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カロテノイド (carotenoid) は天然に存在する色素で、化学式 C40H56 の基本構造を持つ化合物の誘導体をいい、カロチノイドともいう。テルペノイドの一種で、テトラテルペンに分類される。炭素と水素のみでできているものはカロテン類、それ以外のものを含むものはキサントフィル類という。カロテンやキサントフィルは二重結合を多く含むので抗酸化作用が大きく、植物では酸素が多く発生する場所に多く存在する。極性溶媒に溶けにくく、非極性溶媒に溶ける。したがって、脂肪とともに摂取すると効率的である。なお、カロテンは動物に吸収されるとビタミンAとなる。