引言
类胡萝卜素是植物性食品中最重要的脂溶性植物化学物质之一，因其营养、功能和工业价值而得到广泛认可（Liu, Qu, et al., 2025）。水果和蔬菜是类胡萝卜素的主要膳食来源，其中番茄红素、β-胡萝卜素和叶黄素尤为受到关注，这是因为它们在常见食品中含量丰富且具有营养作用（Huang et al., 2025）。番茄红素是一种非维生素A原类胡萝卜素，因其抗氧化相关功能而得到广泛研究；β-胡萝卜素是一种主要的维生素A原类胡萝卜素，与维生素A营养密切相关；叶黄素则是一种与视觉健康密切相关的黄烷醇，因其选择性积累于黄斑部和晶状体而备受关注（Kim & Jee-Young, 2025; Silva et al., 2026; Zhu et al., 2025）。这些化合物还广泛用作植物性食品中的天然色素和功能成分。因此，在加工和消化全过程中保持其营养价值已成为食品科学与技术领域中日益重要的课题。
然而，类胡萝卜素的营养价值不仅取决于其在原料中的浓度，还取决于其分子形态、在食物基质中的物理状态以及摄入后的消化命运。在植物组织中，番茄红素、β-胡萝卜素和叶黄素常被包裹于有色体、色素-蛋白复合物或晶体聚集体中，这些结构可显著限制其在消化过程中的可提取性和释放（Aldana-Heredia et al., 2024）。与此同时，这些类胡萝卜素是化学性质不稳定的化合物，在采后处理、加工和储存过程中易发生氧化和几何异构化（Bhattarai et al., 2025; Hu et al., 2023; Zhang, Yang, et al., 2024）。因此，类胡萝卜素在食品中的最终生理价值取决于分子结构、基质组织、加工条件和消化行为之间复杂的相互作用。
在影响类胡萝卜素的结构性变化中，反-顺（E/Z）异构化尤为重要。在新鲜植物原料中，类胡萝卜素通常以热力学更稳定的全E式为主（Sato et al., 2026）。相反，在加工过程中，在热、光、压力、氧气暴露或其他环境胁迫的影响下，可能生成各种Z异构体（Hu et al., 2023; Liu, Qu, et al., 2025; Shi et al., 2022）。这些构型变化不仅仅是几何学上的改变。它们可改变类胡萝卜素的结晶性、溶解度、聚集倾向、氧化稳定性，以及消化过程中与脂质和胶束相的相互作用（Casta?eda-Rodríguez et al., 2024; Hu et al., 2023; Mashiane et al., 2021）。在某些情况下，特别是对于番茄红素和某些叶黄素异构体，Z异构化与生物可及性或生物利用度的提高有关（Liu, Qu, et al., 2025）。而在其他情况下，如β-胡萝卜素，其后果可能不那么有利或更加复杂，因为异构化可能降低维生素A原活性，或与降解同时发生（Benítez-González et al., 2026）。因此，不应将类胡萝卜素异构化视为孤立的结构性事件，而应将其视为一种与加工相关的转化过程，对营养功能具有直接影响。
然而，一个主要挑战在于，类胡萝卜素异构体的分析表征远非简单。番茄红素、β-胡萝卜素和叶黄素各自可产生多种几何异构体，这些异构体具有相同的分子量，且色谱和光谱性质相近。因此，检测异构化发生与确证特定异构体的身份之间存在关键区别。在实际操作中，UV-Vis/PDA数据和色谱行为通常可提供E/Z转化的有力证据（Ashenafi et al., 2023; Sodedji et al., 2022; Takagi et al., 2025）。然而，可靠的异构体鉴定通常需要进行多证据综合判读，涉及色谱保留时间、光谱参数、质谱、标准品，以及在要求更高的情况下，通过NMR进行确认（Daood et al., 2022; Yao et al., 2024; Yu et al., 2023）。这一问题尤其重要，因为对类胡萝卜素色谱峰的误判或过度解读可能导致关于加工效果、构效关系和营养意义方面的错误结论。
尽管Maoka（2023）利用LC-DAD-MS和MS/MS对类胡萝卜素表征进行了全面概述，但可靠鉴定个别位置E/Z异构体所需的分析证据尚未得到足够详细的批判性整合，尤其针对番茄红素、β-胡萝卜素和叶黄素。这很重要，因为色谱保留时间、UV-Vis特征、MS信息、标准品和NMR所提供的结构置信度水平并不等同。除分析挑战外，Meléndez-Martínez等人（2023）证明类胡萝卜素在食品加工和储存过程中会发生多种并发转化，包括异构化、氧化、降解和可提取性变化；而Zhang, Li, et al.（2024）则证明食物基质结构强烈影响类胡萝卜素的释放、溶解、胶束化和生物可及性。这些研究共同强调了对类胡萝卜素加工行为进行综合解读的必要性，其中异构体生成、基质修饰、类胡萝卜素保留/降解和消化命运应被同时考虑而非独立分析。因此，本综述旨在弥补两个互补性空白：缺乏详细的、基于证据的框架来鉴定单个类胡萝卜素E/Z异构体，以及缺乏对加工诱导异构化、基质变化和类胡萝卜素降解如何共同影响后续生物可及性和生物利用度的综合解读。
因此，本批判性叙述性综述旨在对植物性食品中番茄红素、β-胡萝卜素和叶黄素进行综合分析，重点关注异构体鉴定、加工如何影响反-顺异构化，以及这些类胡萝卜素随后的生物可及性。通过将分析证据与加工诱导的结构性变化和消化后果相联系，本综述旨在为理解并优化植物性食品中类胡萝卜素的功能性提供更清晰的框架。本批判性叙述性综述不旨在穷尽式罗列文献，而是强调对分析证据、加工诱导的E/Z异构化、基质相关变化和消化结果的综 合解读。
