CAROTENOIDI: STRUTTURA, FUNZIONI, CLASSIFICAZIONE, CIBO - BIOLOGIA

I carotenoidi sono composti chimici presenti in una grande quantità di cibo ingerito quotidianamente. Questo è un grande gruppo, che comprende diversi tipi di molecole.

In generale, i carotenoidi sono divisi in due gruppi: caroteni e xantofille. All'interno di ciascuno ci sono un gran numero di composti, come il beta-carotene e la luteina. Questi composti sono di vitale importanza per il corpo, poiché aiutano a migliorare alcune funzioni come la vista.

Il pomodoro è una fonte di carotenoidi per eccellenza. Fonte: di Scott Bauer, USDA ARS, tramite Wikimedia Commons

Il gruppo dei carotenoidi è oggetto di studio di molti specialisti che con le loro ricerche hanno dato contributi davvero preziosi. Tuttavia, queste molecole organiche continuano a rimanere un gruppo poco conosciuto, ma hanno contribuito notevolmente all'equilibrio e al mantenimento delle funzioni corporee.

È importante tenere conto dei carotenoidi quando si mangia, poiché oltre ai benefici per la salute, forniscono un delizioso sapore e condimento, unici nel suo genere.

Struttura chimica

I carotenoidi appartengono al gruppo dei terpenoidi, essendo questi una serie di composti che derivano dall'acido mevalonico (derivato dall'Acetil CoA). I terpeni sono derivati dell'isoprene, un idrocarburo costituito da cinque atomi di carbonio.

Nello specifico, i carotenoidi sono tetraterpeni e sono costituiti da quaranta atomi di carbonio. Questi atomi formano catene coniugate che possono terminare in anelli di carbonio, sostituiti e insaturi a ciascuna delle loro estremità.

Hanno una struttura isoprenoide, il che significa che hanno un numero variabile di doppi legami coniugati. Questo è importante perché determina la lunghezza d'onda della luce che la molecola assorbirà. A seconda del tipo di luce che assorbe, darà una colorazione specifica all'ortaggio o alla pianta in cui si trova.

Struttura chimica del beta-carotene. Fonte: KES47 (File: Beta-carotene.png), tramite Wikimedia Commons

Le molecole che hanno pochi doppi legami assorbono la luce di una lunghezza d'onda più corta. Ad esempio, esiste una molecola che contiene solo tre legami coniugati, quindi può catturare solo la luce ultravioletta, è incolore.

Esiste un altro tipo di carotenoide che contiene nella sua struttura un totale di undici doppi legami coniugati e assorbe anche il rosso.

Proprietà

I carotenoidi sono pigmenti liposolubili, il che significa che sono altamente solubili in oli e grassi. Allo stesso modo, non sono sintetici, ma sono prodotti naturalmente dalle piante, da alcuni batteri fotosintetici e dalle alghe. Allo stesso modo, sono solubili in solventi organici come chetone, etere dietilico, metanolo e cloroformio, tra molti altri.

A contatto con un acido, i carotenoidi sono estremamente instabili. Ciò provoca reazioni di ciclizzazione o isomerizzazione.

Tenendo conto che sono idrofobici, i carotenoidi si troveranno in ambienti legati ai lipidi, come l'interno delle membrane cellulari.

A causa della presenza di doppi legami nella loro struttura chimica, questi composti sono molto sensibili a determinati elementi nell'ambiente, come: ossigeni, perossidi, metalli, acidi, luce e calore, tra gli altri.

Allo stesso modo, tenendo conto della loro struttura chimica, molti dei carotenoidi che esistono in natura sono precursori della vitamina A. Perché un carotenoide sia un precursore della vitamina A, devono esistere due condizioni: la presenza di ß- ionone e la capacità all'interno del corpo dell'animale di trasformarlo in retinolo.

Tra i carotenoidi che possono funzionare come precursori della vitamina A, possiamo citare: α-carotene, ß-zeacarotene e ß-criptoxantina, tra molti altri (circa 50).

Classificazione

I carotenoidi sono classificati in base alla presenza o all'assenza di ossigeno nella loro catena, in due grandi gruppi: xantofille, che sono quelle che hanno ossigeno, e caroteni, che sono quelle che non lo hanno.

-Xanthophylls

Le xantofille sono composti chimici appartenenti al gruppo dei carotenoidi che contengono carbonio, idrogeno e ossigeno nella loro struttura chimica. È un pigmento particolarmente abbondante in molte piante, responsabile della colorazione gialla e arancione di alcune di esse.

Questo pigmento non è esclusivo delle piante e delle alghe, in quanto è presente anche in alcune strutture animali, come il tuorlo delle uova e nell'esoscheletro di alcuni crostacei.

Tra le xantofille più conosciute ci sono:

astaxantina

È un carotenoide liposolubile. Si trovano principalmente nelle alghe microscopiche, nei lieviti e in alcuni animali come crostacei, trote e soprattutto nelle piume di alcuni uccelli.

L'utilità e l'importanza dell'astaxantina risiede nel suo comprovato potere antiossidante, antitumorale, antidiabetico e antinfiammatorio. Quando l'astaxantina viene ingerita regolarmente, si ottengono alcuni benefici, come: aumento della funzione immunitaria, preservazione della salute cardiovascolare e riduzione dei trigliceridi nel sangue, tra gli altri.

Allo stesso modo, l'astaxantina ha alcune proprietà protettive contro le azioni dannose della luce solare sul bulbo oculare.

luteina

È un pigmento che appartiene al gruppo dei carotenoidi, in particolare le xantofille. Questo pigmento fornisce verdure in cui è presente un colore giallo intenso. È un derivato diidrossi dell'α-carotene.

La luteina è la xantofilla più abbondante. Tra le sue proprietà benefiche per l'uomo, si può menzionare che protegge gli occhi, oltre che la pelle.

Violaxanthin

Può essere trovato nella buccia di arance e mandarini, così come in un gran numero di fiori gialli. Si ottiene per ossidazione della zeaxantina.

-Carotenes

Sono conosciuti con questo nome perché sono stati isolati per la prima volta dalla carota (Daucuc carota). I caroteni sono una famiglia di composti chimici che hanno la caratteristica di presentare una colorazione che va dal rosso al giallo, passando per l'arancione.

Chimicamente sono costituiti da una corta catena di idrocarburi, che non contiene ossigeno nei suoi anelli terminali.

Tra i caroteni più studiati possiamo citare:

Beta carotene

È il carotenoide più abbondante. È una fonte fondamentale di vitamina A per l'organismo, poiché quando lo merita, il beta-carotene si trasforma in detta vitamina.

Tutto ciò avviene a livello della mucosa intestinale. Hanno un gran numero di benefici per l'uomo, tra i quali uno dei più importanti è che sono antiossidanti.

Alfa carotene

Si trova generalmente negli stessi alimenti, accompagnando il beta-carotene. Si ritiene che questo composto chimico protegga il corpo da alcuni tipi di cancro, come il cancro cervicale.

licopene

Si trova principalmente in pomodori, spilli e peperoni. Attraverso vari studi è stato stabilito che riduce le possibilità di sviluppare vari tipi di cancro. Allo stesso modo, è in grado di abbassare il colesterolo presente nel sangue.

Caratteristiche

I carotenoidi sono composti chimici che svolgono determinate funzioni, tra le quali possiamo citare:

Sono coinvolti nel processo di fotosintesi. Questo perché sono pigmenti presenti nelle piante in grado di assorbire la luce di varie lunghezze d'onda.
I carotenoidi hanno una funzione provitamina A. Ciò significa che alcuni carotenoidi, come i caroteni, sono forme precursori del retinolo (vitamina A). Una volta all'interno del corpo, attraverso vari meccanismi biochimici all'interno delle cellule, vengono trasformati in retinolo, che ha molti benefici per l'uomo. Soprattutto a livello del senso della vista.
Sono estremamente utili per l'essere umano, poiché contribuiscono al mantenimento di un buono stato di salute, aiutando nella prevenzione di varie patologie come il cancro e le malattie degli occhi, tra le altre.

Fonti alimentari di carotenoidi

I carotenoidi sono elementi importanti del corpo, poiché forniscono un'ampia varietà di benefici in termini di ottimizzazione e miglioramento di alcune funzioni corporee. Nonostante questo, l'organismo non ha i meccanismi per sintetizzarli, quindi si ottengono attraverso la dieta quotidiana.

Molte persone pensano che gli alimenti ricchi di carotenoidi siano necessariamente rossi, arancioni o gialli. Tuttavia, questo non è il caso, poiché ci sono anche verdure verdi in cui vi è una presenza significativa di questi composti.

Alimenti ricchi di carotenoidi. Fonte: Pixabay

In questo senso, i carotenoidi sono presenti in un gran numero di alimenti, tutti vegetali, alcuni dei quali sono elencati di seguito:

Carota
Cavolo
Crescione
Spinaci
peperoncino
Pomodoro
Lattuga
Anguria
Papaia
Albicocca
arancia
Mango
Guaiava
fragola
prugna
Peperoni
Asparago
Prezzemolo

Questi sono solo alcuni degli alimenti in cui si possono trovare i carotenoidi. È di vitale importanza tenerli a mente e includerli nella dieta quotidiana.

Grazie agli enormi benefici che forniscono, sono, al giorno d'oggi, una parte obbligatoria dell'assunzione giornaliera ei loro benefici sono ampiamente riconosciuti.

Benefici

I carotenoidi rappresentano un gran numero di benefici per l'uomo. Questo è il motivo per cui devono essere inclusi nella dieta quotidiana per avere disponibilità di questi composti.

Vari studi riportano che i benefici di questi composti sono molti, i più noti sono:

Effetto antiossidante

Questo è uno degli effetti più famosi dei carotenoidi, anche se non è stato compreso bene come si manifesti.

Per comprendere l'effetto antiossidante dei carotenoidi, è importante tenere conto di determinate conoscenze della biologia molecolare dell'organismo. Ha diversi meccanismi per purificare i cosiddetti radicali liberi, che gli causano danni significativi.

Nel corpo ci sono alcune molecole che gli sono altamente dannose. Questi includono: O ^-2 , HO e NO (specie reattive dell'ossigeno e dell'azoto), nonché H ₂ O ₂ e HONO. A causa dei danni ai tessuti che causano, è necessario che il corpo li elimini. E lo fa attraverso vari processi.

Uno di questi meccanismi utilizza alcuni composti chimici che sono in grado di trasformarli o eliminarli. Tra questi composti ci sono: tocoferoli, flavonoidi e carotenoidi, tra gli altri.

Alcuni studi hanno suggerito che i carotenoidi sono un soppressore dell'O2, nonché un agente che aiuta a prevenire i danni ai tessuti dalle cosiddette specie reattive dell'ossigeno e dell'azoto sopra menzionate.

I carotenoidi hanno dimostrato di essere agenti altamente efficaci nell'inattivazione dell'O-2, evitando in gran parte il danno fotoossidativo di questa molecola sui tessuti.

Questo danno sarebbe dato dall'azione della luce, che agisce su alcune molecole, provocando la formazione di composti potenzialmente dannosi per le cellule.

Sistema cardiovascolare

È convinzione condivisa tra i diversi esperti del settore che l'inclusione nella dieta di alimenti ricchi di carotenoidi contribuisca a ridurre il rischio di contrarre malattie che compromettono il sistema cardiovascolare, come l'ipertensione e patologie legate alle arterie coronarie.

L'esatto meccanismo con cui i carotenoidi contribuiscono alla buona salute del sistema cardiovascolare è ancora un mistero. Tuttavia, i medici concordano sul fatto che una dieta equilibrata dovrebbe includere alimenti che contengono carotenoidi, siano essi caroteni o xantofille.

Effetto anti-cancro

Alcuni carotenoidi, come il licopene, riducono l'incidenza di alcuni tipi di cancro, come il cancro della prostata, del polmone e del tratto digerente.

Allo stesso modo, i carotenoidi hanno composti noti come acetilenici, che sono riconosciuti perché aiutano a prevenire lo sviluppo di tumori.

Tuttavia, questo è un campo in cui resta ancora molto da imparare. L'Organizzazione mondiale della sanità afferma che l'affermazione che i carotenoidi proteggono dal cancro è "possibile, ma insufficiente", quindi dobbiamo ancora attendere i risultati di molti studi ancora in corso.

Nonostante ciò, tutto sembra indicare che i risultati saranno favorevoli e che i carotenoidi giocano un ruolo importante nella prevenzione di questa terribile malattia.

Sono utili per la salute degli occhi

Tenendo conto che alcuni dei carotenoidi sono precursori del retinolo (vitamina A), costituiscono un'ottima fonte per l'organismo per ottenere la quantità di cui ha bisogno.

Il retinolo è un composto chimico che agisce a livello della retina al fine di ottimizzare il funzionamento dei recettori oculari e migliorare notevolmente l'acuità visiva, soprattutto in relazione alla visione notturna.

Rafforzano il sistema immunitario

Ad oggi sono diversi gli studi che hanno dimostrato che i carotenoidi hanno, tra i loro tanti benefici, il rafforzamento del sistema immunitario. Questo è importante, poiché è responsabile di trattare qualsiasi agente patogeno che può danneggiare il corpo, come batteri e virus, tra gli altri.

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