CAROTENOÏDEN: STRUCTUUR, FUNCTIES, CLASSIFICATIE, VOEDSEL - BIOLOGIE

De carotenoïden zijn chemische verbindingen die aanwezig zijn in een grote hoeveelheid voedsel die dagelijks wordt ingenomen. Dit is een grote groep, die verschillende soorten moleculen omvat.

In grote lijnen zijn carotenoïden onderverdeeld in twee groepen: carotenen en xanthofylen. In elk zit een groot aantal verbindingen, zoals bètacaroteen en luteïne. Deze verbindingen zijn van vitaal belang in het lichaam, omdat ze bepaalde functies zoals het gezichtsvermogen helpen verbeteren.

Tomaat is bij uitstek een bron van carotenoïden. Bron: door Scott Bauer, USDA ARS, via Wikimedia Commons

De groep carotenoïden is het onderwerp van studie door veel specialisten die met hun onderzoek echt waardevolle bijdragen hebben geleverd. Deze organische moleculen blijven echter een weinig bekende groep, maar ze hebben in hoge mate bijgedragen aan het evenwicht en het onderhoud van lichaamsfuncties.

Het is belangrijk om bij het eten rekening te houden met carotenoïden, omdat ze naast gezondheidsvoordelen een heerlijke smaak en kruiden bieden, uniek in zijn soort.

Chemische structuur

Carotenoïden behoren tot de groep terpenoïden, dit zijn een reeks verbindingen die afkomstig zijn van mevalonzuur (afgeleid van acetyl-CoA). Terpenen zijn derivaten van isopreen, een koolwaterstof die uit vijf koolstofatomen bestaat.

Carotenoïden zijn met name tetraterpenen en bestaan uit veertig koolstofatomen. Deze atomen vormen geconjugeerde ketens die kunnen eindigen in koolstofringen, gesubstitueerd en onverzadigd aan elk van hun uiteinden.

Ze hebben een isoprenoïde structuur, wat betekent dat ze een variabel aantal geconjugeerde dubbele bindingen hebben. Dit is belangrijk omdat het de golflengte bepaalt van het licht dat het molecuul zal absorberen. Afhankelijk van het soort licht dat het absorbeert, geeft het een specifieke kleur aan de groente of plant waarin het zich bevindt.

Chemische structuur van bètacaroteen. Bron: door KES47 (bestand: Beta-carotene.png), via Wikimedia Commons

Moleculen met weinig dubbele bindingen absorberen licht met een kortere golflengte. Er is bijvoorbeeld een molecuul dat slechts drie geconjugeerde bindingen bevat, daarom kan het alleen ultraviolet licht vangen, het is kleurloos.

Er is een ander type carotenoïde dat in zijn structuur in totaal elf geconjugeerde dubbele bindingen bevat en zelfs rood absorbeert.

Eigendommen

Carotenoïden zijn in vet oplosbare pigmenten, wat betekent dat ze zeer goed oplosbaar zijn in oliën en vetten. Evenzo zijn ze niet synthetisch, maar worden ze van nature geproduceerd door planten, sommige fotosynthetische bacteriën en algen. Evenzo zijn ze oplosbaar in organische oplosmiddelen zoals keton, diethylether, methanol en chloroform, en vele andere.

Bij contact met een zuur zijn carotenoïden extreem onstabiel. Hierdoor treden cyclisatie- of isomerisatiereacties op.

Rekening houdend met het feit dat ze hydrofoob zijn, worden carotenoïden aangetroffen in omgevingen die verband houden met lipiden, zoals het inwendige van celmembranen.

Door de aanwezigheid van dubbele bindingen in hun chemische structuur zijn deze verbindingen erg gevoelig voor bepaalde elementen in de omgeving, zoals o.a. zuurstofatomen, peroxiden, metalen, zuren, licht en warmte.

Evenzo, rekening houdend met hun chemische structuur, zijn veel van de carotenoïden die in de natuur voorkomen voorlopers van vitamine A. Wil een carotenoïde een precursor van vitamine A zijn, dan moeten er twee voorwaarden zijn: de aanwezigheid van ß- ionon en het vermogen in het lichaam van het dier om het in retinol om te zetten.

Onder de carotenoïden die als voorlopers van vitamine A kunnen functioneren, kunnen we onder meer α-caroteen, ß-zeacaroteen en ß-cryptoxanthine noemen (ongeveer 50).

Classificatie

Carotenoïden worden ingedeeld op basis van de aanwezigheid of afwezigheid van zuurstof in hun keten, in twee grote groepen: xanthofylen, die zuurstof bevatten, en carotenen, die dat niet doen.

-Xanthophylls

Xanthofylen zijn chemische verbindingen die behoren tot de groep carotenoïden die koolstof, waterstof en zuurstof in hun chemische structuur bevatten. Het is een bijzonder overvloedig pigment in veel planten en is verantwoordelijk voor de gele en oranje kleur van sommige van hen.

Dit pigment is niet exclusief voor planten en algen, het is ook aanwezig in sommige dierlijke structuren, zoals de dooier van eieren en in het exoskelet van sommige kreeftachtigen.

Tot de bekendste xanthofylen behoren:

Astaxanthine

Het is een in vet oplosbare carotenoïde. Ze komen voornamelijk voor in microscopisch kleine algen, gisten en sommige dieren zoals kreeftachtigen, forel en vooral in de veren van sommige vogels.

Het nut en het belang van astaxanthine ligt in zijn bewezen antioxiderende, antikanker-, antidiabetische en ontstekingsremmende werking. Wanneer astaxanthine regelmatig wordt ingenomen, worden bepaalde voordelen verkregen, zoals: verhoogde immuunfunctie, behoud van cardiovasculaire gezondheid en vermindering van onder meer triglyceriden in het bloed.

Evenzo heeft astaxanthine bepaalde beschermende eigenschappen tegen de schadelijke effecten van zonlicht op de oogbal.

Luteïne

Het is een pigment dat behoort tot de groep van carotenoïden, met name xanthofylen. Dit pigment zorgt voor groenten met een intens gele kleur. Het is een dihydroxyderivaat van α-caroteen.

Luteïne is de meest voorkomende xanthofyl. Onder de gunstige eigenschappen voor mensen kan worden vermeld dat het zowel de ogen als de huid beschermt.

Violaxanthin

Het is te vinden in de schil van sinaasappels en mandarijnen, evenals een groot aantal gele bloemen. Het wordt verkregen door oxidatie van zeaxanthine.

-Carotenen

Ze zijn bekend onder deze naam omdat ze voor het eerst geïsoleerd werden uit de wortel (Daucuc carota). Carotenen zijn een familie van chemische verbindingen die het kenmerk hebben dat ze een kleur vertonen die tussen rood en geel ligt en door oranje gaat.

Chemisch gezien bestaan ze uit een korte koolwaterstofketen, die geen zuurstof bevat in de eindringen.

Onder de meest bestudeerde carotenen kunnen we noemen:

Beta-caroteen

Het is de meest voorkomende carotenoïde. Het is een fundamentele bron van vitamine A voor het lichaam, want wanneer het het verdient, wordt bètacaroteen omgezet in die vitamine.

Dit alles vindt plaats ter hoogte van het darmslijmvlies. Ze hebben een groot aantal voordelen voor de mens, waarvan een van de belangrijkste is dat het antioxidanten zijn.

Alfa-caroteen

Het wordt over het algemeen aangetroffen in hetzelfde voedsel, dat bètacaroteen vergezelt. Deze chemische verbinding wordt verondersteld het lichaam te beschermen tegen sommige soorten kanker, zoals baarmoederhalskanker.

Lycopeen

Het komt voornamelijk voor in tomaten, pin en paprika's. Via verschillende onderzoeken is vastgesteld dat het de kans op het ontwikkelen van verschillende soorten kanker verkleint. Evenzo kan het het cholesterol in het bloed verlagen.

Kenmerken

Carotenoïden zijn chemische verbindingen die bepaalde functies vervullen, waaronder we kunnen noemen:

Ze zijn betrokken bij het fotosyntheseproces. Dit komt doordat het pigmenten zijn die aanwezig zijn in planten die licht van verschillende golflengten kunnen absorberen.
Carotenoïden hebben een provitamine A-functie, wat betekent dat sommige carotenoïden, zoals carotenen, voorlopervormen zijn van retinol (vitamine A). Eenmaal in het lichaam worden ze via verschillende biochemische mechanismen in cellen omgezet in retinol, wat veel voordelen heeft voor de mens. Vooral op het niveau van het gezichtsvermogen.
Ze zijn buitengewoon gunstig voor de mens, omdat ze bijdragen aan het handhaven van een goede gezondheidstoestand en helpen bij het voorkomen van verschillende pathologieën zoals onder meer kanker en oogziekten.

Voedselbronnen van carotenoïden

Carotenoïden zijn belangrijke elementen in het lichaam, omdat ze een breed scala aan voordelen bieden in termen van het optimaliseren en verbeteren van bepaalde lichaamsfuncties. Desondanks heeft het lichaam niet de mechanismen om ze te synthetiseren, dus worden ze via de dagelijkse voeding verkregen.

Veel mensen denken dat voedingsmiddelen die rijk zijn aan carotenoïden noodzakelijkerwijs rood, oranje of geel zijn. Dit is echter niet het geval, aangezien er zelfs groene groenten zijn waarin deze verbindingen aanzienlijk aanwezig zijn.

Voedingsmiddelen die rijk zijn aan carotenoïden. Bron: Pixabay

In die zin zijn carotenoïden aanwezig in een groot aantal voedingsmiddelen, alle groenten, waarvan er enkele hieronder worden vermeld:

Wortel
Kool
Waterkers
Spinazie
rode peper
Tomaat
Sla
Watermeloen
Papaja
Abrikoos
Oranje
Mango
Guave
Aardbei
Pruim
Paprika's
Asperges
Peterselie

Dit zijn slechts enkele van de voedingsmiddelen waarin carotenoïden voorkomen. Het is van vitaal belang om ze in gedachten te houden en ze in de dagelijkse voeding op te nemen.

Dankzij de enorme voordelen die ze bieden, zijn ze tegenwoordig een verplicht onderdeel van de dagelijkse inname en worden hun voordelen algemeen erkend.

Voordelen

Carotenoïden vertegenwoordigen een groot aantal voordelen voor mensen. Daarom moeten ze in de dagelijkse voeding worden opgenomen om over deze verbindingen te beschikken.

Verschillende onderzoeken melden dat de voordelen van deze verbindingen talrijk zijn, waarvan de bekendste zijn:

Antioxiderende werking

Dit is een van de bekendste effecten van carotenoïden, hoewel niet goed is begrepen hoe het optreedt.

Om het antioxiderende effect van carotenoïden te begrijpen, is het belangrijk om rekening te houden met bepaalde kennis van de moleculaire biologie van het organisme. Het heeft verschillende mechanismen om de zogenaamde vrije radicalen te zuiveren, die aanzienlijke schade aanrichten.

In het lichaam zijn er bepaalde moleculen die er zeer schadelijk voor zijn. Deze omvatten: O ^-2 , HO en NO (reactieve zuurstof- en stikstofsoorten), evenals H ₂ O ₂ en HONO. Vanwege de weefselschade die ze veroorzaken, is het nodig dat het lichaam ze kwijt raakt. En dat gebeurt via verschillende processen.

Een van deze mechanismen maakt gebruik van bepaalde chemische verbindingen die ze kunnen transformeren of elimineren. Tot deze verbindingen behoren onder meer: tocoferolen, flavonoïden en carotenoïden.

Sommige studies hebben gesuggereerd dat carotenoïden een O2-onderdrukker zijn, evenals een middel dat weefselschade door de bovengenoemde zogenaamde reactieve zuurstof- en stikstofspecies helpt voorkomen.

Het is overtuigend aangetoond dat carotenoïden zeer effectieve middelen zijn bij de inactivering van O-2, waarbij de fotoxidatieve schade van dit molecuul op weefsels grotendeels wordt vermeden.

Deze schade zou worden veroorzaakt door de werking van licht, dat inwerkt op bepaalde moleculen, waardoor verbindingen ontstaan die mogelijk schadelijk zijn voor cellen.

Cardiovasculair systeem

Het is een gedeelde overtuiging van de verschillende experts op dit gebied dat de opname in de voeding van voedingsmiddelen die rijk zijn aan carotenoïden, bijdraagt tot het verminderen van het risico op ziekten die het cardiovasculaire systeem aantasten, zoals hypertensie en pathologieën die verband houden met de kransslagaders.

Het exacte mechanisme waarmee carotenoïden bijdragen aan de goede gezondheid van het cardiovasculaire systeem is nog steeds een raadsel. Artsen zijn het er echter over eens dat een uitgebalanceerd dieet voedingsmiddelen moet bevatten die carotenoïden bevatten, of het nu carotenen of xanthofylen zijn.

Antikankereffect

Sommige carotenoïden, zoals lycopeen, verminderen de incidentie van sommige soorten kanker, zoals kanker van de prostaat, de longen en het spijsverteringskanaal.

In dezelfde geest hebben carotenoïden verbindingen die bekend staan als acetylenica, die worden herkend omdat ze de ontwikkeling van tumoren helpen voorkomen.

Dit is echter een vakgebied waarin nog veel moet worden geleerd. De Wereldgezondheidsorganisatie stelt dat de bewering dat carotenoïden beschermen tegen kanker "mogelijk, maar onvoldoende" is, dus het is nog wachten op de resultaten van veel onderzoeken die nog gaande zijn.

Desondanks lijkt alles erop te wijzen dat de resultaten gunstig zullen zijn en dat carotenoïden een belangrijke rol spelen bij het voorkomen van deze vreselijke ziekte.

Ze zijn gunstig voor de gezondheid van het oog

Rekening houdend met het feit dat sommige carotenoïden voorlopers zijn van retinol (vitamine A), vormen ze een uitstekende bron voor het lichaam om de benodigde hoeveelheid te verkrijgen.

Retinol is een chemische verbinding die werkt op het niveau van het netvlies om de werking van oogreceptoren te optimaliseren en de gezichtsscherpte aanzienlijk te verbeteren, vooral met betrekking tot nachtzicht.

Ze versterken het immuunsysteem

Tot op heden zijn er verschillende onderzoeken die hebben aangetoond dat carotenoïden, naast hun vele voordelen, het immuunsysteem versterken. Dit is belangrijk, aangezien dit degene is die verantwoordelijk is voor het omgaan met ziekteverwekkers die het lichaam kunnen beschadigen, zoals bacteriën en virussen, onder andere.

Referenties

Emodi A. Carotenoïden: eigenschappen en toepassingen. Food Technol. 1978; (32): 38-42, 78.
Halliwell B, Murcia MA, Chirico S, Aruoma OI. (1995) Vrije radicalen en antioxidanten in voedsel en in vivo: wat ze doen en hoe ze werken. Crit Rev Food Sci en Nutr.; 35 (1/2): 7-20.
Higuera-Ciapara I, Félix-Valenzuela L, Goycoolea FM. (2006) Astaxanthin: een overzicht van de chemie en toepassingen ervan. Crit Rev Food Sci Nutr. ; 46: 185-196.
. Kong KW, Khoo HE, et al, (2010). De kracht van het natuurlijke rode pigment lycopeen, moleculen, 15, 959-987
Meléndez-Martínez AJ Vicario I, Heredia FJ, (2007) Carotenoïde pigmenten: structurele en fysisch-chemische overwegingen, Latin American Nutrition Archives, 57 (2)
Sánchez A, Flores -Cotera L, et al (1999) Carotenoïden: structuur, functie, biosynthese, regulering en toepassingen, Rev.Latinoamericana de Microbiología, 41: 175-191,

CAROTENOÏDEN: STRUCTUUR, FUNCTIES, CLASSIFICATIE, VOEDSEL - BIOLOGIE - 2026