CAROTINOIDE: STRUKTUR, FUNKTIONEN, KLASSIFIZIERUNG, LEBENSMITTEL - BIOLOGIE - 2025

Die Carotinoide sind chemische Verbindungen, die in einer großen Menge der täglich aufgenommenen Lebensmittel enthalten sind. Dies ist eine große Gruppe, die verschiedene Arten von Molekülen umfasst.

Im Allgemeinen werden Carotinoide in zwei Gruppen eingeteilt: Carotine und Xanthophylle. In jedem befindet sich eine große Anzahl von Verbindungen wie Beta-Carotin und Lutein. Diese Verbindungen sind im Körper von entscheidender Bedeutung, da sie zur Verbesserung bestimmter Funktionen wie des Sehvermögens beitragen.

Tomaten sind eine Quelle für Carotinoide schlechthin. Quelle: Von Scott Bauer, USDA ARS, über Wikimedia Commons

Die Gruppe der Carotinoide wird von vielen Spezialisten untersucht, die mit ihrer Forschung wirklich wertvolle Beiträge geleistet haben. Diese organischen Moleküle bleiben zwar weiterhin eine wenig bekannte Gruppe, haben jedoch erheblich zum Gleichgewicht und zur Aufrechterhaltung der Körperfunktionen beigetragen.

Es ist wichtig, Carotinoide beim Essen zu berücksichtigen, da sie zusätzlich zu den gesundheitlichen Vorteilen einen köstlichen Geschmack und Gewürze bieten, die in ihrer Art einzigartig sind.

Chemische Struktur

Carotinoide gehören zur Gruppe der Terpenoide, bei denen es sich um eine Reihe von Verbindungen handelt, die aus Mevalonsäure (abgeleitet von Acetyl CoA) stammen. Terpene sind Derivate von Isopren, einem Kohlenwasserstoff, der aus fünf Kohlenstoffatomen besteht.

Insbesondere sind Carotinoide Tetraterpene und bestehen aus vierzig Kohlenstoffatomen. Diese Atome bilden konjugierte Ketten, die in Kohlenstoffringen enden können, die an jedem ihrer Enden substituiert und ungesättigt sind.

Sie haben eine Isoprenoidstruktur, was bedeutet, dass sie eine variable Anzahl konjugierter Doppelbindungen haben. Dies ist wichtig, da es die Wellenlänge des Lichts bestimmt, das das Molekül absorbieren wird. Abhängig von der Art des Lichts, das es absorbiert, verleiht es dem Gemüse oder der Pflanze, in der es sich befindet, eine bestimmte Färbung.

Chemische Struktur von Beta-Carotin. Quelle: Von KES47 (Datei: Beta-carotene.png), über Wikimedia Commons

Moleküle mit wenigen Doppelbindungen absorbieren Licht mit einer kürzeren Wellenlänge. Zum Beispiel gibt es ein Molekül, das nur drei konjugierte Bindungen enthält, daher kann es nur ultraviolettes Licht einfangen, es ist farblos.

Es gibt eine andere Art von Carotinoid, das in seiner Struktur insgesamt elf konjugierte Doppelbindungen enthält und sogar Rot absorbiert.

Eigenschaften

Carotinoide sind fettlösliche Pigmente, was bedeutet, dass sie in Ölen und Fetten gut löslich sind. Ebenso sind sie nicht synthetisch, sondern werden auf natürliche Weise von Pflanzen, einigen photosynthetischen Bakterien und Algen produziert. Ebenso sind sie unter anderem in organischen Lösungsmitteln wie Keton, Diethylether, Methanol und Chloroform löslich.

Bei Kontakt mit einer Säure sind Carotinoide extrem instabil. Dies führt zu Cyclisierungs- oder Isomerisierungsreaktionen.

In Anbetracht der Tatsache, dass sie hydrophob sind, werden Carotinoide in Umgebungen gefunden, die mit Lipiden zusammenhängen, wie beispielsweise im Inneren von Zellmembranen.

Aufgrund des Vorhandenseins von Doppelbindungen in ihrer chemischen Struktur sind diese Verbindungen sehr empfindlich gegenüber bestimmten Elementen in der Umwelt, wie z. B. Sauerstoff, Peroxiden, Metallen, Säuren, Licht und Wärme.

Ebenso sind unter Berücksichtigung ihrer chemischen Struktur viele der in der Natur vorkommenden Carotinoide Vorläufer von Vitamin A. Damit ein Carotinoid ein Vorläufer von Vitamin A ist, müssen zwei Bedingungen vorliegen: das Vorhandensein von ß- Ionon und die Fähigkeit des Tierkörpers, es in Retinol umzuwandeln.

Unter den Carotinoiden, die als Vorläufer von Vitamin A fungieren können, können wir unter anderem α-Carotin, ß-Zeacarotin und ß-Cryptoxanthin erwähnen (ungefähr 50).

Einstufung

Carotinoide werden nach der Anwesenheit oder Abwesenheit von Sauerstoff in ihrer Kette in zwei große Gruppen eingeteilt: Xanthophylle, die Sauerstoff enthalten, und Carotine, die dies nicht tun.

-Xanthophylle

Xanthophylle sind chemische Verbindungen der Gruppe der Carotinoide, die in ihrer chemischen Struktur Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthalten. Es ist in vielen Pflanzen ein besonders häufig vorkommendes Pigment, das für die gelbe und orange Färbung einiger von ihnen verantwortlich ist.

Dieses Pigment ist nicht nur Pflanzen und Algen vorbehalten, da es auch in einigen tierischen Strukturen wie dem Eigelb und im Exoskelett einiger Krebstiere vorhanden ist.

Zu den bekanntesten Xanthophyllen gehören:

Astaxanthin

Es ist ein fettlösliches Carotinoid. Sie kommen hauptsächlich in mikroskopisch kleinen Algen, Hefen und einigen Tieren wie Krebstieren, Forellen und insbesondere in den Federn einiger Vögel vor.

Die Nützlichkeit und Bedeutung von Astaxanthin liegt in seiner nachgewiesenen antioxidativen, krebserregenden, antidiabetischen und entzündungshemmenden Wirkung. Wenn Astaxanthin regelmäßig eingenommen wird, ergeben sich bestimmte Vorteile, wie z. B. eine erhöhte Immunfunktion, die Erhaltung der kardiovaskulären Gesundheit und die Verringerung der Triglyceride im Blut.

Ebenso hat Astaxanthin bestimmte Schutzeigenschaften gegen die schädlichen Wirkungen von Sonnenlicht auf den Augapfel.

Lutein

Es ist ein Pigment, das zur Gruppe der Carotinoide gehört, insbesondere der Xanthophylle. Dieses Pigment liefert Gemüse mit einer intensiv gelben Farbe. Es ist ein Dihydroxyderivat von α-Carotin.

Lutein ist das am häufigsten vorkommende Xanthophyll. Unter seinen vorteilhaften Eigenschaften für den Menschen kann erwähnt werden, dass es sowohl die Augen als auch die Haut schützt.

Violaxanthin

Es kann in der Schale von Orangen und Mandarinen sowie in einer großen Anzahl von gelben Blüten gefunden werden. Es wird durch Oxidation von Zeaxanthin erhalten.

-Carotine

Sie sind unter diesem Namen bekannt, weil sie zum ersten Mal aus der Karotte (Daucuc carota) isoliert wurden. Carotine sind eine Familie chemischer Verbindungen, die die Eigenschaft haben, eine Färbung zwischen Rot und Gelb zu zeigen, die durch Orange verläuft.

Chemisch bestehen sie aus einer kurzen Kohlenwasserstoffkette, die in ihren Endringen keinen Sauerstoff enthält.

Unter den am meisten untersuchten Carotinen können wir erwähnen:

Beta-Carotin

Es ist das am häufigsten vorkommende Carotinoid. Es ist eine grundlegende Vitamin A-Quelle für den Körper, da Beta-Carotin, wenn es es verdient, in dieses Vitamin umgewandelt wird.

All dies geschieht auf der Ebene der Darmschleimhaut. Sie haben eine Vielzahl von Vorteilen für den Menschen, von denen einer der wichtigsten darin besteht, dass sie Antioxidantien sind.

Alpha-Carotin

Es ist im Allgemeinen in den gleichen Lebensmitteln enthalten, die Beta-Carotin begleiten. Es wird angenommen, dass diese chemische Verbindung den Körper vor einigen Krebsarten wie Gebärmutterhalskrebs schützt.

Lycopin

Es kommt hauptsächlich in Tomaten, Stecknadeln und Paprika vor. Durch verschiedene Studien wurde festgestellt, dass es die Wahrscheinlichkeit verringert, verschiedene Arten von Krebs zu entwickeln. Ebenso ist es in der Lage, das im Blut vorhandene Cholesterin zu senken.

Eigenschaften

Carotinoide sind chemische Verbindungen, die bestimmte Funktionen erfüllen, unter denen wir erwähnen können:

• Sie sind am Photosynthesevorgang beteiligt. Dies liegt daran, dass es sich um Pigmente handelt, die in Pflanzen vorhanden sind, die Licht verschiedener Wellenlängen absorbieren können.
• Carotinoide haben eine Provitamin-A-Funktion. Dies bedeutet, dass einige Carotinoide wie Carotine Vorläuferformen von Retinol (Vitamin A) sind. Sobald sie sich im Körper befinden, werden sie durch verschiedene biochemische Mechanismen in den Zellen in Retinol umgewandelt, was für den Menschen viele Vorteile hat. Besonders auf der Ebene des Sehsinns.
• Sie sind äußerst vorteilhaft für den Menschen, da sie zur Aufrechterhaltung eines guten Gesundheitszustands beitragen und zur Vorbeugung verschiedener Pathologien wie Krebs und Augenkrankheiten beitragen.

Nahrungsquellen für Carotinoide

Carotinoide sind wichtige Elemente im Körper, da sie eine Vielzahl von Vorteilen hinsichtlich der Optimierung und Verbesserung bestimmter Körperfunktionen bieten. Trotzdem verfügt der Körper nicht über die Mechanismen, um sie zu synthetisieren, so dass sie durch die tägliche Ernährung erhalten werden.

Viele Menschen denken, dass Lebensmittel, die reich an Carotinoiden sind, notwendigerweise rot, orange oder gelb sind. Dies ist jedoch nicht der Fall, da es sogar grünes Gemüse gibt, in dem diese Verbindungen signifikant vorhanden sind.

Carotinoidreiche Lebensmittel. Quelle: Pixabay

In diesem Sinne sind Carotinoide in einer großen Anzahl von Lebensmitteln enthalten, alles Gemüse, von denen einige nachstehend aufgeführt sind:

• Karotte
• Kohl
• Brunnenkresse
• Spinat
• roter Pfeffer
• Tomate
• Grüner Salat
• Wassermelone
• Papaya
• Aprikose
• Orange
• Mango
• Guave
• Erdbeere
• Pflaume
• Pfeffer
• Spargel
• Petersilie

Dies sind nur einige der Lebensmittel, in denen Carotinoide enthalten sind. Es ist äußerst wichtig, sie im Auge zu behalten und in die tägliche Ernährung einzubeziehen.

Dank der enormen Vorteile, die sie bieten, sind sie heutzutage ein obligatorischer Bestandteil der täglichen Aufnahme und ihre Vorteile sind weithin anerkannt.

Leistungen

Carotinoide bieten eine Vielzahl von Vorteilen für den Menschen. Aus diesem Grund müssen sie in die tägliche Ernährung aufgenommen werden, damit diese Verbindungen verfügbar sind.

Verschiedene Studien berichten, dass die Vorteile dieser Verbindungen vielfältig sind. Die bekanntesten sind:

Antioxidative Wirkung

Dies ist eine der bekanntesten Wirkungen von Carotinoiden, obwohl nicht richtig verstanden wurde, wie sie auftritt.

Um die antioxidative Wirkung von Carotinoiden zu verstehen, ist es wichtig, bestimmte Kenntnisse der Molekularbiologie des Organismus zu berücksichtigen. Es verfügt über mehrere Mechanismen zur Reinigung der sogenannten freien Radikale, die es erheblich schädigen.

Im Körper gibt es bestimmte Moleküle, die für ihn sehr schädlich sind. Dazu gehört: O ^-2 , HO und NO (reaktiver Sauerstoff und Stickstoffspezies), sowie H ₂ O ₂ und HONO. Aufgrund der Gewebeschäden, die sie verursachen, muss der Körper sie loswerden. Und das durch verschiedene Prozesse.

Einer dieser Mechanismen verwendet bestimmte chemische Verbindungen, die diese umwandeln oder eliminieren können. Zu diesen Verbindungen gehören unter anderem: Tocopherole, Flavonoide und Carotinoide.

Einige Studien haben gezeigt, dass Carotinoide ein O2-Suppressivum sowie ein Mittel sind, das dazu beiträgt, Gewebeschäden durch die oben genannten sogenannten reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffspezies zu verhindern.

Es wurde zuverlässig gezeigt, dass Carotinoide hochwirksame Mittel bei der Inaktivierung von O-2 sind, wodurch die photoxidative Schädigung dieses Moleküls auf Geweben weitgehend vermieden wird.

Dieser Schaden würde durch die Einwirkung von Licht verursacht, das auf bestimmte Moleküle einwirkt und die Bildung von Verbindungen verursacht, die möglicherweise für Zellen schädlich sind.

Herz-Kreislauf-System

Die verschiedenen Experten auf diesem Gebiet sind der Ansicht, dass die Aufnahme von carotinoidreichen Lebensmitteln in die Ernährung zur Verringerung des Risikos von Krankheiten beiträgt, die das Herz-Kreislauf-System beeinträchtigen, wie z. B. Bluthochdruck und Pathologien im Zusammenhang mit den Koronararterien.

Der genaue Mechanismus, durch den Carotinoide zur Gesundheit des Herz-Kreislauf-Systems beitragen, ist immer noch ein Rätsel. Die Ärzte sind sich jedoch einig, dass eine ausgewogene Ernährung Lebensmittel enthalten sollte, die Carotinoide enthalten, unabhängig davon, ob es sich um Carotine oder Xanthophylle handelt.

Anti-Krebs-Effekt

Einige Carotinoide wie Lycopin reduzieren die Inzidenz einiger Krebsarten wie Prostata-, Lungen- und Verdauungstrakt.

In der gleichen Weise haben Carotinoide Verbindungen, die als Acetylene bekannt sind und erkannt werden, weil sie dazu beitragen, die Entwicklung von Tumoren zu verhindern.

Dies ist jedoch ein Bereich, in dem noch viel zu lernen ist. Die Weltgesundheitsorganisation stellt fest, dass die Behauptung, Carotinoide schützen vor Krebs, "möglich, aber unzureichend" ist. Daher müssen wir noch auf die Ergebnisse vieler Studien warten, die noch laufen.

Trotzdem scheint alles darauf hinzudeuten, dass die Ergebnisse günstig sein werden und dass Carotinoide eine wichtige Rolle bei der Prävention dieser schrecklichen Krankheit spielen.

Sie sind vorteilhaft für die Gesundheit der Augen

In Anbetracht der Tatsache, dass einige der Carotinoide Vorläufer von Retinol (Vitamin A) sind, stellen sie eine hervorragende Quelle für den Körper dar, um die benötigte Menge zu erhalten.

Retinol ist eine chemische Verbindung, die auf Netzhautebene wirkt, um die Funktion der Augenrezeptoren zu optimieren und die Sehschärfe, insbesondere in Bezug auf Nachtsicht, erheblich zu verbessern.

Sie stärken das Immunsystem

Bisher haben mehrere Studien gezeigt, dass Carotinoide unter anderem das Immunsystem stärken. Dies ist wichtig, da dies derjenige ist, der für den Umgang mit Krankheitserregern zuständig ist, die den Körper schädigen können, wie z. B. Bakterien und Viren.

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