Jaka jest struktura karotenoidów?
Karotenoidy należą do klasy związków organicznych terpenoidów, szczególnie tetraterpenoidów. Są fitochemikaliami, występującymi prawie wyłącznie w roślinach i są podzielone na dwie kategorie: beztlenowe karoteny i zawierające ksantofile zawierające tlen. Terpenoidy można uzyskać, przynajmniej teoretycznie, łącząc ze sobą lub „polimeryzując” cząsteczki izoprenu, CH2 = C (CH3) CH = CH2. Szkielety tetraterpenoidowe zawierają cztery 10-węglowe jednostki terpenowe, w sumie 40 atomów węgla. Zawężając definicję, Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej odnosi się do struktury karotenoidów jako tych tetraterpenoidów formalnie otrzymanych z acyklicznego macierzystego likopenu.
W strukturze karotenoidów znajduje się dokładnie 40 węgli szkieletowych, teoretycznie dających się wyprowadzić przez połączenie jednostek izoprenowych i składających się wyłącznie z węgla, wodoru i ewentualnie tlenu. Struktura karotenoidów obejmuje także składnik zwany chromoforem, który odpowiada za kolor cząsteczki. Te związki organiczne są ważne biologicznie i żywieniowo i są nierozerwalnie związane z podtrzymującym życie procesem fotosyntezy.
Polimeryzacja jest możliwa, ponieważ izopren ma dwa wiązania podwójne. Każda cząsteczka izoprenu ma pięć atomów węgla, więc połączenie dwóch cząsteczek daje pojedynczy łańcuch 10 atomów węgla. Wzrost może być kontynuowany powyżej tej długości, ponieważ drugie podwójne wiązanie dla każdej cząsteczki uczestnika pozostaje niewykorzystane. Istnieje wiele różnych struktur terpenoidowych, które mogą się tworzyć, ponieważ cząsteczka izoprenu nie jest symetryczna. Łączenie może odbywać się od głowy do głowy, od głowy do ogona lub od ogona do ogona; im dłuższy łańcuch, tym większa liczba kombinacji.
Karotenoidy są jednymi z korzystnych odżywczo żywności w owocach i warzywach. Wśród składników odżywczych są luteina, zeaksantyna i likopen. Większość karotenoidów ma właściwości przeciwutleniające. Niektóre, w tym alfa-beta-karoten i beta-kryptoksantyna, mogą być przekształcane przez organizm w strukturalnie podobny retinol, witaminę A. Jasne kolory warzyw, szczególnie żółty kukurydzy, pomarańczowy marchew i czerwony pomidor istnieje z powodu karotenoidów.
Część cząsteczki, która wytwarza kolory znajdujące się w strukturze karotenoidów, to chromofor, co oznacza „zabarwienie koloru”. Jest to w dużej mierze determinowane przez nieprzerwany zbiór naprzemiennych wiązań podwójnych występujących w cząsteczce. Ta kolekcja elektronów pi pochłania energię, która pokrywa się z częścią widma widzialnego. To, co pozostało dzięki niewchłoniętym kolorom, decyduje o kolorze owocu lub warzywa. Tak więc żółte warzywo pochłania światło, szczególnie w niebieskiej części widma.
Karotenoidy znajdują się w chloroplastach i chromoplastach roślin. Służą one dwóm konkretnym funkcjom. Związki zarówno pochłaniają światło, które można wykorzystać w procesie fotosyntezy poprzez transfer energii, i służą do ochrony delikatnych cząsteczek chlorofilu przed narażeniem na szkodliwe światło ultrafioletowe. Jesienią w niektórych częściach świata, gdy zmniejsza się ilość chlorofilu, karotenoidy często ujawniają się w pięknych kolorach wielu roślin, które zmieniają się wraz z porami roku. Produkty rozkładu wielu karotenoidów nadają przyjemny aromat; niektóre z takich związków są stosowane w przemyśle esencji, perfum i aromatów.