顯差異。根據研究報道，每日正常的健康人攝入水平在5～7mg，就足以維持番茄紅素的各級循環，對付氧化應激和防止慢性疾病。
番茄紅素的膳食來源85%來自番茄和以番茄為基礎的食物。
番茄紅素的生產方法主要有：①天然產物提取法。利用番茄紅素的脂溶性，可選用親油性有機溶劑或超臨界流體從番茄或番茄製品的廢棄物中提取這種色素，研究表明，使用纖維素酶進行預處理以及微波輻射能顯著提高番茄紅素的提取率。②基因工程發酵法。采用藻類和真菌及酵母發酵生產番茄紅素，是一種由布拉黴獲得類胡蘿卜素的新方法。主要是其基於三孢酸的加入能夠提高番茄紅素的產率。③化學合成法。番茄紅素的化學合成方法有很多，有Witting反應法、Witting Horner反應法、醛-碸法、Heck反應法、Ramberg成烯法、McMury反應成烯法等，但是目前投入工業化生產的隻有Roche和BASE公司的Wittig反應合成法。WittigHorner反應作為Wittig反應的改良方法。
六、葉黃素
（一）葉黃素的結構與性質
葉黃素（lutein）屬類胡蘿卜素，共有8種異構體，以全反式為主。
葉黃素具有抗氧化和視網膜保護作用，葉黃素的生理作用，主要表現在其抗氧化作用和作為藍光濾光劑，能減少氧化脅迫對眼睛傷害，即對視網膜黃斑部由光線所誘發氧化作用有抵抗能力。當視網膜黃斑部存在有足夠葉黃素和玉米黃質時，可吸收光線而防止黃斑氧化損傷，保護黃斑免遭破壞，預防老年性黃斑變性及視力下降、白內障和失明等眼疾。缺乏時易引起黃斑退化和視力模糊，進而出現視力退化、近視等症狀。
葉黃素具有抗腫瘤作用，TPA（12-O-十四烷酰佛波醇-13-乙酯）對小鼠表皮可誘發許多生化的、分子的和形態學變化，這些變化聯合作用可促進皮膚腫瘤發生，而葉黃素能有效抑製其所誘發小鼠耳朵腫脹、皮炎和腫瘤。DMBA（7，12-二甲基-1，2-苯並蒽）是一種致癌劑，也可致小鼠發生表皮腫瘤，葉黃素抑製小鼠皮膚腫瘤的效果優於番茄紅素。
也有報告提出葉黃素和玉米黃質對胃癌、皮膚癌、乳腺癌有預防作用。
（二）來源
葉黃素難以人工合成，至今僅從植物中提取。萬壽菊（Marigold，學名tagetes erecta，亦稱金盞花）是主要提取原料，此外也可從牧草（苜蓿）、蓮葉或微藻等中提取，但均尚未見工業化報道。葉黃素也存在於甘藍、芹菜、嫩莖花椰菜、桃、芒果、木瓜等中。萬壽菊提取物主要成分為反式和順式葉黃素酯。
七、蝦青素
（一）蝦青素結構和性質
蝦青素（astaxanthin）是一種酮式類胡蘿卜素，分子式C40H52O4，蝦青素有兩個手性中心，它們是分子中兩端環結構的C-3和C-3′。一個手性中心可以有兩種構象，蝦青素的兩個手性碳原子C3、C3′都能以R或S的形式存在，這樣就有3種立體異構體。
3S，3′S與3R，3′R異構體互為鏡像（對映體），每一對映體有著相反的旋光性，能使平麵偏振光向左或向右旋轉，3R，3′S無旋光性。
蝦青素色澤為粉紅色，具有脂溶性，不溶於水，易溶於氯仿、丙酮、苯和二硫化碳等有機溶劑。蝦青素是一種非維生素A源的類胡蘿卜素，在動物體內不能轉變為維生素A。
天然蝦青素是單線態氧的強大淬滅劑。天然蝦青素比角黃素（斑蝥黃，canthaxanthin）、β-胡蘿卜素（β-carotene）和玉米黃素（zeaxanthin）能更有效地阻止不飽和脂肪酸甲酯的過氧化，其抗氧化活性是維生素E的550倍，是β-胡蘿卜素、玉米黃素、葉黃素和角黃素等類胡蘿卜素的10倍，被譽為“超級維生素E”、“超級抗氧化劑”。動物實驗表明，蝦青素可以清除NO2、硫化物、二硫化物，也可降低脂質過氧化作用，有效地抑製自由基引發的脂質過氧化。同時，蝦青素具有抗癌活性，能顯著影響動物的免疫功能，強化需氧代謝，明顯增強人的肌肉力量和耐受力，具有抗感染活性。
（二）來源
當前蝦青素的生物來源主要是用微生物發酵生產以及從甲殼類加工下腳料中提取。
蝦青素廣泛存在於鮭魚、蝦、蟹、觀賞魚和魚卵中，以及植物葉、花和水果中。絕大多數海產甲殼類動物和魚類都含有蝦青素，但都是通過食物鏈從海洋微藻、浮遊動植物中獲得的。
從甲殼類加工下腳料中提取是蝦青素生產的重要途徑，主要方法有堿提法、油溶法、有機溶劑法以及超臨界CO2流體萃取法等。從生物體內提取的蝦青素大多為反式結構，使用安全。
微生物發酵生產蝦青素，目前作為商品僅從法夫酵母（phaffia rhodozyma）中培養後提取而得。法夫酵母提取物除蝦青素外，尚含有海膽酮、岩藻黃質和β-胡蘿卜素。
在許多能產蝦青素的藻類中，雨生紅球藻（Haematococcus pluvialis）很有商業前景，優良的雨生紅球藻體中蝦青素含量高達0.2%～2%，一般約占類胡蘿卜素總量的90%以上。另外，Chlorooccum sp.具有耐高溫、耐極端pH、較快的生長速率和易在戶外培養等優點，極具大規模生產潛力。
目前，由於生物來源的蝦青素含量還不夠高，化學合成的蝦青素仍具有一定的競爭優勢。蝦青素是類胡蘿卜素合成的終點，由β-胡蘿卜素轉變為蝦青素需加上2個酮基和羥基，得到的大多為順式結構。瑞士F.Hoffmannlatoche已完成了全反式蝦青素的合成，並被批準用於大馬哈魚的飼料添加劑。
八、辣椒紅色素
（一）辣椒紅色素結構和性質
辣椒紅色素是一種存在於成熟紅辣椒果實中的四萜類橙紅色色素。其紅色組分主要是辣椒紅素和辣椒玉紅素，占總量的50%～60%，是紅辣椒的主要呈色物質；其黃色組分主要有β-胡蘿卜素和玉米黃質，具有維生素A活性。
辣椒紅素（capsanthin）分子式為C40H56O3，別名椒紅素、辣椒紅。
辣椒玉紅素（capsorubin）分子式為C40H56O4。
辣椒紅素含量一般為辣椒幹重的0.2%～0.6%，其中95%左右含在果皮中。1927年首次將辣椒紅素以結晶形式從紅辣椒中分離出來。純的辣椒紅素為深胭脂紅色針狀晶體（石油醚中結晶），熔點為175～176℃，易溶於植物油和丙酮、三氯甲烷、乙醚，溶於乙醇，不溶於甘油和水。從辣椒紅素的結構可以看出，它含有11個共軛雙鍵，6位有1個共軛酮基和1個環戊烷環，共軛酮基是辣椒紅色素分子含有的特殊基團，使其具有較強的生理功能及氧化穩定性。
辣椒玉紅素結構中6、6’位有2個共軛酮基，穩定性比辣椒紅素更強。
與β-胡蘿卜素和玉米黃質相比，辣椒紅素和辣椒玉紅素有一定極性。
辣椒紅素耐光性差，暴露於室外強光下或紫外光下易退色。
在辣椒成熟過程中，脂肪酸與辣椒色素的酯化反應同時發生，完全成熟時紅辣椒中遊離色素、單酯化色素和全酯化色素分別為20%～30%、20%～30%和40%～50%，即有60%～80%的色素是以酯的形式存在於辣椒中。紅色素主要被短碳鏈、飽和脂肪酸（如月桂酸、肉豆蔻酸）酯化，黃色素主要被長碳鏈、不飽和脂肪酸（如亞油酸）酯化。
酯化形式的色素比遊離色素穩定，全酯化色素的穩定性更高。有些研究表明辣椒紅素酯與辣椒紅素有著相同的清除自由基能力，並且在分解速率上也沒有顯著差異，酯化不會影響辣椒紅素的抗氧化性，但也有研究顯示辣椒紅素酯的生理功能特性優於遊離形式的辣椒紅素。
辣椒紅色素由於結構的特點使其具有較強的抗氧化活性——包括清除脂質過氧化反應產生的自由基、淬滅單線態氧、抑製超氧化物和一氧化氮的產生。流行病學和動物實驗研究顯示，辣椒紅色素在化學致癌作用中可能是很有價值的抗腫瘤增長劑和化學預防劑，它們對由TPA引發的EBV-EA激活作用有體外抗腫瘤增長的活性，其中辣椒紅素二酯和辣椒玉紅素二酯的抑製作用最強。
辣椒紅色素不僅色澤鮮豔，色價高，著色力強，保色效果好，可以有效地延長仿真食品的貨架期，而且安全性高，具有營養保健作用，並被現代科學證明有抗癌功能，缺點是其光穩定性較差。目前，辣椒紅素在食品、醫藥及化妝品中主要用作著色劑，其安全性已得到世界公認。聯合國糧農組織（FAO）和世界衛生組織（WHO）已將辣椒紅色素列入A類色素，在使用中不加以限量。
（二）來源
辣椒紅素含量會因辣椒品種、產地，采收期及幹燥條件等不同而異。辣椒紅色素的提取常用溶劑浸提法，用乙醇、正己烷、丙酮、乙酸乙酯等溶劑浸提辣椒粉，得到辣椒色素和辣椒堿類化合物的混合物，濃縮回收溶劑後再經過溶劑（低濃度乙醇或丙酮溶液）或堿液浸泡脫辣，得到辣椒色素產品，它是以辣椒紅素和辣椒玉紅素為主體的混合物，色價70～160。溶劑法浸取能力強、易於大量生產，但溶劑脫辣或堿液浸泡方法不能完全脫除辣椒堿類化合物，致使色素純度低，應用受到極大的限製，並且辣椒堿類化合物不易回收進一步精製。分子蒸餾是適合於規模化分離辣椒色素與辣椒堿類化合物的新技術。
思考題
1.試述幾種主要的功能性脂肪酸的作用。
2.特異性脂肪酸有哪些？舉例說明之。
3.脂溶性維生素有何功能？
4.分別闡述固醇和三萜醇、二十八烷醇和三十烷醇的結構與功能。
5.芝麻木脂素主要包含哪幾種化合物？
6.芝麻酚和芝麻素有何生物活性？
7.芝麻素與表芝麻素之間是如何轉化的？
8.角鯊烯有哪些生理功能？
9.試述輔酶Q10、硫辛酸、薑黃素、白藜蘆醇的結構和功能性質。
10.試述葉黃素、番茄紅素、蝦青素、辣椒紅素的結構異同和功能性質。