Qual è la struttura dei carotenoidi?
I carotenoidi appartengono alla classe dei terpenoidi dei composti organici, in particolare i tetraterpenoidi. Sono fitochimici, che si verificano quasi esclusivamente nelle piante, e sono divisi in due categorie: caroteni privi di ossigeno e xantofille contenenti ossigeno. I terpenoidi possono essere derivati, almeno teoricamente, collegando insieme o "polimerizzando" molecole di isoprene, CH 2 = C (CH 3 ) CH = CH 2 . Gli scheletri del tetraterpenoide contengono quattro unità terpeniche a 10 atomi di carbonio per un totale di 40 atomi di carbonio. Restringendo la definizione, l'Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata si riferisce alla struttura dei carotenoidi come quei tetraterpenoidi formalmente derivati dal licopene genitore aciclico.
Nella struttura dei carotenoidi, ci sono esattamente 40 carboni scheletrici, in teoria derivabili collegando unità di isoprene e composti solo da carbonio, idrogeno e possibilmente ossigeno. La struttura dei carotenoidi include anche un componente chiamato cromoforo, che è responsabile del colore della molecola. Questi composti organici sono biologicamente e nutrizionalmente importanti e sono indissolubilmente associati al processo di fotosintesi che sostiene la vita.
La polimerizzazione è possibile perché l'isoprene possiede due doppi legami. Ogni molecola di isoprene ha cinque atomi di carbonio, quindi combinando due molecole si ottiene una singola catena di 10 atomi di carbonio. La crescita può continuare oltre questa lunghezza, perché il secondo doppio legame per ciascuna molecola partecipante rimane inutilizzato. Esiste una grande varietà di strutture terpenoidi che possono formarsi, poiché la molecola di isoprene non è simmetrica. L'unione può avvenire testa a testa, testa a coda o coda a coda; più lunga è la catena, maggiore è il numero di combinazioni.
I carotenoidi sono tra gli alimenti nutrizionalmente benefici presenti nella frutta e nella verdura. Tra i nutrienti ci sono la luteina, la zeaxantina e il licopene. La maggior parte dei carotenoidi possiede proprietà antiossidanti. Alcuni, tra cui alfa e beta-carotene e beta-criptoxantina, possono essere convertiti dall'organismo in un retinolo strutturalmente simile, la vitamina A. I colori vivaci delle verdure, in particolare il giallo del mais, l'arancia delle carote e il rosso dei pomodori , esiste a causa dei carotenoidi.
La porzione della molecola che produce i colori trovati nella struttura dei carotenoidi è il cromoforo, che significa "portamento del colore". È in gran parte determinato dalla raccolta ininterrotta di doppi legami alternati trovati nella molecola. Questa raccolta di elettroni pi assorbe l'energia che coincide con una parte dello spettro visibile. Ciò che rimane per mezzo di colori non assorbiti determina il colore del frutto o della verdura. Pertanto, una verdura gialla assorbe la luce in particolare nella parte blu dello spettro.
I carotenoidi si trovano nei cloroplasti e nei cromoplasti delle piante. Servono due funzioni specifiche. Entrambi i composti assorbono la luce che può essere utilizzata nel processo di fotosintesi attraverso il trasferimento di energia e servono a proteggere le delicate molecole di clorofilla dall'esposizione alla dannosa luce ultravioletta. In autunno in alcune parti del mondo, quando la quantità di clorofilla diminuisce, i carotenoidi si rivelano spesso negli splendidi colori di molte piante che cambiano con le stagioni. I prodotti di decomposizione di molti carotenoidi conferiscono piacevoli aromi; alcuni di questi composti vengono utilizzati nelle industrie di essenze, profumi e aromi.