Hva er strukturen til karotenoider?

Karotenoider tilhører terpenoider-klassen av organiske forbindelser, nærmere bestemt tetraterpenoider. De er fytokjemikalier, som forekommer nesten utelukkende i planter, og er delt inn i to kategorier: oksygenfrie karotener og oksygenholdige xantofyller. Terpenoider kan avledes, i det minste teoretisk, ved å koble sammen eller "polymerisere" molekyler av isopren, CH2 = C (CH3) CH = CH2. Tetraterpenoid skjeletter inneholder fire 10-karbon terpenenheter for totalt 40 karbonatomer. International Union of Pure and Applied Chemistry, som begrenser definisjonen, refererer til strukturen til karotenoider som de tetraterpenoider som formelt er avledet fra det sykliske foreldrelycopen.

I strukturen til karotenoider er det nøyaktig 40 skjelettkarboner, i teorien avledet ved å koble isoprenenheter og består av bare karbon, hydrogen og muligens oksygen. Strukturen til karotenoider inkluderer også en komponent som kalles kromoforen, som er ansvarlig for molekylets farge. Disse organiske forbindelsene er biologisk og ernæringsmessige viktige og er uløselig forbundet med den livslange prosessen med fotosyntesen.

Polymerisering er mulig fordi isopren har to dobbeltbindinger. Hvert isoprenmolekyl har fem karbonatomer, så å kombinere to molekyler resulterer i en enkelt kjede med 10 karbonatomer. Veksten kan fortsette utover denne lengden, fordi den andre dobbeltbindingen for hvert deltakermolekyl forblir ubrukt. Det er et stort utvalg av terpenoidstrukturer som kan dannes, fordi isoprenmolekylet ikke er symmetrisk. Skjøting kan skje head-to-head, head-to-tail eller tail-to-tail; jo lengre kjede, jo større er antall kombinasjoner.

Karotenoider er blant de ernæringsmessige matvarene som finnes i frukt og grønnsaker. Blant næringsstoffene er lutein, zeaxanthine og lykopen. De fleste karotenoider har antioksidantegenskaper. Noen, inkludert alfa- og beta-karoten og beta-cryptoxanthin, kan omdannes av kroppen til en strukturelt lignende retinol, vitamin A. De lyse fargene på grønnsaker, spesielt den gule av mais, appelsinen av gulrøtter og den røde av tomater , eksisterer på grunn av karotenoidene.

Den delen av molekylet som produserer fargene som finnes i strukturen til karotenoider er kromoforen, som betyr "fargebærende." Det bestemmes i stor grad av den uavbrutte samlingen av vekslende dobbeltbindinger som finnes i molekylet. Denne samlingen av pi-elektroner absorberer energi som faller sammen med en del av det synlige spekteret. Hva som gjenstår ved uabsorberte farger bestemmer fargen på frukt eller grønnsak. Dermed absorberer en gul grønnsak lys spesielt i den blå delen av spekteret.

Karotenoider finnes i plantekloroplaster og kromoplaster. De har to spesifikke funksjoner. Forbindelsene absorberer begge lys som kan brukes i prosessen med fotosyntese gjennom energioverføring og tjener til å beskytte delikate klorofyllmolekyler mot eksponering for skadelig ultrafiolett lys. Om høsten i noen deler av verden, når mengden av klorofyll avtar, avslører karotenoidene seg ofte i de vakre fargene på mange planter som endrer seg med årstidene. Nedbrytningsprodukter av mange av karotenoidene gir behagelige aromaer; noen av slike forbindelser brukes i essens, parfyme og smakstilsetningsindustrier.