Hvad er strukturen af karotenoider?
Carotenoider hører til terpenoider-klassen af organiske forbindelser, specifikt tetraterpenoiderne. De er fytokemikalier, der forekommer næsten udelukkende i planter og er opdelt i to kategorier: iltfrie carotener og iltholdige xanthophyller. Terpenoider kan afledes, i det mindste teoretisk, ved at sammenkæde eller "polymerisere" molekyler af isopren, CH2 = C (CH3) CH = CH2. Tetraterpenoidskeletter indeholder fire 10-carbon-terpenenheder for i alt 40 carbonatomer. Ved at indsnævre definitionen henviser International Union of Pure and Applied Chemistry til strukturen af carotenoider som de tetraterpenoider, der formelt er afledt af den acykliske moder-lycopen.
I strukturen af carotenoider er der nøjagtigt 40 skeletkulhydrater, der i teorien kan afledes ved at forbinde isoprenenheder og kun består af kulstof, brint og muligvis ilt. Strukturen af carotenoider inkluderer også en komponent, der kaldes kromoforen, som er ansvarlig for molekylets farve. Disse organiske forbindelser er biologisk og ernæringsmæssigt vigtige og er uløseligt forbundet med den livsbærende proces ved fotosyntesen.
Polymerisation er mulig, fordi isopren har to dobbeltbindinger. Hvert isoprenmolekyle har fem carbonatomer, så at kombinere to molekyler resulterer i en enkelt kæde på 10 carbonatomer. Væksten kan fortsætte ud over denne længde, fordi den anden dobbeltbinding for hvert deltagermolekyle forbliver ubrugt. Der er en lang række terpenoidstrukturer, der kan dannes, fordi isoprenmolekylet ikke er symmetrisk. Sammenføjning kan finde sted head-to-head, head-to-tail eller tail-to-tail; jo længere kæde, jo større er antallet af kombinationer.
Carotenoider er blandt de ernæringsmæssigt gavnlige fødevarer, der findes i frugt og grøntsager. Blandt næringsstofferne er lutein, zeaxanthin og lycopen. De fleste carotenoider har antioxidantegenskaber. Nogle, inklusive alfa- og beta-caroten og beta-cryptoxanthin, kan omdannes af kroppen til en strukturelt lignende retinol, vitamin A. De lyse farver på grøntsager, især den gule af majs, den orange gulerødder og den røde af tomater , findes på grund af carotenoiderne.
Den del af molekylet, der producerer de farver, der findes i strukturen af carotenoider, er kromoforen, hvilket betyder "farvelægning." Det bestemmes stort set af den uafbrudte samling af skiftevise dobbeltbindinger, der findes i molekylet. Denne samling af pi-elektroner optager energi, der falder sammen med en del af det synlige spektrum. Hvad der er tilbage ved ikke-absorberede farver bestemmer farven på frugten eller grøntsagen. Således optager en gul grøntsag lys især i den blå del af spektret.
Carotenoider findes i plantechloroplaster og kromoplaster. De tjener to specifikke funktioner. Forbindelserne absorberer begge lys, der kan bruges i fotosynteseprocessen gennem energioverførsel og tjener til at afskærme delikate klorofylmolekyler mod eksponering for skadeligt ultraviolet lys. Om efteråret i nogle dele af verden, når mængden af klorofyll aftager, afslører karotenoiderne sig ofte i de smukke farver på mange planter, der ændrer sig med årstiderne. Nedbrydningsprodukter af mange af carotenoiderne giver behagelige aromaer; nogle af sådanne forbindelser anvendes i essensen, parfume og aromastoffer.