KAROTENOIDY: BUDOWA, FUNKCJE, KLASYFIKACJA, ŻYWNOŚĆ - BIOLOGIA - 2025

W karotenoidy są związki chemiczne, które są obecne w dużej ilości spożytego pożywienia dziennie. To duża grupa obejmująca kilka typów cząsteczek.

Mówiąc najogólniej, karotenoidy dzielą się na dwie grupy: karoteny i ksantofile. W każdym z nich znajduje się duża liczba związków, takich jak beta-karoten i luteina. Związki te mają kluczowe znaczenie dla organizmu, ponieważ pomagają poprawić niektóre funkcje, takie jak wzrok.

Pomidor jest doskonałym źródłem karotenoidów. Źródło: Scott Bauer, USDA ARS, za pośrednictwem Wikimedia Commons

Grupa karotenoidów jest przedmiotem badań wielu specjalistów, którzy swoimi badaniami wnieśli naprawdę cenny wkład. Jednak te cząsteczki organiczne nadal pozostają mało znaną grupą, ale w dużym stopniu przyczyniły się do równowagi i utrzymania funkcji organizmu.

Ważne jest, aby podczas jedzenia brać pod uwagę karotenoidy, ponieważ oprócz korzyści zdrowotnych, zapewniają one wyjątkowy w swoim rodzaju smak i przyprawę.

Struktura chemiczna

Karotenoidy należą do grupy terpenoidów, czyli szeregu związków pochodzących z kwasu mewalonowego (pochodzącego z acetylo-CoA). Terpeny to pochodne izoprenu, węglowodoru składającego się z pięciu atomów węgla.

W szczególności karotenoidy są tetraterpenami i składają się z czterdziestu atomów węgla. Atomy te tworzą sprzężone łańcuchy, które mogą kończyć się pierścieniami węglowymi, podstawione i nienasycone na każdym z końców.

Mają budowę izoprenoidalną, co oznacza, że ​​mają zmienną liczbę sprzężonych wiązań podwójnych. Jest to ważne, ponieważ określa długość fali światła, które pochłonie cząsteczka. W zależności od rodzaju pochłoniętego światła nada określony kolor warzywu lub roślinie, w której się znajduje.

Struktura chemiczna beta-karotenu. Źródło: By KES47 (File: Beta-carotene.png), za Wikimedia Commons

Cząsteczki, które mają kilka wiązań podwójnych, absorbują światło o krótszej długości fali. Na przykład istnieje cząsteczka, która zawiera tylko trzy sprzężone wiązania, dlatego może wychwytywać tylko światło ultrafioletowe, jest bezbarwna.

Istnieje inny rodzaj karotenoidu, który zawiera w swojej strukturze łącznie jedenaście sprzężonych podwójnych wiązań i pochłania nawet czerwień.

Nieruchomości

Karotenoidy to pigmenty rozpuszczalne w tłuszczach, co oznacza, że ​​są dobrze rozpuszczalne w olejach i tłuszczach. Podobnie nie są syntetyczne, ale są wytwarzane naturalnie przez rośliny, niektóre bakterie fotosyntetyzujące i algi. Podobnie są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak między innymi keton, eter dietylowy, metanol i chloroform.

W kontakcie z kwasem karotenoidy są wyjątkowo niestabilne. Powoduje to wystąpienie reakcji cyklizacji lub izomeryzacji.

Biorąc pod uwagę, że są hydrofobowe, karotenoidy będą znajdować się w środowiskach związanych z lipidami, takich jak wnętrze błon komórkowych.

Ze względu na obecność podwójnych wiązań w swojej strukturze chemicznej, związki te są bardzo wrażliwe na niektóre pierwiastki w środowisku, takie jak m.in.tlenki, nadtlenki, metale, kwasy, światło i ciepło.

Podobnie, biorąc pod uwagę ich budowę chemiczną, wiele karotenoidów występujących w przyrodzie jest prekursorami witaminy A.Aby karotenoid był prekursorem witaminy A, muszą istnieć dwa warunki: obecność ß- jonon i zdolność w organizmie zwierzęcia do przekształcania go w retinol.

Wśród karotenoidów, które mogą pełnić rolę prekursorów witaminy A, można wymienić między innymi: α-karoten, ß-zeakaroten i ß-kryptoksantynę (około 50).

Klasyfikacja

Karotenoidy są klasyfikowane według obecności lub braku tlenu w łańcuchu na dwie duże grupy: ksantofile, które zawierają tlen, i karoteny, które go nie zawierają.

-Xanthophylls

Ksantofile to związki chemiczne należące do grupy karotenoidów, które w swojej strukturze chemicznej zawierają węgiel, wodór i tlen. W wielu roślinach występuje szczególnie obficie, odpowiadając za żółto-pomarańczowe wybarwienie niektórych z nich.

Pigment ten nie występuje wyłącznie w roślinach i algach, ponieważ występuje również w niektórych strukturach zwierzęcych, takich jak żółtko jaj i egzoszkielet niektórych skorupiaków.

Do najbardziej znanych ksantofili należą:

Astaksantyna

Jest to karotenoid rozpuszczalny w tłuszczach. Można je znaleźć głównie w mikroskopijnych algach, drożdżach i niektórych zwierzętach, takich jak skorupiaki, pstrągi, a zwłaszcza w piórach niektórych ptaków.

Przydatność i znaczenie astaksantyny polega na jej udowodnionej sile przeciwutleniającej, przeciwnowotworowej, przeciwcukrzycowej i przeciwzapalnej. Przy regularnym przyjmowaniu astaksantyny uzyskuje się pewne korzyści, takie jak między innymi: zwiększenie funkcji odpornościowej, zachowanie zdrowia układu sercowo-naczyniowego i obniżenie poziomu trójglicerydów we krwi.

Podobnie astaksantyna ma pewne właściwości ochronne przed szkodliwym działaniem promieni słonecznych na gałkę oczną.

Luteina

To pigment należący do grupy karotenoidów, a konkretnie ksantofili. Ten pigment zapewnia warzywa o intensywnie żółtym kolorze. Jest to dihydroksy pochodna α-karotenu.

Najliczniej występującym ksantofilem jest luteina. Wśród jego dobroczynnych właściwości dla człowieka można wymienić, że chroni oczy, a także skórę.

Wiolaksantyna

Można go znaleźć w skórce pomarańczy i mandarynek, a także w dużej liczbie żółtych kwiatów. Otrzymywany jest przez utlenianie zeaksantyny.

-Karoteny

Znane są pod tą nazwą, ponieważ po raz pierwszy zostały wyizolowane z marchwi (Daucuc carota). Karoteny to rodzina związków chemicznych, które charakteryzują się zabarwieniem między czerwonym a żółtym, przechodzącym przez pomarańczowy.

Pod względem chemicznym składają się z krótkiego łańcucha węglowodorowego, który nie zawiera tlenu w swoich końcowych pierścieniach.

Wśród najlepiej przebadanych karotenów możemy wymienić:

Beta karoten

Jest to najbardziej rozpowszechniony karotenoid. Jest podstawowym źródłem witaminy A dla organizmu, ponieważ gdy na to zasługuje, beta-karoten jest przekształcany w tę witaminę.

Wszystko to zachodzi na poziomie błony śluzowej jelit. Mają wiele zalet dla ludzi, wśród których jedną z najważniejszych jest to, że są przeciwutleniaczami.

Alfa karoten

Zwykle występuje w tych samych produktach spożywczych, towarzysząc beta-karotenowi. Uważa się, że ten związek chemiczny chroni organizm przed niektórymi rodzajami raka, takimi jak rak szyjki macicy.

Likopen

Występuje głównie w pomidorach, szpilkach i papryce. Dzięki różnym badaniom ustalono, że zmniejsza ryzyko rozwoju różnego rodzaju nowotworów. Podobnie jest w stanie obniżyć poziom cholesterolu we krwi.

cechy

Karotenoidy to związki chemiczne spełniające określone funkcje, wśród których możemy wymienić:

• Są zaangażowani w proces fotosyntezy. Dzieje się tak, ponieważ są to obecne w roślinach pigmenty zdolne do pochłaniania światła o różnych długościach fal.
• Karotenoidy pełnią funkcję prowitaminy A. Oznacza to, że niektóre karotenoidy, np. Karoteny, są prekursorami retinolu (witaminy A). Po wejściu do organizmu, poprzez różne mechanizmy biochemiczne w komórkach, są przekształcane w retinol, który ma wiele zalet dla ludzi. Zwłaszcza na poziomie zmysłu wzroku.
• Są niezwykle korzystne dla człowieka, gdyż przyczyniają się do utrzymania dobrego stanu zdrowia, pomagając w zapobieganiu różnym patologiom, m.in.nowotworom i chorobom oczu.

Źródła żywności karotenoidów

Karotenoidy są ważnymi składnikami organizmu, ponieważ zapewniają szeroką gamę korzyści w zakresie optymalizacji i poprawy niektórych funkcji organizmu. Mimo to organizm nie posiada mechanizmów ich syntezy, dlatego pozyskuje się je z codziennej diety.

Wiele osób uważa, że ​​pokarmy bogate w karotenoidy są koniecznie czerwone, pomarańczowe lub żółte. Jednak tak nie jest, ponieważ istnieją nawet zielone warzywa, w których występuje znaczna obecność tych związków.

Pokarmy bogate w karotenoidy. Źródło: Pixabay

W tym sensie karotenoidy są obecne w wielu produktach spożywczych, we wszystkich warzywach, a niektóre z nich wymieniono poniżej:

• Marchewka
• Kapusta
• Rukiew wodna
• szpinak
• czerwona papryka
• Pomidor
• Sałata
• Arbuz
• Papaja
• Morela
• Pomarańczowy
• Mango
• Guawa
• Truskawka
• Śliwka
• Papryka
• Szparag
• Pietruszka

To tylko kilka z produktów, w których można znaleźć karotenoidy. Niezwykle ważne jest, aby o nich pamiętać i włączać je do codziennej diety.

Dzięki ogromnym korzyściom, jakie zapewniają, są one obecnie obowiązkową częścią dziennego spożycia, a ich zalety są powszechnie uznawane.

Korzyści

Karotenoidy przynoszą wiele korzyści dla ludzi. Dlatego muszą być włączane do codziennej diety, aby mieć dostępność tych związków.

Różne badania podają, że korzyści z tych związków są liczne, z których najbardziej znana to:

Działa przeciwutleniająco

Jest to jeden z najsłynniejszych efektów działania karotenoidów, chociaż nie udało się dokładnie zrozumieć, w jaki sposób to następuje.

Aby zrozumieć działanie przeciwutleniające karotenoidów, należy wziąć pod uwagę pewną wiedzę z zakresu biologii molekularnej organizmu. Posiada kilka mechanizmów oczyszczających tzw. Wolne rodniki, które powodują jej znaczne uszkodzenia.

W organizmie są pewne cząsteczki, które są dla niego wysoce szkodliwe. Należą do nich: O ^-2 , HO i NO (reaktywne formy tlenu i azotu), a także H ₂ O ₂ i HONO. Ze względu na uszkodzenia tkanek, które powodują, organizm musi się ich pozbyć. Dzieje się to poprzez różne procesy.

Jeden z tych mechanizmów wykorzystuje pewne związki chemiczne, które są w stanie je przekształcić lub wyeliminować. Wśród tych związków znajdują się m.in. tokoferole, flawonoidy i karotenoidy.

Niektóre badania sugerują, że karotenoidy są substancjami tłumiącymi O2, a także środkiem, który pomaga zapobiegać uszkodzeniom tkanek przez tak zwane reaktywne formy tlenu i azotu, o których mowa powyżej.

Ostatecznie wykazano, że karotenoidy są wysoce skutecznymi środkami w inaktywacji O-2, w znacznym stopniu zapobiegając fotoksydacyjnemu uszkodzeniu tkanek przez tę cząsteczkę.

Uszkodzenie to spowodowałoby działanie światła, które oddziałuje na określone cząsteczki, powodując tworzenie się związków potencjalnie szkodliwych dla komórek.

Układu sercowo-naczyniowego

Różni eksperci w tej dziedzinie uważają, że włączenie do diety produktów bogatych w karotenoidy przyczynia się do zmniejszenia ryzyka wystąpienia chorób, które upośledzają układ sercowo-naczyniowy, takich jak nadciśnienie i patologie związane z tętnicami wieńcowymi.

Dokładny mechanizm, za pomocą którego karotenoidy przyczyniają się do dobrego zdrowia układu sercowo-naczyniowego, pozostaje tajemnicą. Jednak lekarze zgadzają się, że zbilansowana dieta powinna obejmować żywność zawierającą karotenoidy, niezależnie od tego, czy są to karoteny, czy ksantofile.

Działa przeciwnowotworowo

Niektóre karotenoidy, takie jak likopen, zmniejszają częstość występowania niektórych rodzajów raka, takich jak rak prostaty, płuc i przewodu pokarmowego.

Podobnie karotenoidy zawierają związki zwane acetylenami, które są rozpoznawane, ponieważ pomagają zapobiegać rozwojowi guzów.

Jest to jednak dziedzina, w której wiele pozostaje do nauczenia. Światowa Organizacja Zdrowia stwierdza, że ​​twierdzenie, że karotenoidy chronią przed rakiem jest „możliwe, ale niewystarczające”, dlatego wciąż musimy czekać na wyniki wielu badań, które wciąż trwają.

Mimo to wszystko wskazuje na to, że wyniki będą korzystne, a karotenoidy odgrywają ważną rolę w zapobieganiu tej straszliwej chorobie.

Są korzystne dla zdrowia oczu

Biorąc pod uwagę, że część karotenoidów jest prekursorami retinolu (witaminy A), stanowią one doskonałe źródło pozyskiwania przez organizm takiej ilości, jakiej potrzebuje.

Retinol to związek chemiczny działający na poziomie siatkówki w celu optymalizacji funkcjonowania receptorów oka oraz znacznej poprawy ostrości wzroku, szczególnie w zakresie widzenia w nocy.

Wzmacniają układ odpornościowy

Do tej pory istnieje kilka badań, które wykazały, że karotenoidy mają wśród wielu korzyści, wzmacniając układ odpornościowy. Jest to ważne, ponieważ to on jest odpowiedzialny za radzenie sobie z każdym patogenem, który może uszkodzić organizm, takim jak między innymi bakterie i wirusy.

Bibliografia

1. Emodi A. Karotenoidy: właściwości i zastosowania. Food Technol. 1978; (32): 38-42, 78.
2. Halliwell B, Murcia MA, Chirico S, Aruoma OI. (1995) Wolne rodniki i przeciwutleniacze w żywności i in vivo: co robią i jak działają. Crit Rev Food Sci and Nutr .; 35 (1/2): 7-20.
3. Higuera-Ciapara I, Félix-Valenzuela L, Goycoolea FM. (2006) Astaksantyna: przegląd jej chemii i zastosowań. Crit Rev Food Sci Nutr. ; 46: 185-196.
4. . Kong KW, Khoo HE i in., (2010). Revealing the Power of the Natural Red Pigment Likopene, Molecules, 15, 959-987
5. Meléndez-Martínez AJ Vicario I, Heredia FJ, (2007) Pigmenty karotenoidowe: rozważania strukturalne i fizykochemiczne, Latin American Nutrition Archives, 57 (2)
6. Sánchez A, Flores –Cotera L, et al (1999) Carotenoids: structure, function, biosynthesis, Regulation and applications, Rev. Latinoamericana de Microbiología, 41: 175–191,