KAROTENOIDY: STRUKTURA, FUNKCE, KLASIFIKACE, JÍDLO - BIOLOGIE - 2025

Tyto karotenoidy jsou chemické sloučeniny, které jsou přítomny ve velkém množství jídla požitého denně. Jedná se o velkou skupinu zahrnující několik typů molekul.

Obecně řečeno, karotenoidy jsou rozděleny do dvou skupin: karoteny a xantofyly. Uvnitř každé je velké množství sloučenin, jako je beta-karoten a lutein. Tyto sloučeniny jsou v těle životně důležité, protože pomáhají zlepšovat některé funkce, jako je zrak.

Tomato je zdrojem karotenoidů par excellence. Zdroj: Scott Bauer, USDA ARS, prostřednictvím Wikimedia Commons

Skupina karotenoidů je předmětem studia mnoha specialistů, kteří svým výzkumem skutečně přispěli hodnotnými příspěvky. Tyto organické molekuly však nadále zůstávají jen málo známou skupinou, ale výrazně přispěly k rovnováze a udržování tělesných funkcí.

Při jídle je důležité brát v úvahu karotenoidy, protože kromě zdravotních výhod poskytují také lahodnou chuť a koření, jedinečnou svého druhu.

Chemická struktura

Karotenoidy patří do skupiny terpenoidů, jedná se o řadu sloučenin, které pocházejí z kyseliny mevalonové (odvozené od Acetyl CoA). Terpeny jsou deriváty isoprenu, uhlovodíku sestávajícího z pěti atomů uhlíku.

Konkrétně jsou karotenoidy tetraterpeny a jsou tvořeny čtyřiceti atomy uhlíku. Tyto atomy tvoří konjugované řetězce, které mohou končit uhlíkovými kruhy, substituované a nenasycené na každém z jejich konců.

Mají isoprenoidní strukturu, což znamená, že mají variabilní počet konjugovaných dvojných vazeb. To je důležité, protože určuje vlnovou délku světla, kterou molekula absorbuje. V závislosti na typu světla, které pohlcuje, dává zvláštní zbarvení zelenině nebo rostlině, ve které je.

Chemická struktura beta-karotenu. Zdroj: Autor: KES47 (Soubor: Beta-carotene.png), prostřednictvím Wikimedia Commons

Molekuly, které mají málo dvojných vazeb, absorbují světlo o kratší vlnové délce. Například existuje molekula, která obsahuje pouze tři konjugované vazby, a proto dokáže zachytit pouze ultrafialové světlo, je bezbarvá.

Existuje další typ karotenoidu, který ve své struktuře obsahuje celkem jedenáct konjugovaných dvojných vazeb a absorbuje dokonce červené.

Vlastnosti

Karotenoidy jsou pigmenty rozpustné v tucích, což znamená, že jsou vysoce rozpustné v olejích a tucích. Podobně nejsou syntetické, ale přirozeně je produkují rostliny, některé fotosyntetické bakterie a řasy. Rovněž jsou rozpustné v organických rozpouštědlech, jako je keton, diethylether, methanol a chloroform.

Při kontaktu s kyselinou jsou karotenoidy extrémně nestabilní. To způsobuje cyklizační nebo izomerizační reakce.

Vzhledem k tomu, že jsou hydrofobní, nacházejí se karotenoidy v prostředích souvisejících s lipidy, jako je vnitřek buněčných membrán.

Díky přítomnosti dvojných vazeb v jejich chemické struktuře jsou tyto sloučeniny velmi citlivé na určité prvky v životním prostředí, jako jsou: kyslíky, peroxidy, kovy, kyseliny, světlo a teplo.

Podobně, s přihlédnutím k jejich chemické struktuře, mnoho karotenoidů, které existují v přírodě, jsou prekurzory vitamínu A. Aby byl karotenoid předchůdcem vitamínu A, musí existovat dvě podmínky: přítomnost ß- ionon a schopnost v těle zvířete přeměnit jej na retinol.

Mezi karotenoidy, které mohou fungovat jako prekurzory vitaminu A, lze uvést: a-karoten, ß-zeacaroten a ß-kryptoxanthin, mezi jinými (přibližně 50).

Klasifikace

Karotenoidy jsou klasifikovány podle přítomnosti nebo nepřítomnosti kyslíku v řetězci do dvou velkých skupin: Xanthophyly, které jsou kyslíkem, a Karoteny, které neobsahují kyslík.

-Xantofyly

Xantofyly jsou chemické sloučeniny patřící do skupiny karotenoidů, které ve své chemické struktuře obsahují uhlík, vodík a kyslík. V mnoha rostlinách je to zvláště hojný pigment, který je zodpovědný za žluté a oranžové zbarvení některých rostlin.

Tento pigment není jedinečný pro rostliny a řasy, protože je také přítomen v některých živočišných strukturách, jako je žloutek vajec a v exoskeletu některých korýšů.

Mezi nejznámější xantofyly patří:

Astaxanthin

Je to karotenoid rozpustný v tucích. Najdete je hlavně v mikroskopických řasách, kvasnicích a některých zvířatech, jako jsou korýši, pstruzi a zejména v peří některých ptáků.

Užitečnost a význam astaxantinu spočívá v prokázané antioxidační, protirakovinové, antidiabetické a protizánětlivé síle. Při pravidelném požití astaxantinu se získají určité výhody, jako je mimo jiné: zvýšená imunitní funkce, ochrana kardiovaskulárního zdraví a snížení triglyceridů v krvi.

Stejně tak má astaxantin určité ochranné vlastnosti proti škodlivým účinkům slunečního záření na oční bulvu.

Lutein

Je to pigment, který patří do skupiny karotenoidů, konkrétně xanthopylů. Tento pigment poskytuje zeleninu, ve které je intenzivní žlutá barva. Je to dihydroxyderivát a-karotenu.

Lutein je nejhojnějším xanthophylem. Mezi jeho prospěšné vlastnosti pro člověka lze uvést, že chrání oči i pokožku.

Violaxanthin

To lze nalézt v kůži pomerančů a mandarinek, stejně jako velké množství žlutých květů. Získává se oxidací zeaxantinu.

-Caroteny

Oni jsou znáni tímto jménem, ​​protože oni byli izolovaní poprvé od mrkve (Daucuc carota). Karoteny jsou skupinou chemických sloučenin, které se vyznačují tím, že vykazují zbarvení mezi červenou a žlutou, procházející oranžovou barvou.

Chemicky jsou tvořeny krátkým uhlovodíkovým řetězcem, který ve svých koncových kruzích neobsahuje kyslík.

Mezi nejvíce studované karoteny můžeme zmínit:

Beta karoten

Je to nejhojnější karotenoid. Je to základní zdroj vitaminu A pro tělo, protože když si to zaslouží, beta-karoten se přemění na uvedený vitamin.

To vše se děje na úrovni střevní sliznice. Mají velké množství výhod pro člověka, z nichž jednou z nejdůležitějších je, že jsou antioxidanty.

Alfa karoten

Obvykle se vyskytuje ve stejných potravinách, které doprovázejí beta-karoten. Předpokládá se, že tato chemická sloučenina chrání tělo před některými typy rakoviny, jako je rakovina děložního čípku.

Lykopen

Nachází se hlavně v rajčatech, špendlíku a paprikách. Prostřednictvím různých studií bylo zjištěno, že snižuje šance na rozvoj různých typů rakoviny. Stejně tak je schopen snížit cholesterol přítomný v krvi.

Funkce

Karotenoidy jsou chemické sloučeniny, které plní určité funkce, mezi které můžeme zmínit:

• Jsou zapojeni do procesu fotosyntézy. Je to proto, že se jedná o pigmenty přítomné v rostlinách schopných absorbovat světlo různých vlnových délek.
• Karotenoidy mají funkci provitaminu A. To znamená, že některé karotenoidy, jako jsou karoteny, jsou prekurzorovými formami retinolu (vitamín A). Jakmile jsou uvnitř těla, prostřednictvím různých biochemických mechanismů v buňkách, jsou transformovány na retinol, což má pro člověka mnoho výhod. Obzvláště na úrovni pocitu zraku.
• Jsou velmi prospěšné pro člověka, protože přispívají k udržování dobrého zdravotního stavu a pomáhají mimo jiné v prevenci různých patologií, jako je rakovina a oční choroby.

Potravinové zdroje karotenoidů

Karotenoidy jsou důležitými prvky v těle, protože poskytují širokou škálu výhod, pokud jde o optimalizaci a zlepšení určitých tělesných funkcí. Přesto tělo nemá mechanismy, které by je syntetizovaly, takže jsou získávány každodenní stravou.

Mnoho lidí si myslí, že potraviny bohaté na karotenoidy jsou nutně červené, oranžové nebo žluté. To však neplatí, protože existuje dokonce i zelená zelenina, ve které je přítomnost těchto sloučenin významná.

Potraviny bohaté na karotenoidy. Zdroj: Pixabay

V tomto smyslu jsou karotenoidy přítomny ve velkém počtu potravin, veškerá zelenina, z nichž některé jsou uvedeny níže:

• Mrkev
• Zelí
• Řeřicha
• Špenát
• červená paprička
• Rajče
• Salát
• Vodní meloun
• Papája
• Meruňka
• oranžový
• Mango
• Guava
• Jahoda
• Švestka
• Papriky
• Chřest
• Petržel

To je jen několik potravin, ve kterých lze nalézt karotenoidy. Je životně důležité mít na paměti a zahrnout je do každodenní stravy.

Díky obrovským výhodám, které poskytují, jsou dnes povinnou součástí denního příjmu a jejich výhody jsou všeobecně uznávány.

Výhody

Karotenoidy představují velké množství výhod pro člověka. Proto musí být zahrnuty do každodenní stravy, aby byly tyto sloučeniny dostupné.

Různé studie uvádějí, že výhody těchto sloučenin jsou mnohé, nejznámější je:

Antioxidační účinek

Toto je jeden z nejznámějších účinků karotenoidů, ačkoli to, jak k němu dochází, nebylo řádně pochopeno.

Abychom pochopili antioxidační účinek karotenoidů, je důležité vzít v úvahu určité znalosti molekulární biologie organismu. Má několik mechanismů pro očištění tzv. Volných radikálů, které jej značně poškozují.

V těle jsou určité molekuly, které jsou pro něj vysoce škodlivé. Mezi ně patří: O ^-2, HO a NE (reaktivní kyslík a formy dusíku), stejně jako H ₂ O ₂ a HONO. Vzhledem k poškození tkáně, které způsobují, je nutné, aby se jich tělo zbavilo. A to prostřednictvím různých procesů.

Jeden z těchto mechanismů používá určité chemické sloučeniny, které jsou schopné je transformovat nebo eliminovat. Mezi tyto sloučeniny patří: tokoferoly, flavonoidy a karotenoidy.

Některé studie naznačují, že karotenoidy jsou látky potlačující O2 a také činidlo, které pomáhá předcházet poškození tkáně z výše zmíněných reaktivních forem kyslíku a dusíku.

Bylo prokázáno, že karotenoidy jsou vysoce účinnými činidly při inaktivaci O-2 a do značné míry se vyhýbají fotooxidačnímu poškození této molekuly na tkáních.

Toto poškození by bylo způsobeno působením světla, které působí na určité molekuly, což způsobuje tvorbu sloučenin, které jsou potenciálně škodlivé pro buňky.

Kardiovaskulární systém

Mezi různými odborníky v této oblasti panuje přesvědčení, že zahrnutí potravin bohatých na karotenoidy do stravy přispívá ke snížení rizika výskytu chorob, které ohrožují kardiovaskulární systém, jako je hypertenze a patologie související s koronárními tepnami.

Přesný mechanismus, kterým karotenoidy přispívají k dobrému zdraví kardiovaskulárního systému, je stále záhadou. Lékaři se však shodují na tom, že vyvážená strava by měla zahrnovat potraviny, které obsahují karotenoidy, ať už jde o karoteny nebo xanthophyly.

Protirakovinový účinek

Některé karotenoidy, jako je lykopen, snižují výskyt některých typů rakoviny, jako je rakovina prostaty, plic a zažívacího traktu.

Ve stejném duchu mají karotenoidy sloučeniny známé jako acetylenika, které jsou známy, protože pomáhají bránit rozvoji nádorů.

Toto je však pole, ve kterém se zbývá mnoho poznatků. Světová zdravotnická organizace tvrdí, že tvrzení, že karotenoidy chrání před rakovinou, je „možné, ale nedostatečné“, takže stále musíme čekat na výsledky mnoha studií, které stále probíhají.

Přesto se zdá, že vše naznačuje, že výsledky budou příznivé a že karotenoidy hrají důležitou roli v prevenci této hrozné nemoci.

Jsou prospěšné pro zdraví očí

Vzhledem k tomu, že některé z karotenoidů jsou prekurzory retinolu (vitamín A), představují pro tělo vynikající zdroj k získání požadovaného množství.

Retinol je chemická sloučenina, která působí na úrovni sítnice, aby optimalizovala fungování očních receptorů a výrazně zlepšila zrakovou ostrost, zejména s ohledem na noční vidění.

Posilují imunitní systém

K dnešnímu dni existuje několik studií, které ukázaly, že karotenoidy mají, mezi jejich mnoho výhod, posílení imunitního systému. To je důležité, protože to je ten, kdo má na starosti nakládání s patogeny, které mohou mimo jiné poškodit tělo, jako jsou bakterie a viry.

Reference

1. Emodi A. Karotenoidy: Vlastnosti a aplikace. Food Technol. 1978; (32): 38-42, 78.
2. Halliwell B, Murcia MA, Chirico S, Aruoma OI. (1995) Volné radikály a antioxidanty v potravinách a in vivo: co dělají a jak fungují. Crit Rev Food Sci and Nutr.; 35 (1/2): 7-20.
3. Higuera-Ciapara I, Félix-Valenzuela L, Goycoolea FM. (2006) Astaxanthin: přehled jeho chemie a aplikací. Crit Rev Food Sci Nutr.; 46: 185-196.
4. . Kong KW, Khoo HE, a kol., (2010). Odhalení síly přirozeného červeného pigmentu Lycopene, Molecules, 15, 959-987
5. Meléndez-Martínez AJ Vicario I, Heredia FJ, (2007) Karotenoidní pigmenty: strukturální a fyzikálně-chemické aspekty, latinskoamerické nutriční archivy, 57 (2)
6. Sánchez A, Flores –Cotera L, et al (1999) Karotenoidy: struktura, funkce, biosyntéza, regulace a aplikace, Rev. Latinoamericana de Microbiología, 41: 175-191,