[分享] 胡萝卜素市场研究报告
胡萝卜素, 维生素A, 研究报告, 瑞士, 澳大利亚
1910年在胡萝卜中发现β-胡萝卜素，以后共发现3种胡萝卜素异构体。1958年获得专利，目前主要从海洋中提取，也可人工合成。本品在澳大利亚、德国、意大利、新西兰、瑞典、瑞士、英国、美国和我国作为保健品使用.
一、胡萝卜素市场状况概述
1.β胡萝卜素的定义
β胡萝卜素是一种重要的食品色素(E 160b)以及维生素A的前身，它在人体内会根据需要及时转化为维生素A,食用时比维生素A更安全。
植物中不存在维生素A，但有多种胡萝卜素，其中以β-胡萝卜素最为重要。它在小肠粘膜处由β-胡萝卜素加氧酶的作用，加氧断裂，生成2分子视黄醇，所以通常将β-胡萝卜素称为维生素A原。
β-胡萝卜素（β-carotene，简称βC）是维生素A（Vitamin A）的前体。它具有营养、着色的双重作用，是联合国粮农组织[Food and Agricultrure Organization(of the United Nations)，缩写：FAO]和世界卫生组织（World Health Organization, WHO）食品添加剂联合专家委员会认定的A类优秀有营养的食品添加剂（food additives）。全世界已有52个国家、地区批准使用，世界年需求量在1000吨以上。
主要功能：
有助于形成良好的视觉功能．
•防止皮肤干燥,粗糙,使皮肤滋润．
•改善生殖功能．
•有助于提高免疫力．
•维持骨质代谢的正常．
•促进铁的吸收并有助于蛋白质的利用
最新研究成果表明，b－胡萝卜素可以减少肺癌、胃癌、食道癌、膀胱癌、宫颈癌、口腔癌等癌症的发病率，尤其对肺癌效果明显。b－胡萝卜素对癌症的治疗还能起到辅助作用。对心脑血管疾病也有良好的预防效果，可降低这方面疾病的发生率。此外，b－胡萝卜素还用于治疗红细胞生成性原卟啉病、蛔虫病、老年性白内障、多年未能根治的牛皮癣，手术后伤口长期不愈合等。
另外，更有研究指出，将抗氧化维生素涂抹在皮肤上，不只能防止紫外线伤害，还能促进既有伤害的修护，使皮肤保持弹性，让新皱纹的增生率减缓23%，并使原有的皱纹减少8%，因此，b－胡萝卜素也已经逐渐应用在化妆品等新兴市场。
2.β-胡萝卜素概述
2．1名称 β-胡萝卜素（β-carotene），别名：叶红素，Phenoro, Carotaben, Solatene, C.I.Food Orange5, Provitamin A。
化学名：全反式-1,1'-(3,7,12,16-四甲基-1,3,5,7,9,11,13,15,17-十八碳九烯-1,18-二基)双[2,6,6-三甲基环已烯] 2．2结构式 2．3分子式与分子量 C40H56=536.88 2．4CAS Reg.No [7235-40-7] 2．5理化性质 从苯-甲醇中结晶得到β-胡萝卜素为深紫红色六方棱柱结晶，从石油醚中得到的是红色正方形叶片晶体。熔点181-182℃。溶于二硫化碳、苯、氯仿，略溶于乙醚、石油醚、已烷及植物油，微溶于甲醇、乙醇。不溶于水、酸、碱。稀溶液显黄色。
本品对空气、热、光敏感，在溶液中格外敏感。在空气中易氧化变为无色、无活性的氧化产物。 维生素A1的环结构与β-胡萝卜素的两个环结构相同，因此一份子β-胡萝卜素可以加水断裂为2分子的维生素A1。 表1 有维生素活性的天然胡萝卜素
化合物 分子式来源维生素A活性A%（摩尔）
α—胡萝卜素C40H56大多数植物54
β—胡萝卜素C40H56大多数植物100
γ—胡萝卜素C40H56胡萝卜（稀少）42
β-胡萝卜素有各种顺反不同异构体，例如：
全反式-β-胡萝卜素（all-trans-β-carotene）
9-顺式-β-胡萝卜素（9-cis-β-carotene）
13-顺式-β-胡萝卜素（13-cis-β-carotene）
人体摄入β-胡萝卜素后，在肠道内通过一个氧化酶催化加水分解反应，断裂为两个分子的维生素A1（全反式维生素A），不同的胡萝卜素转化为维生素A的有效率并不一致（见表1）。 β-胡萝卜素是共轭双键化合物，在紫外光谱中有3个吸收峰（455nm, 483nm, 40nm）。在分析测定中用A455/A340， A455/A483的比例来控制β-胡萝卜素的顺式异构体及类胡萝卜素。 β-胡萝卜素具有两边反向对称的化学结构，分子结构中包含两个β-紫罗酮环和四个异戊二烯[CH2=C(CH3)-CH=CH2]。
关于β-胡萝卜素的国际单位：
0.6μg的β-胡萝卜素相当于1国际单位（IU）的维生素A。或者是：维生素A 10 IU=β-胡萝卜素6μg=维生素A醇3μg。
2.6合成类胡萝卜素（carotenoids）
到目前为止，有实际意义（已商品化）的合成类胡萝卜素，除β-胡萝卜素外还有5个。它们是：
特别是后两个，罗氏公司已进行工业化生产。canthaxanthin加于鸡饲料中，可使蛋黄以及蛋冠、嘴、腿呈消费者喜爱的橙红色。现在还知道它可以增强鸡的抗病能力，延长蛋的存放期和提高孵化率。虾青素用于水产养殖业（特别是大麻哈鱼）以增强肉的颜色。 这两种化合物可从β-胡萝卜素经氧化制得： 2.7存在的主要问题
1生产规模较小
国内从20世纪80年代开始研究，但尚未形成工业化生产。今后应集中力量，在合成VA、VE的厂家中，形成较大规模的生产。
2品种少
在国外有胶囊制剂。原料含30％和22％β-胡萝卜素的植物油，含10％和1％β-胡萝卜素的粉末，100％天然品等。
2.8建议
（1）合成β-胡萝卜素的途径较多。国内基本是以VA醋酸酯为起始原料，采用C20+C20这条捷径。但这条途径消耗大，原料成本高。因此，应进一步调研，选择一条最优的途径。
（2）在发展化学合成法的同时，还应充分利用我国的自然资源优势，积极开展各种生物法制备β一胡萝卜素的研究。
（3）依靠高校、科研机构、企业紧密协作，通过科技创新、管理创新来提高生产水平，从而降低成本，创造更大的经济效益和社会效益。
（4）重视胡萝卜素及其制剂的市场信息调研。
（5）加大宣传力度，使β-胡萝卜素的作用更加深入人心。
2.9β-胡萝卜素性能：
β—胡萝卜素是类胡萝卜素之一，是橘黄色脂溶性化合物，它是自然界中最普遍存在也是最稳定的天然色素。许多天然食物中例如：绿色蔬菜、甘薯、胡萝卜、菠菜、木瓜、芒果...等，皆存有丰富的β—胡萝卜素。
β—胡萝卜素是一种抗氧化剂，具有解毒作用，是维护人体健康不可缺少的营养素，在抗癌、预防心血管疾病、白内障及抗氧化上有显著的功能，并进而防止老化和衰老引起的多种退化性疾病。
β—胡萝卜素在进入人体后可以转变为维生素A，不会有因过量摄食而造成维生素A累积中毒现象。另外，在促进动物的生育与成长也具有较好的功效。
2.10β-胡萝卜素应用：
β—胡萝卜素作为一种食用油溶性色素，其本身的颜色因浓度的差异，可涵盖由红色至黄色的所有色系，因此受到食品业相当热烈的欢迎。其非常适合油性产品及蛋白质性产品的开发，如：人造奶油、胶囊、鱼浆炼制品、素食产品、速食面的调色等。而经过微胶囊处理的β—胡萝卜素，可转化为水溶性色素，几乎所有的食品都可应用。另外，β—胡萝卜素在饲料、化妆品等方面有重要用途。
3β一胡萝卜素的广泛应用
3．lβ-胡萝卜素的传统功用
3．1．lβ一胡萝卜素可作为营养和着色两用的食品添加剂
β一胡萝卜素是联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合委员认可的无毒、有营养的食品添加剂。目前世界上已有52个国家和地区批准使用。
首先，β一胡萝卜素有良好的着色性能，着色范围是黄色、橙红，着色力强，色泽稳定均匀，能与K、Zn、Ca等元素并存而不变色，尤其适合与儿童食品配伍。
它还能用于药片糖衣着色，色泽、稳定性优于柠檬黄、胭脂红复色糖衣法。国内，β一胡萝卜素已作为着色剂列入中华人民共和国国家标准（食品添加剂使用卫生标准GB-2700-81）。
国际上，在口红、胭脂等化妆品中添加β-胡萝卜素，可使其色泽自然丰满，又能营养皮肤、保护皮肤。采用β-胡萝卜素的护肤品已上市并受到欢迎。在"一切重返大自然"的热潮中，随着化学合成色素的限制使用，天然β-胡萝卜素以其天然、安全、着色力强、色泽鲜艳等特点，作为食品、化妆品的添加剂将有着广阔的市场。
3．1．2β-胡萝卜素可作为优良的食用保健品
β-胡萝卜素是维生素A的前体，进入人体被吸收后，可分解为2个分子的维生素A。因此，β一胡萝卜素可用于治疗各种维生素A缺乏所引起的疾病。如：夜盲症、干眼病、上皮细胞角化过度等病。同时，β一胡萝卜素能较多地储存于肝脏内，但不会出现过量维生素A摄入所致的毒副作用，因而被称为"无毒维生素A"。因此，在执行WHO的全球免疫计划时，β一胡萝卜素一定大有作为，市场看好。
3．1．2．1对视觉系统的保健
视网膜上的视杆细胞含有视紫质而具有暗视觉的功能。适量的β一胡萝卜素能促进视紫质达到正常含量，从而避免了缺少维生素A所致的暗视野适应迟钝，也避免暗视野之后出现强光对眼睛所造成的损害。同时，还可以预防夜盲症、干眼症、角膜溃疡症以及角膜软化症。
3．1．2．2对皮肤组织的保健作用
VA是维持一切上皮组织完整所必需的，而β-胡萝卜素能在人体内转化成VA。所以，摄入一定量的β-胡萝卜素，对维持正常的体表、消化道、呼吸道、生殖泌尿道、内分泌道上皮有重要意义，可避免皮肤多屑、角质化、表皮细胞硬鳞状、多角质血疹性皮肤干燥症等皮肤疾病。另外，β-胡萝卜素对细胞膜的稳定性也具有良好的作用。此外，β-胡萝卜素还可用于治疗由于日光暴晒引起的炎症"目光炎"。
3．1．2．3对生殖系统保健作用
对男子来说，VA能维持精子发生。精子所含的多种酶，例如：三磷酸腺青乳酸脱氢酶、谷草转氨酶的活性为VA所影响，因此，补充VA或β-胡萝卜素，精子浓度将上升，异常精子比例下降。同时，精子抗冻性提高。反之，供给不足，则会引起精子大量死亡。严重时，生殖上皮变性，生精停止，精细管管径变小，睾丸萎缩，直至丧失生殖能力。
3．1．2．4促进人体生长发育
VA能维持骨骼生长，尤其是维持成骨细胞的活性。所以，摄入β-胡萝卜素有助于骨骼的正常生长发育，并避免了由于维生素缺乏引起的颅骨与椎骨生长受限制所致的脑与脊髓的麻痹及神经功能衰退。另外，β-胡萝卜素还能增进食欲，改善睡眠。儿重缺乏VA和β-胡萝卜素时，体重将下降，内脏将萎缩，严重影响儿童生长发育。
3．1．2．5延缓衰老
β-胡萝卜素能提高红细胞的SOD，GSH-Px的活性。由于β-胡萝卜素含8个异戊二烯单体，因而有众多的共轭双键，共轭双键对过氧化自由基敏感。生理医学证明，过氧化自由基可加速人体衰老，人们形象地称之为身体的"垃圾"。而β-胡萝卜素中众多的共轭双键可以中和体内的过氧化自由基，从而使脂质过氧化链式反应发性率大为降低甚至中断，所以脂质过氧化产物MDA大为降低，生物分子交联度下降，心肌细胞中脂褐素减少，羟脯氨酸增加，这样便起到了延缓衰老的作用。
3．1．2．6抵抗不良环境
经常在暗室、强光、高温或深水环境工作的，以及放射线作业者，还有经常看电视的人，都应额外再补充VA或β-胡萝卜素，以抵抗不良环境。
3．1．2.7β-胡萝卜素可以作为禽畜饲料添加剂
鸡吃了富含β-胡萝卜素的饲料，产蛋率提高，且所产蛋蛋黄颜色深，这是因为鸡能把未水解为VA的过量β-胡萝卜素储备起来。β-胡萝卜素和其他一些维生素合用还可防止部分产蛋鸡换羽，从而提高鸡在换羽季节的产蛋率。
对公牛补充一定量的β-胡萝卜素，可以提高精子生成数量，提高精子活力。相反，供给不足时，将导致异常染色体比正常精液中的要高。
β-胡萝卜素对母牛也同样很重要，如果缺乏，将导致母牛的发情微弱，排卵迟缓，卵泡囊肿频发，受胎率低，早期妊娠流产，严重时，可导致繁殖障碍，胎盘发育停滞。
发挥VA和β-胡萝卜素的抗氧化特性，从而提高机体的免疫能力。动物在正常代谢过程中会产生一些高活性含氧分子，如自由基、过氧化氢等。而VA和β-胡萝卜素可调节细胞内自由基和过氧化氢的浓度，从而提高动物机体的免疫力。
3．2β-胡萝卜素新功用和研究动态
最新研究成果表明，β-胡萝卜素可以减少肺癌、胃癌、食道癌、膀胱癌、宫颈癌、口腔癌等癌症的发病率。
β-胡萝卜素对癌症的治疗还能起很好的辅助作用。
对心血管疾病也具有良好的预防效果，可降低这方面疾病的发生率。
此外，β-胡萝卜素还用于治疗红细胞生成性原卟啉病、蛔虫病、老年性白内障、多年末能根治的牛皮癣、手术后伤口长期不愈合等。
总之，有关上述内容报道很多，待今后在实践中进一步研究。
3.3β－胡萝卜素健康领域应用
食品工业是我国继机电、纺织业之后居第三位的产业，年总产值占国民总产值15%以上，而食品添加剂是食品工业的重要组成部分，对改善食品色香味，调整食品营养结构，提高食品质量和档次，延长食品保存期有着极其重要的作用。近年来，随着食品工业的快速发展，食品添加剂也获得了长足发展，据统计数字表明，全国七大类食品添加剂和配料年产量在150万吨以上，产值约120亿元。食品添加剂在出口创汇方面也取得了很大成绩，出口价值近3亿美元。β—胡萝卜素是一种比较昂贵的天然色素，在国内还没有大规模使用，却首先销往国外，是目前国际市场颇受欢迎的产品，具有非常广阔的市场前景。
β－胡萝卜素是广泛存在于绿色和黄、橙、红色蔬果中的天然类胡萝卜素，是所有类胡萝卜素中含量最大的一种。近年来的研究表明，β－胡萝卜素除了作为维生素A的前体，还是一种有效的生物抗氧化剂，即能清除体内自由基，进而具有提高机体免疫能力，预防肿瘤，血栓，动脉粥样硬化以及抗衰老等功能。
4.胡萝卜素的技术和发展趋势
4.1产品与市场：
b－胡萝卜素是VA的前体，是一种抗氧化剂，对VA的合成及人体和动物的营养有重要作用，是联合国粮组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会认定的A类优秀有营养的食品添加剂，世界上已有52个国家地区批准使用。目前，b－胡萝卜素已被《美国药典》（USP24版/NF19版（2000年出版）I部216－217页）、《英国药典》(“BritishPharmacopoeia”1998年版Vol.I168页)、《欧洲药典》（“EuropianPharmacopoeia”3版（1997年），465页）等收载，并已通过美国食品与药品管理局（FDA）的确认，批准用于食品、药品、化妆品。
a.b－胡萝卜素主要功能：
*对视觉系统的保健作用
*对皮肤组织的保健作用
*延缓衰老及减少癌症的发病率
*对生殖系统有保健作用
*促进人体生长发育抵抗不良环境
*b－胡萝卜素有良好的着色性能
4.2 主要技术内容
“发酵法生产天然β-胡萝卜素”
β-胡萝卜素是胡萝卜素中一种最普通的异构体。胡萝卜素广泛存在于动植物中，但动物和人体不能合成胡萝卜素，必须从外界摄入。胡萝卜素异构体有α—、β—、γ—胡萝卜素等，以β-胡萝卜素最为重要。β-胡萝卜素的分子式是C40H56，分子量约536.88。
β-胡萝卜素是维生素A的前体，它的稀溶液呈橙黄色至黄色，有很强的着色力。β-胡萝卜素在医药上除了用于维生素A缺乏症和光敏感患者的治疗外，近年来科学家研究发现了天然β胡萝卜素在防癌、抗癌方面和预防心血管疾病方面有明显作用，美国、西欧、日本的学者均有这方面的研究报道，文献量大，涉及的范围广。
天然β—胡萝卜素在防治上述疾病的保健药品中市场广阔。天然品的β-胡萝卜素不但作用更多，其立体异构体混合型比合成的全反式在人体内更容易被吸收，加以人们对药理活性的要求，更趋向于使用天然品。
对β-胡萝卜素的需求量美国以每年10%—15%的递增率增长。而天然品由于药理活性高，市场更看好，在纽约市场上合成品β-胡萝卜素的价格仅为同规格天然品的1/3左右。
β-胡萝卜素的生产分天然品和化学品两种。化学品尽管成本低。但药理活性低的问题越来越受到人们的关注。天然品β-胡萝卜素生产分为植物提取法和生物法两种。由于天然果实和蔬菜提取时成本高、价格贵、工艺复杂、受季节限制及着色力差等原因，工业化一般不采用；而发酵法生产天然β-胡萝卜素则不受环境条件等限制，是发展方向。
上海化工研究院综合该院内部技术优势，利用院内的Co60源进行了菌种的诱变，提高了菌种发酵水平，并结合该院多年来在发酵罐上的研究成果，以及院化学工程的分离和提纯等后处理技术的综合优势，于1994年开发了“发酵法生产天然β-胡萝卜素的研究（扩试）”项目，1996年通过了化工部的鉴定。该项目的中试工作被列为原国家科委九五“重大科技攻关项目。上海某单位为该项目的承担单位。
开发天然β-胡萝卜素提取技术及其产品具有以下优点：
① 非油溶性、为水分散型
② 色泽鲜艳，稳定性好，可长期密封保存，保质期2-3年；
③ 生产工艺简便，设备投资小；
④ 废渣可与山楂等混配制成多维优质食品，或直接用作牲畜、家禽等的优质饲料（尤其是牛饲料）。
每吨胡萝卜可提取胡萝卜素产品50-100公斤（因胡萝卜品种而异），其中β-胡萝素的含量为10%左右，产品为鲜橙红色稠状体，也可制成含β-胡萝卜素的干粉及水分散型液体。
产品成本随原料价格而变化，若以鲜胡萝卜0.6元/公斤计，每公斤含量10%的β-胡萝卜素干粉的生产成本（含人工、水电、运输等费用）为400-600元。国内β-胡萝卜素油丸的售价是每瓶油悬浮液（500毫克/100毫升）18元；含量10%的β-胡萝卜素干粉在日本的售价是3万日元/公斤（折合人民币1860元/公斤）从胡萝卜提取天然胡萝卜素，利税至少可达到生产成本的2倍以上。
4.3 β-胡萝卜素制备方法 4.3.1化学合成法 罗氏公司于1954年最先生产β-胡萝卜素，1972年BASF公司也开始生产，这两家公司都依靠一系列维生素A的前体物来制备。 2．1．1Roche法 以β-紫罗兰酮为起始原料，经C14-醛、C16-醛生成C19-醛，与一分子乙炔缩合，生成中间体15,15'-脱二氢二羟基-β-胡萝卜素。再通过Lindlar催化剂部分氢化和酸催化除去2分子水，生成15,15'-顺-β-胡萝卜素-，最后异构化生成β-胡萝卜素，总收率28%。反应式如下：
2．1．2BASF法 利用Wittig试剂将2分子C15季磷盐与一分子2，7-二甲基辛三烯二醛缩合，然后异构化即得β-胡萝卜素，收率超过80%。反应式如下： 2．1．3双维生素A缩合法 从维生素A醋酸酯（vitamin A acetate）开始，水解得维生素A醇，然后分别制成维生素A三苯基鏻盐化合物和维生素A醛，再以甲醇钠为缩合剂，经过Witting反应缩合成β-胡萝卜素。反应式如下： 合成维生素A的工厂采用本法，具有相对的优势。 2．1．4合成维生素A醋酸酯的母液氧化法 以维生素A醋酸酯的一次、二次结晶母液为原料，先与三苯基膦绩合，反应产物用非极性溶剂洗涤除去杂质，再经H2O2氧化、异构化等步骤，可得到β一胡萝卜素，收率约80％。用此法制备β一胡萝卜素可降低生产成本。 4.3.2．生物提取 可以从含胡萝卜素较多的植物，如胡萝卜、沙棘、苜蓿等中提取。将上述富含β一胡萝卜素的植物榨汁，加热，收集沉淀物。沉淀物用乙醇、乙醚等溶剂提取，提取液蒸去溶剂即得到β一胡萝卜素。此外，从蚕中提取，收率不低。在桑蚕业发达地区废物利用，可以形成一定规模，有经济价值。 4.3.3．采用发酵法生产 前苏联和东欧几个国家用三孢布拉霉菌发酵生产β一胡萝卜素，已达到工业化。 用三抱布拉霉菌（Blakeslea tripora）。它属于毛霉目，笄霉科布拉霉菌属的菌种，生长十分迅速，生物量高，培养48h每升发酵液可获50g以上的干菌体。产β一胡萝卜素的能力强，培养5~6天总胡萝卜素产量在1g/L以上，其中80%-90％是β一胡萝卜素。是实现工业化生产的好菌种。
南非萨索尔公司开发出一种独特的用海藻培养法生产β-胡萝卜素的新技术。采取这一新技术，可每年生产10吨β-胡萝卜素，这个产量占世界β-胡萝卜素市场的很大份额。
β-胡萝卜素是天然的抗氧化剂，已广泛用于保健食品和维生素增补剂。用海藻培养法生产β-胡萝卜素，就是在露天咸水池内，在适度高温和强烈阳光照射条件下培养海藻，然后从海藻中提取出β-胡萝卜素，这种方法既简单效果又理想。
4.4胡萝卜素用途及市场前景：
对β-胡萝卜素的需求美国以每年10-15%的递增率增长，而天然品由于药理活性高，市场行情更看好，在纽约市场上合成品B-胡萝卜素的价格仅为同规格天然品的1/3左右。全世界β-胡萝卜素的年需求量在1000吨左右，在美国每年以10-15%递增的需求增长。
在我国需求量也日益扩大。因此，天然B-胡萝卜素产品行情很好，取得了美国食品药物管理局（FDA）的认可，已列入美国药典。联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）食品添加剂委员会一致推荐并认定β-胡萝卜素属A类营养色素，目前世界上已有50多个国家和地区批准使用。随着天然β-胡萝卜素在医药保健和化妆品方面作用的不断发现，β-胡萝卜素产品日益受到各国医学界的关注，天然β-胡萝卜素在国内外市场的潜力不断扩大，增长率将明显高于β-胡萝卜素的化学合成品。国内含有β-胡萝卜素的保健品已有生命口服液、金施尔康，全营养型果珍、东方之珠、贝他、哼之力等产品问世，食品种有奶粉、饮料等产品问世。
随着天然β－胡萝卜素具有强抗氧化作用（清除体内自由基）、防癌抗癌、防老抗衰、防辐射及防止心血管疾病等功效的发现，市场需求不断增加，它的应用领域也从食品着色转向营养食品、保健品、药品及饲料四大领域。具体来说有以下用途：
（1）治疗维生素A缺乏症；
（2）防老抗衰、防癌抗癌及防治心血管疾病；
（3）预防辐射病；
（4）食品和化妆品的天然色素；
（5）饲料添加剂。 作为着色和营养两用的食品添加剂
b－胡萝卜素是良好的着色剂。着色范围从黄色到红色，着色力强，色泽稳定均匀，能与钾、锌、钙等元素共存不变色，尤其适合与儿童食品配伍，因此被广泛应用于食品行业。同时，由于b－胡萝卜素本身是油溶性色素，非常适合油性产品或是蛋白质性产品的开发，如人造奶油，胶囊，鱼浆炼制品，素食产品等。而经过微胶囊化处理的b－胡萝卜素，可转变成为水溶性色素，几乎所有的食品皆可应用，如：清凉饮料，乳制品，休闲点心食品等。另外，它还能用于医用糖衣片和胶囊着色，色泽稳定性优于柠檬黄。随着b－胡萝卜素的功能逐渐被人们所认识，大部分工业化国家已建议人们日常生活中多摄取含有b－胡萝卜素的食品。
*作为口服保健品
由于b－胡萝卜素能在人体内转化成维生素A，因此它对视觉系统、皮肤组织和生殖系统维持正常功能都具有保健作用。此外，b－胡萝卜素还具有促进人体生长发育、延缓衰老和抵抗不良环境等作用。
作为禽畜饲料添加剂
b－胡萝卜素能提高鸡的产蛋率，且所产鸡蛋蛋黄颜色深。另外，对于牛的生殖系统和繁殖后代都有显著改善。同时，其可以提高动物肌体的免疫能力，抵御自由基对动物的侵害。
*其他
最新研究成果表明，b－胡萝卜素可以减少肺癌、胃癌、食道癌、膀胱癌、宫颈癌、口腔癌等癌症的发病率，尤其对肺癌效果明显。b－胡萝卜素对癌症的治疗还能起到辅助作用。对心脑血管疾病也有良好的预防效果，可降低这方面疾病的发生率。此外，b－胡萝卜素还用于治疗红细胞生成性原卟啉病、蛔虫病、老年性白内障、多年未能根治的牛皮癣，手术后伤口长期不愈合等。
另外，更有研究指出，将抗氧化维生素涂抹在皮肤上，不只能防止紫外线伤害，还能促进既有伤害的修护，使皮肤保持弹性，让新皱纹的增生率减缓23%，并使原有的皱纹减少8%，因此，b－胡萝卜素也已经逐渐应用在化妆品等新兴市场。
综上所述，随着研究的进一步深入及人民生活水平的提高，b－胡萝卜素市场潜力巨大 。
β－胡萝卜素市场容量空间很大 目前国内β－胡萝卜素的市场价，合成的1．1万元／公斤左右，天然的1．8万元／公斤左右。国际上天然β－胡萝卜素的牌价是合成的一倍左右，但天然β－胡萝卜素只占β－胡萝卜素的5％～6％，因此天然β－胡萝卜素发展空间极大。目前世界上β－胡萝卜素的年需求量在1500吨以上，国内年需求量约600吨，年销售额为2．5～3亿美元，且每年以7％～10％的速度递增。 β－胡萝卜素可分为化学法合成的β－胡萝卜素和通过植物、盐藻提取或微生物发酵的天然β－胡萝卜素两大类，目前大多数（95％）是化学品，由于天然β－胡萝卜素具有很好的抗染色体畸变、防癌作用以及较强的生理活性，天然β－胡萝卜素的价格是化学品的两倍，将成为今后的β－胡萝卜素市场中的主导产品。 天然β－胡萝卜素的生产方法主要有三种，一是从天然植物中提取，二是大面积养殖盐藻获得，三是微生物发酵生产。 二、β-胡萝卜素国内市场状况及应用综述 1.β-胡萝卜素市场状况分析及预测
β—胡萝卜素国内外市场分析
β—胡萝卜素是一种国际上公认的优秀天然色素，同时也是维生素A的前体，因此，β—胡萝卜素具有维生素A活性和良好的着色双重功能。除用于食品色素外，β—胡萝卜素还可作为药品和功能性添加剂，主要用于维生素A缺乏症、光敏症，以及用于保护肌体免受氧自由基的毒害，如具有抗癌、抗心血管病、抗白内障、抗老年性痴呆症等保健功能。另外，还可作为饲料添加剂。
国内目前β—胡萝卜素的生产能力较小，年产量不足500公斤，因此我国消费β—胡萝卜素基本依赖进口，年进口量在10吨以上。随着我国经济的发展，β—胡萝卜素的用量不断增加，特别是用于食品加工业的需求量越来越大，如各种果汁饮料中大量使用β—胡萝卜素作为色素。此外，人造奶油、糖果、罐头等也添加β—胡萝卜素作为色素和营养强化剂。
根据食品工业的发展规划，预计2005年全国果汁饮料的生产量将达到150万吨，约需β—胡萝卜素150吨。因此，我国β—胡萝卜素的市场发展潜力巨大.
β－胡萝卜素利润源自质量
胡萝卜等蔬菜中含有微量β－胡萝卜素，通过提取，分离可获得天然β－胡萝卜素产品。美、日、英等国已研究培育出β－胡萝卜素含量比较高，且病虫害抗性强的胡萝卜新品种，为天然β－胡萝卜素的生产提供优质原料。
大面积养殖杜氏盐藻，通过溶剂萃取提取，是目前国外生产天然β－胡萝卜素的主要手段。美国、澳大利亚等国的数家公司均建有世界级的盐藻养殖厂以及盐藻提取装置。
1990年代初，通过引进改造等手段，我国相继建成内蒙古吉兰泰盐场生物工程公司、天津兰泰生物工程公司等少数几家养殖盐藻生产天然β－胡萝卜素的企业。但是盐藻养殖受到外界环境条件的严格限制，使其规模均难于壮大，年生产能力均只有半吨左右，远远不能满足国内的市场需求。
微生物发酵法生产天然β－胡萝卜素因不受环境条件限制而受到重视。目前已发现能合成胡萝卜素的主要微生物主要有瑞士乳杆菌、球形红杆菌、短杆菌、分枝杆菌、粘红酵母、布拉克须霉、三孢布拉霉。其中三孢布拉霉（Blakesleatrispora）与其他菌种相比具有生物量大，单位菌体量β－胡萝卜素产量高等优点，是工业化生产天然β－胡萝卜素的理想微生物。
从20世纪60年代起，国际科学家深入研究了该菌的培养条件、各种培养基成分对三孢布拉霉的生长、生物量及β－胡萝卜素产量的影响。在我国，武汉星辰生物工程有限公司已实现了β－胡萝卜素产业化生产。江南大学对三孢布拉霉发酵生产β－胡萝卜素也进行多年的研究，通过菌种选育和优化发酵条件，目前发酵产量可达1．5～2．0克／升，并开发了β－胡萝卜素提取及微胶囊技术，直接做成水溶性粉剂，可作为食品、保健品和化妆品的添加剂，预计该产品将会给企业带来良好的经济效益和社会效益
2．β－胡萝卜素。β－胡萝卜素是维生素A前体，是联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会认定的A类优秀有营养的食品添加剂。世界上已有52个国家地区批准使用。国外生产企业有罗氏，年产量为350吨；德国BAS公司年产量150吨；匈牙利Darius公司也生产β－胡萝卜素，是以植物为原料。世界年需求量在1000吨，而目前产量只600吨。
β－胡萝卜素有三种生产方法：
①化学合成法；
②盐藻提取法；
③生物发酵法。
其中生物发酵法最佳。国内生产企业有：
南京天舒生物工程有限公司从胡萝卜中提取天然胡萝卜素；
天津市蓝泰生物工程联合公司在我国最大的盐藻场
内蒙古吉兰泰盐场从盐藻中提取天然胡萝卜素。
我国β－胡萝卜素实际需求量达100吨左右。目前国内生物发酵法的技术现状为：上海市工业微生物研究所发酵法生产β－胡萝卜素已通过中试鉴定，武汉抗生素厂开发的发酵法β－胡萝卜素中试装置也通过了鉴定。
2.β-胡萝卜素产量分析及预测 2.1胡萝卜原料基地的生态条件
１、气候条件：
对于以胡萝卜素为健康食品主要功效成份的胡萝卜原料，在满足绿色食品基本要求的前提下，原料的胡萝卜素含量高是加工原料基地的主要指标。胡萝卜属半寒性作物，喜冷凉。因此就要求原料基地设在：年平均气温３—７℃的气候冷凉区，胡萝卜膨大期（胡萝卜素积累期）的日均气温保持在15－21℃。在上述基本气候条件下，胡萝卜原料的胡萝卜素含量高、内在品质好，能满足工业化加工要求。
我国东北地区和海拨1000—1500m的西北（新疆、青海、甘肃、内蒙、宁夏）、华北北部地区，均具有上述气候条件。
２．灌溉条件：
保证胡萝卜生育期必须能浇3—4水，其中苗期和胡萝卜根膨大期的浇水尤为重要。发展大规模原料基地时，保证胡萝卜正常生长的灌溉条件是质量的重要基础。胡萝卜比普通蔬菜用水量少，约比普通叶类、茄果类蔬菜省水50%左右。
３．土壤条件：
最适于沙壤土和轻壤土栽培，黑钙土也是适宜胡萝卜生长的土型。
４．茬口条件：
棉花地农药残留量高，高产小麦田化肥污染严重，均不适宜发展优质胡萝卜原料基地。油菜、大豆茬地适宜种胡萝卜。种胡萝卜的土地须两年倒茬一次。在农牧交错区，有较多的有机肥料，是发展原料基地的有利条件。
2.2 、品种
加工型胡萝卜品种均为夏播秋收品种（符合半寒性作物的生物学特性），生长期90—110天（生长期长胡萝卜素含量一般较高），中国、日本、美国均有适合加工的胡萝卜素含量较高的品种。适合加工的优良品种，大面积生产时类胡萝卜素含量一般可达8—12mg/100g，亩产为3吨左右，高产可达4—5吨。
春播夏收品种因胡萝卜素含量低、品质差、亩产低不适合作加工用，主要用于淡季蔬菜搭配。
优质胡萝卜原料的感观特性：新鲜良好，心柱细小、肉质肥厚、心与肉均为橙红色，外形呈柱状（锥形者差），无分岔、无畸形、无开裂，无青头（深绿色茎与根结合部，人工修整）、无冻伤和机械损伤。
2.3 、亩胡萝卜素产量 加工用胡萝卜原料有两个评价指标：一是亩产量，二是单位重量的胡萝卜素含量，二者的乘积为亩胡萝卜素产量。
亩胡卜素产量（mg/亩）＝亩产量（kg/亩）×单位重量胡萝卜素含量（mg/kg），它反映了自然收获量和内在质量两方面因素。因此发展加工型胡萝卜基地时，选择胡萝卜素含量高的品种十分重要。
种植者一般关心亩产量，健康食品的加工者一般关心单位重量的胡萝卜素含量。我们的目标是胡萝卜素含量越高越好，在类胡萝卜素含量不低于8mg/100g的前提下亩产量越高越好。
2.4 国内β-胡萝卜素生产概况 张素琴等（1989年）曾研究用分枝杆菌菌种Cr－l发酵产生β-胡萝卜素。在最适条件下发酵6天总色素量650mg/L，其中β-胡萝卜素占43．17％。 江苏省微生物研究所科技人员以淀粉为碳源培养三孢布拉霉菌产生β-胡萝卜素，发酵6天，总胡萝卜素产量1．4g／l，其中β一胡萝卜素1.1g/l。 上海第六制药厂曾试制成功食品级原料，用作饲料添加剂和着色剂。此后，该厂又进一步研制成功医药级β-胡萝卜素，其纯度达到国外同类产品水平，完全符合《美国药典》第22版要求。并由上海延安制药厂制成软胶丸。
国内还从藻类提取β-胡萝卜素。 国内天然胡萝卜素产地准备建在内蒙古自治区阿拉善盟吉兰泰盐湖，设计年产天然β-胡萝卜素500kg，拥有盐藻养殖池12万平方米。 江西省贝他健康制品公司在β一胡萝卜素产品的开发中，采用先进的微型胶囊制剂技术，较好地解决了在开发利用中通常遇到的稳定性和高脂溶难吸收的两大难题，在国内率先生产出β-胡萝卜素固体产品；2％β-胡萝卜素微型胶囊干粉和凯乐亭胶囊营养片（每片2mg，有β-胡萝卜素，VC、VE等），已投放市场。 目前我国β－胡萝卜素生产厂家共有7家，其中大部分为天然β－胡萝卜素生产商，只有个别制药厂生产合成β－胡萝卜素。
2001年我国β－胡萝卜素总的生产能力约4800kg/a，企业开工率仅为30%左右。由于天然β－胡萝卜素价格较贵，国内β－胡萝卜素市场上多为进口合成β－胡萝卜素，因合成β－胡萝卜素价格相对便宜，占据国内近90%的市场份额。
据统计，2001年我国共消耗β－胡萝卜素2000kg，其中食品着色剂约1500kg，其余用于营养强化剂、保健品、饲料添加剂等方面。预计今后几年，我国β－胡萝卜素的消耗量将以每年10%以上的速率增长，尤其是天然β－胡萝卜素的增长将更快，在营养强化剂、保健品领域的增长更加明显。
随着我国人们生活水平的提高，对天然、健康、多功能食品的需求日盛，作为具有良好保健作用的营养素，β－胡萝卜素的市场前景广阔。建议加大开发适合我国国情的发酵法生产天然β－胡萝卜素技术力度；投资β－
