- Karotenoidy- najważniejsze informacje
W naturze występuje ponad 600 związków zaliczanych do karotenoidów. Większość z nich to barwniki, które nadają barwę żółtą lub pomarańczową licznym gatunkom roślin. Związki te znajdują się w zielonych liściach wielu roślin, jednak tutaj ich barwę maskuje chlorofil. Karotenoidy nadają również piękną barwę piórom, łuskom czy skórze zwierząt. Są odpowiedzialne za barwę niebieską lub purpurową morskich bezkręgowców.
Historia
W 1831r. Wackenroder wyodrębnił pierwszy karoten marchwi w postaci rubinowoczerwonych kryształów. Nieco później naukowcy wyodrębnili pewien związek, także z zielonych liści. Jak się okazało po latach w marchewce oraz w zielonych liściach znajdował się ten sam związek- karoten.
Karotenoidy- występowanie w przyrodzie
Grupa karotenów zawierająca 40 atomów węgla jest najbardziej rozpowszechnioną grupą związków wśród karotenów, ale także najbardziej zróżnicowanych.
Karoteny znajdują się w niefotosyntezujących organach roślin jak owoce, nasiona, kwiaty. Powstają najczęściej w wyniku II-rzędowych reakcjach metabolicznych.
Grupa chemiczna i budowa
Karotenoidy należą do grupy izoprenoidów. Zawierają w swojej cząsteczce wyłącznie atomy węgla i wodoru. Ich wzór sumaryczny to C40H56. Zbudowane są z 11 sprzężonych ze sobą wiązań podwójnych. Najczęściej są to izomery cis i trans. Izomery cis można znaleźć w warzywach i owocach, są to także produkty przemiany metabolicznej. Natomiast izomery trans są bardziej stabilne termodynamicznie. Ze względu na taką budowę karoteny są substancjami mało polarnymi, absorbują promieniowanie o wyższej długości fali.
Ksantofile są pochodnymi karotenów, które zawierają minimum jeden atom tlenu, znajdujący się np. w grupie hydroksylowej, karbonylowej, karboksylowej czy hydroskymetanowej. Są to związki bardziej polarne, które absorbują promieniowanie o niższych długościach fal.
Karotenoidy- właściwości fizyczne
Karotenoidy są rozpuszczalne w tłuszczach, z którymi tworzą estry. Nie rozpuszczają się natomiast w wodzie.
Właściwości chemiczne
Aby karotenoidy nadawały barwę muszą mieć łańcuch zawierający minimum siedem wiązań podwójnych. Fitoen lub fitofluen mające jedynie 3 i 5 wiązań podwójnych i są bezbarwne. W połączeniu z niektórymi białkami karotenoidy mogą dawać barwę od niebieskiej po purpurową czy zieloną.
Karotenoidy- podział
Karotenoidy dzielimy na dwie grupy:
a) Karoteny– które zawierają w swojej cząsteczce 11 sprzężonych wiązań podwójnych. Wyodrębniono karoteny w postaci: α-, β-, γ-, δ-, ε-karoteny. Do tej grupy zalicza się także związki, które mają krótsze łańcuchy węglowe, ale wyposażone w centralny fragment karotenu z 4 grupami metylowymi np. biksyna
b) Ksantofile– stanowią one pochodne tlenowe karotenów, jest to szeroka grupa związków wykazująca podobieństwo chemiczne, biochemiczne i fizykochemiczne.
Do najbardziej znanych karotenoidów zaliczamy
- β-karoten– który daje żółte i pomarańczowe zabarwienie, jest to prowitamina witaminy A, zapobiega on oparzeniom skóry oraz chroni przed poparzeniami słonecznymi
- α-karoten chroni przed nadmiernym rozrostem
- Likopen- odpowiadający za czerwony kolor np. pomidorów
- Luteina i zeoksantyna- nadające produktom barwę żółtą.
- Wiolaksantyna, noeksantyna, β-kryptoksantyna
Karotenoidy i ich rola w świecie roślin
Karotenoidy są dla roślin pigmentami, które odgrywają ważną rolę ochronną roślin przed szkodliwym działaniem fotooksydacyjnym wywołanym przez aktywne formy tlenu. Odpowiadają za stabilność struktur lipidowych, biorą udział w gromadzeniu się światła w procesie fotosyntezy.
Karotenoidy to prekursory witaminy A
Ponieważ β- karoten jest prowitaminą A, tzn., że z dwóch cząsteczek karotenu w naszym organizmie powstaje cząsteczka witaminy A. Główna rola tego związku jest taka sama jak witaminy A w naszym organizmie.
Wśród karotenoidów o charakterze prowitaminy A wyróżnia się α- i β-karoten oraz β-kryptoksantynę. Przy czym β-karoten ma największe powinowactwo do witaminy A.
Działanie antyoksydacyjne karotenoidów
Aktywność antyoksydacyjna karotenoidów wynika z ich struktury chemicznej i jest związana z obecnością wiązań podwójnych. Najbardziej efektywnym antyutleniaczem jest otwarty pierścień likopenu. Działają zarówno na aktywne formy tlenu jak również na wolne rodniki.
Karotenoidy- rola w organizmie
- Pochłaniają nadmiar promieniowania UV
- Są silnymi przeciwutleniaczami- wyłapują wolne rodniki
- Zwiększają regenerację naskórka oraz nadają skórze ładny kolor
- Działają ochronnie na oczy, zapobiegają rozwojowi zaćmy, zwyrodnieniom plamki żółtej
- Zapobiegają miażdżycy
- Niektóre wzmacniają odporność
- Cześć z nich bierze udział w komunikacji międzykomórkowej
Karotenoidy i ich wpływ na zdrowie
Według raportu wydanego przez Światową Fundację Badań na Rozwojem Raka produkty spożywcze zawierające karotenoidy prawdopodobnie wykazują działanie ochronne w stosunku do nowotworów jamy ustnej, gardła, krtani i płuc.
Jednoczesne stosowanie beta karotenu, witaminy C i E powoduje cofniecie się miażdżycy. Stosowanie diety bogatej w zeoksantynę i luteinę zapobiega powstawaniu zaćmy oraz zwyrodnień plamki żółtej. Likopen zapobiega rozwojowi prostaty i szyjki macicy.
Metabolizm karotenoidów
Karotenoidy są wchłaniane w jelitach, dzięki lipoproteinom, skąd są transportowane do różnych tkanek w organizmie. Tkanka tłuszczowa jest głównym miejscem kumulowania się karotenoidów, chociaż gromadzą się one także w wątrobie i nadnerczach.
Prawidłowe stężenie beta karotenu we krwi na czczo wynosi 0,9-5,58 µmol/l.
Karotenoidy- źródła
Skład poszczególnych karotenoidów w roślinach zależy od gatunku, odmiany, miejsca wzrostu, nasłonecznienia i okresu, w którym zostały zebrane owoce.
Do surowców bogatych w karotenoidy należą: korzeń marchwi, znamiona szafranu, kwiat dziewanny, owoce dzikiej róży, owoce rokitnika, owoce jarzębiny, drożdże z rodzaju Toula i Torulopsis, owoce pomidora, psianki, papryki, jarmuż, szpinak, pomidory.
Zastosowanie
Karotenoidy są powszechnie stosowanymi barwnikami w przemyśle spożywczym, są też składnikiem kosmetyków.
Gryszczyńska A., Gryszczyńska B., Opala B.; Karotenoidy. Naturalne źródł, biosynteza, wpływ na organizm ludzki; Postępy Fitoterapi 2/2011, str. 127- 143
Igielska-Kalwat J., Nawrzyńczak A., Nowak J.; Karotenoidy i ich zastosowanie w przemyśle kosmetycznym na przykładzie β-karotenu; Chemik 2012, 66,2 str. 140-144
Zalega J., Szostak- Węgierek D.; Żywienie w profilaktyce nowotworów. Część I. Polifenole roślinne, karotenoidy, błonnik polarmowy; Probl. Hig. Epidemiol., 2014, 94 (1), str. 41- 49
http://wylecz.to/pl/uroda/kosmetyki/kosmetyczne-zastosowanie-karotenoidow.html#popupClose (01.06.2017)
- Podobne artykuły
