KAROTENOIDY: ŠTRUKTÚRA, FUNKCIE, KLASIFIKÁCIA, JEDLO - BIOLÓGIE - 2026

Tieto karotenoidy sú chemické zlúčeniny, ktoré sú prítomné vo veľkom množstve jedla požitého denne. Toto je veľká skupina zahŕňajúca niekoľko typov molekúl.

Všeobecne povedané, karotenoidy sú rozdelené do dvoch skupín: karotény a xantofyly. V každej z nich je veľké množstvo zlúčenín, ako je beta-karotén a luteín. Tieto zlúčeniny majú v organizme zásadný význam, pretože pomáhajú zlepšovať určité funkcie, napríklad zrak.

Paradajka je zdrojom karotenoidov par excellence. Zdroj: Scott Bauer, USDA ARS, prostredníctvom Wikimedia Commons

Skupina karotenoidov je predmetom štúdia mnohých odborníkov, ktorí svojím výskumom skutočne prispeli. Tieto organické molekuly však naďalej zostávajú málo známou skupinou, ale významne prispeli k rovnováhe a udržiavaniu telesných funkcií.

Pri jedle je dôležité brať do úvahy karotenoidy, pretože okrem zdravotných výhod poskytujú aj chutnú príchuť a chuťové prísady, jedinečné svojho druhu.

Chemická štruktúra

Karotenoidy patria do skupiny terpenoidov, jedná sa o rad zlúčenín, ktoré pochádzajú z kyseliny mevalónovej (odvodenej od Acetyl CoA). Terpény sú deriváty izoprénu, uhľovodíka pozostávajúceho z piatich atómov uhlíka.

Konkrétne sú karotenoidy tetraterpény a sú tvorené štyridsiatimi atómami uhlíka. Tieto atómy tvoria konjugované reťazce, ktoré môžu končiť uhlíkovými kruhmi, substituované a nenasýtené na každom z ich koncov.

Majú izoprenoidovú štruktúru, čo znamená, že majú variabilný počet konjugovaných dvojitých väzieb. Je to dôležité, pretože určuje vlnovú dĺžku svetla, ktorú molekula absorbuje. V závislosti od typu svetla, ktoré pohlcuje, dáva konkrétnemu zafarbeniu zeleninu alebo rastlinu, v ktorej sa nachádza.

Chemická štruktúra beta-karoténu. Zdroj: Autor: KES47 (File: Beta-carotene.png), prostredníctvom Wikimedia Commons

Molekuly, ktoré majú málo dvojitých väzieb, absorbujú svetlo s kratšou vlnovou dĺžkou. Napríklad existuje molekula, ktorá obsahuje iba tri konjugované väzby, a preto môže zachytávať iba ultrafialové svetlo, je bezfarebná.

Existuje iný typ karotenoidu, ktorý obsahuje vo svojej štruktúre celkom jedenásť konjugovaných dvojitých väzieb a absorbuje dokonca červenú farbu.

vlastnosti

Karotenoidy sú pigmenty rozpustné v tukoch, čo znamená, že sú vysoko rozpustné v olejoch a tukoch. Podobne nie sú syntetické, ale prirodzene ich produkujú rastliny, niektoré fotosyntetické baktérie a riasy. Rovnako sú rozpustné v organických rozpúšťadlách, ako je ketón, dietyléter, metanol a chloroform.

Karotenoidy sú pri kontakte s kyselinou extrémne nestabilné. To spôsobuje cyklizačné alebo izomerizačné reakcie.

Berúc do úvahy, že sú hydrofóbne, karotenoidy sa nachádzajú v prostrediach súvisiacich s lipidmi, ako je napríklad vnútro bunkových membrán.

Vďaka prítomnosti dvojitých väzieb v ich chemickej štruktúre sú tieto zlúčeniny veľmi citlivé na určité prvky v prostredí, ako sú napríklad: kyslíky, peroxidy, kovy, kyseliny, svetlo a teplo.

Podobne, berúc do úvahy ich chemickú štruktúru, mnoho karotenoidov, ktoré existujú v prírode, sú prekurzormi vitamínu A. Aby bol karotenoid prekurzorom vitamínu A, musia existovať dve podmienky: prítomnosť ß- ionón a schopnosť jeho tela transformovať ho na retinol.

Medzi karotenoidy, ktoré môžu fungovať ako prekurzory vitamínu A, je možné uviesť: a-karotén, ß-zeacarotén a ß-kryptoxantín, medzi inými (približne 50).

klasifikácia

Karotenoidy sa klasifikujú podľa prítomnosti alebo neprítomnosti kyslíka vo svojom reťazci do dvoch veľkých skupín: xantofyly, ktoré sú kyslíkom, a karotény, ktoré neobsahujú kyslík.

-Xanthophylls

Xantofyly sú chemické zlúčeniny patriace do skupiny karotenoidov, ktoré vo svojej chemickej štruktúre obsahujú uhlík, vodík a kyslík. V mnohých rastlinách je to zvlášť bohatý pigment, ktorý je zodpovedný za žlté a oranžové sfarbenie niektorých rastlín.

Tento pigment nie je jedinečný pre rastliny a riasy, pretože je tiež prítomný v niektorých živočíšnych štruktúrach, ako je napríklad žĺtok z vajec a v exoskelete niektorých kôrovcov.

Medzi najznámejšie xantofyly patria:

aSTAXANTÍN

Je to karotenoid rozpustný v tukoch. Nachádza sa hlavne v mikroskopických riasach, kvasinkách a niektorých zvieratách, ako sú kôrovce, pstruhy a najmä v perie niektorých vtákov.

Užitočnosť a dôležitosť astaxantínu spočíva v preukázanej antioxidačnej, protirakovinovej, antidiabetickej a protizápalovej sile. Pri pravidelnom požívaní astaxantínu sa získajú určité výhody, medzi ktoré patrí okrem iného zvýšená imunitná funkcia, ochrana kardiovaskulárneho zdravia a zníženie triglyceridov v krvi.

Rovnako má astaxantín určité ochranné vlastnosti proti škodlivému pôsobeniu slnečného žiarenia na očné buľvy.

luteín

Je to pigment, ktorý patrí do skupiny karotenoidov, konkrétne xantofylov. Tento pigment poskytuje zeleninu, ktorá má intenzívne žltú farbu. Je to dihydroxyderivát a-karoténu.

Luteín je najhojnejším xantofylom. Medzi jeho priaznivé vlastnosti pre človeka možno uviesť, že chráni oči, ako aj pokožku.

violaxanthin

Nachádza sa v kôre pomarančov a mandarínok, ako aj vo veľkom počte žltých kvetov. Získava sa oxidáciou zeaxantínu.

-Carotenes

Sú známe pod týmto menom, pretože boli prvýkrát izolovaní od mrkvy (Daucuc carota). Karotény sú skupinou chemických zlúčenín, ktoré sa vyznačujú tým, že vykazujú sfarbenie medzi červenou a žltou, ktoré prechádza oranžovou farbou.

Chemicky sú tvorené krátkym uhľovodíkovým reťazcom, ktorý neobsahuje kyslík vo svojich koncových kruhoch.

Medzi najviac študované karotény patrí:

Beta karotén

Je to najhojnejší karotenoid. Je to základný zdroj vitamínu A pre telo, pretože keď si to zaslúži, beta-karotén sa premení na uvedený vitamín.

To všetko sa deje na úrovni črevnej sliznice. Pre človeka majú veľké množstvo výhod, medzi ktoré patrí jedna z najdôležitejších antioxidantov.

Alfa karotén

Zvyčajne sa vyskytuje v rovnakých potravinách ako sprievodný beta-karotén. Predpokladá sa, že táto chemická zlúčenina chráni telo pred niektorými typmi rakoviny, ako je rakovina krčka maternice.

lykopén

Nachádza sa hlavne v paradajkách, špendlíkoch a paprike. Prostredníctvom rôznych štúdií sa zistilo, že znižuje šance na rozvoj rôznych druhov rakoviny. Rovnako je schopný znižovať cholesterol prítomný v krvi.

Vlastnosti

Karotenoidy sú chemické zlúčeniny, ktoré plnia určité funkcie, medzi ktoré patria:

• Sú zapojení do procesu fotosyntézy. Je to preto, že sú to pigmenty prítomné v rastlinách schopných absorbovať svetlo rôznych vlnových dĺžok.
• Karotenoidy majú provitamínovú funkciu A. To znamená, že niektoré karotenoidy, ako sú karotény, sú prekurzorovými formami retinolu (vitamín A). Akonáhle sú vo vnútri tela, prostredníctvom rôznych biochemických mechanizmov v bunkách, sú transformované na retinol, čo má pre človeka veľa výhod. Najmä na úrovni pocitu zraku.
• Sú mimoriadne prospešné pre človeka, pretože prispievajú k udržiavaniu dobrého zdravotného stavu a pomáhajú okrem iného pri prevencii rôznych patológií, ako sú rakovina a očné choroby.

Potravinové zdroje karotenoidov

Karotenoidy sú dôležitými prvkami v tele, pretože poskytujú širokú škálu výhod, pokiaľ ide o optimalizáciu a zlepšenie určitých telesných funkcií. Napriek tomu telo nemá mechanizmy ich syntézy, takže sa získavajú každodennou stravou.

Mnoho ľudí si myslí, že potraviny bohaté na karotenoidy sú nevyhnutne červené, oranžové alebo žlté. Nie je to však tak, pretože existuje dokonca aj zelená zelenina, v ktorej je prítomnosť týchto zlúčenín významná.

Potraviny bohaté na karotenoidy. Zdroj: Pixabay

V tomto zmysle sú karotenoidy prítomné vo veľkom počte potravín, pričom všetky druhy zeleniny sú uvedené nižšie:

• mrkva
• kapusta
• žerucha
• špenát
• paprika
• Paradajka
• Šalát
• vodný melón
• papája
• marhuľa
• oranžový
• mango
• guava
• jahoda
• slivka
• Peppers
• špargľa
• petržlen

Toto je len niekoľko potravín, v ktorých sa nachádzajú karotenoidy. Je životne dôležité mať na pamäti a začleniť ich do dennej stravy.

Vďaka obrovským výhodám, ktoré poskytujú, sú v súčasnosti povinnou súčasťou denného príjmu a ich výhody sú všeobecne uznávané.

výhody

Karotenoidy pre človeka predstavujú veľké množstvo výhod. Preto musia byť súčasťou dennej stravy, aby boli tieto zlúčeniny dostupné.

Rôzne štúdie uvádzajú, že výhody týchto zlúčenín sú mnohé, najznámejšia je:

Antioxidačný účinok

Toto je jeden z najslávnejších účinkov karotenoidov, hoci to, ako sa vyskytuje, nebolo správne pochopené.

Na pochopenie antioxidačného účinku karotenoidov je dôležité vziať do úvahy určité znalosti molekulárnej biológie organizmu. Má niekoľko mechanizmov na čistenie takzvaných voľných radikálov, ktoré ich vážne poškodzujú.

V tele sú určité molekuly, ktoré sú preň veľmi škodlivé. Medzi ne patria: O ^-2 , HO a NIE (reaktívne kyslík a formy dusíka), rovnako ako H ₂ O ₂ a honorárneho konzula Slovenskej rep. Kvôli poškodeniu tkaniva, ktoré spôsobujú, je potrebné, aby sa ich telo zbavilo. A to prostredníctvom rôznych procesov.

Jeden z týchto mechanizmov používa určité chemické zlúčeniny, ktoré sú schopné ich transformovať alebo eliminovať. Medzi tieto zlúčeniny patria: tokoferoly, flavonoidy a karotenoidy.

Niektoré štúdie naznačujú, že karotenoidy sú látky potláčajúce O2 a tiež látky, ktoré pomáhajú predchádzať poškodeniu tkanív vyššie spomenutými reaktívnymi druhmi kyslíka a dusíka.

Ukázalo sa, že karotenoidy sú vysoko účinnými látkami pri inaktivácii O-2, pričom sa do značnej miery vyhýbajú fotooxidačnému poškodeniu tejto molekuly v tkanivách.

Toto poškodenie by bolo spôsobené pôsobením svetla, ktoré pôsobí na určité molekuly, čo spôsobuje tvorbu zlúčenín, ktoré sú potenciálne škodlivé pre bunky.

Kardiovaskulárny systém

Medzi rôznymi odborníkmi v tejto oblasti panuje presvedčenie, že zahrnutie potravín bohatých na karotenoidy do stravy prispieva k zníženiu rizika výskytu chorôb, ktoré ohrozujú kardiovaskulárny systém, ako je hypertenzia a patológie súvisiace s koronárnymi tepnami.

Presný mechanizmus, ktorým karotenoidy prispievajú k dobrému zdraviu kardiovaskulárneho systému, je stále záhadou. Lekári sa však zhodujú na tom, že vyvážená strava by mala zahŕňať potraviny, ktoré obsahujú karotenoidy, či už ide o karotény alebo xantofyly.

Protirakovinový účinok

Niektoré karotenoidy, napríklad lykopén, znižujú výskyt niektorých typov rakoviny, ako je rakovina prostaty, pľúc a tráviaceho traktu.

V rovnakom duchu majú karotenoidy zlúčeniny známe ako acetylenika, ktoré sa rozpoznávajú, pretože pomáhajú predchádzať rozvoju nádorov.

Je to však oblasť, v ktorej sa ešte treba veľa naučiť. Svetová zdravotnícka organizácia tvrdí, že tvrdenie, že karotenoidy chránia pred rakovinou, je „možné, ale nedostatočné“, takže stále musíme čakať na výsledky mnohých štúdií, ktoré stále prebiehajú.

Napriek tomu sa zdá, že všetko naznačuje, že výsledky budú priaznivé a že karotenoidy zohrávajú dôležitú úlohu pri prevencii tejto hroznej choroby.

Sú prospešné pre zdravie očí

Berúc do úvahy, že niektoré z karotenoidov sú prekurzory retinolu (vitamín A), predstavujú pre telo vynikajúci zdroj na získanie potrebného množstva.

Retinol je chemická zlúčenina, ktorá pôsobí na úrovni sietnice, aby optimalizovala fungovanie očných receptorov a výrazne zlepšila ostrosť zraku, najmä pokiaľ ide o nočné videnie.

Posilňujú imunitný systém

K dnešnému dňu existuje niekoľko štúdií, ktoré ukázali, že karotenoidy majú, okrem mnohých výhod, posilnenie imunitného systému. Je to dôležité, pretože to je ten, kto má na starosti okrem iného patogény, ktoré môžu poškodiť organizmus, napríklad baktérie a vírusy.

Referencie

1. Emodi A. Karotenoidy: Vlastnosti a aplikácie. Food Technol. 1978; (32): 38 - 42, 78.
2. Halliwell B, Murcia MA, Chirico S, Aruoma OI. (1995) Voľné radikály a antioxidanty v potravinách a in vivo: čo robia a ako fungujú. Crit Rev Food Sci and Nutr.; 35 (1/2): 7-20.
3. Higuera-Ciapara I, Félix-Valenzuela L, Goycoolea FM. (2006) Astaxantín: prehľad jeho chémie a aplikácií. Crit Rev Food Sci Nutr. ; 46: 185-196.
4. , Kong KW, Khoo HE, a kol., (2010). Odhalenie sily lykopénu prírodného červeného pigmentu, Molecules, 15, 959-987
5. Meléndez-Martínez AJ Vicario I, Heredia FJ, (2007) Karotenoidové pigmenty: štrukturálne a fyzikálno-chemické aspekty, Latinskoamerické nutričné ​​archívy, 57 (2)
6. Sánchez A, Flores –Cotera L, a kol. (1999) Karotenoidy: štruktúra, funkcia, biosyntéza, regulácia a aplikácie, Rev. Latinoamericana de Microbiología, 41: 175-191,