Vad är strukturen för karotenoider?

Karotenoider tillhör terpenoidklassen för organiska föreningar, särskilt tetraterpenoiderna. De är fytokemikalier och förekommer nästan uteslutande i växter och är indelade i två kategorier: syrefria karotener och syreinnehållande xantofyll. Terpenoider kan härledas, åtminstone teoretiskt, genom att koppla ihop eller "polymerisera" molekyler av isopren, CH2 = C (CH3) CH = CH2. Tetraterpenoidskelett innehåller fyra 10-kol-terpenenheter för totalt 40 kolatomer. För att begränsa definitionen hänvisar International Union of Pure and Applied Chemistry till strukturen hos karotenoider som de tetraterpenoider som formellt härrör från det acykliska moderlycopen.

I strukturen för karotenoider finns exakt 40 skelettkolhydrater, i teorin härledda genom att länka isoprenenheter och består endast av kol, väte och eventuellt syre. Strukturen för karotenoider inkluderar också en komponent som kallas kromoforen, som är ansvarig för molekylens färg. Dessa organiska föreningar är biologiskt och näringsmässigt viktiga och är oöverskådligt förenade med den livshållande processen för fotosyntes.

Polymerisation är möjlig eftersom isopren har två dubbelbindningar. Varje isoprenmolekyl har fem kolatomer, så att kombinera två molekyler resulterar i en enda kedja med 10 kolatomer. Tillväxten kan fortsätta utöver denna längd, eftersom den andra dubbelbindningen för varje deltagande molekyl förblir oanvänd. Det finns ett stort antal terpenoidstrukturer som kan bildas, eftersom isoprenmolekylen inte är symmetrisk. Skarvning kan ske huvud mot huvud, huvud mot svans eller svans mot svans; ju längre kedjan är, desto större är antalet kombinationer.

Karotenoider är en av de näringsmässigt fördelaktiga livsmedel som finns i frukt och grönsaker. Bland näringsämnena är lutein, zeaxantin och lykopen. De flesta karotenoider har antioxidantegenskaper. Vissa, inklusive alfa- och betakaroten och beta-kryptoxantin, kan omvandlas av kroppen till en strukturellt liknande retinol, vitamin A. De ljusa färgerna på grönsaker, särskilt den gula av majs, apelsinen av morötter och den röda av tomater , existerar på grund av karotenoiderna.

Den del av molekylen som producerar de färger som finns i strukturen för karotenoider är kromoforen, vilket betyder "färgbärande." Det bestäms till stor del av den oavbrutna samlingen av alternerande dubbelbindningar som finns i molekylen. Denna samling av pi-elektroner absorberar energi som sammanfaller med en del av det synliga spektrumet. Vad som återstår av icke-absorberade färger bestämmer färgen på frukt eller grönsak. Således absorberar en gul grönsak ljus särskilt i den blå delen av spektrumet.

Karotenoider finns i växtkloroplaster och kromoplaster. De har två specifika funktioner. Föreningarna absorberar båda ljus som kan användas i fotosyntesprocessen genom energiöverföring och tjänar till att skydda känsliga klorofyllmolekyler från exponering för skadligt ultraviolett ljus. På hösten i vissa delar av världen, när mängden klorofyll minskar, avslöjar karotenoiderna sig ofta i de vackra färgerna på många växter som ändras med årstiderna. Nedbrytningsprodukter från många av karotenoiderna ger behagliga aromer; vissa av sådana föreningar används inom essens-, parfym- och smaksättningsindustrin.