Caroten

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 27 iunie 2022; verificările necesită 6 modificări .

Carotenul (din lat.  carota  „ morcov ”) este un pigment galben-portocaliu , o hidrocarbură nesaturată din grupul carotenoizilor .

Formula empirică C40H56 . _ Insolubil în apă, dar solubil în solvenți organici . Conținut în frunzele tuturor plantelor, precum și în rădăcina morcovului, măceșului etc. Este o provitamina a vitaminei A. Înregistrat ca aditiv alimentar E160a .

Doi izomeri ai carotenului

Există doi izomeri ai carotenului: α-caroten și β-caroten. β-carotenul se găsește în frunzele galbene, portocalii și verzi ale fructelor și legumelor. De exemplu, în spanac , salată verde, roșii , cartofi dulci și altele.

Nomenclatură

Cele două fragmente terminale ( β-inele ) ale moleculei de β-caroten sunt identice din punct de vedere structural. Molecula de α-caroten conține două fragmente ciclice terminale care diferă prin localizarea dublei legături în inel. Unul dintre fragmentele terminale se numește inel β , identic cu inelul β al β-carotenului, în timp ce celălalt se numește inel ε .

Sunt posibile următoarele opțiuni pentru aranjarea spațială a părților moleculei, care determină structura izomerului :

Surse de caroten

În ciuda faptului că carotenul poate fi obținut prin sinteză chimică, acesta este produs în principal din materii prime naturale.

Ca surse de caroten sunt folosite plante (de exemplu, dovleac , morcovi ), bacterii (unele tulpini de stafilococi ), alge și ciuperci cu un conținut ridicat de substanță țintă .

Carotenoizii se obțin prin sinteză chimică [1] [2] și prin izolare din surse naturale - plante și microorganisme [3] [4] [5] . Folosirea plantelor ca sursă de carotenoizi are și o serie de dezavantaje: este sezonieră; depinde de starea ecologică a solurilor și de recoltele culturilor, sunt reduse semnificativ din cauza acumulării surselor de boli ale materialelor vegetale; este nevoie de suprafeţe mari semănate pentru cultivarea plantelor. În plus, biodisponibilitatea sursei de carotenoizi din sucul de legume este scăzută datorită prezenței carotenoidelor în compoziția complexelor proteice, ceea ce complică foarte mult eliberarea acestora. Absorbția carotenului din legume într-o dietă fără grăsimi este foarte scăzută.

Sinteza microbiologică a beta-carotenului este cea mai justificată metodă industrială de producere a acestuia atât din punct de vedere tehnologic, cât și economic [6] . Carotenoidele „microbiologice”, inclusiv beta-carotenul, sunt obținute din celulele ciupercilor filamentoase, drojdiilor , bacteriilor, actinomicetelor și algelor [7] [8] [9] . Ciupercile sunt de mare importanță ca producători de diferite substanțe biologic active pentru industria alimentară, medicină, agricultură și alte industrii. Ciuperca microscopică a mucoasei Blakeslea trispora nu face excepție . Tulpinile de Blakeslea trispora sunt superproducători de β-caroten și licopen [10] [11] [12] [13] și, în plus, este posibilă biosinteza altor compuși valoroși de natură terpenoidă - ubichinone, ergosterol [14] [15] [ 16] . În timpul biosintezei carotenului de către microorganisme, acesta se acumulează în celulele producătorului. Grăsimile proprii ale Blakeslea trispora reprezintă până la 60% din biomasa totală , ceea ce contribuie la dizolvarea carotenului în timpul fermentației. În consecință, acesta crește disponibilitatea pentru asimilare. Tehnologia de obținere a carotenoidelor microbiologice este ecologică datorită absenței emisiilor nocive și a utilizării de substanțe chimice neagresive. Materiile prime inițiale în producția de carotenoizi sunt subprodusele, produsele intermediare și deșeurile din producția de amidon-melasă, măcinarea făinii, conservele, industria uleiului și a cărnii și a produselor lactate.

Beta-caroten

Descriere

Beta-carotenul este un pigment vegetal galben-portocaliu , unul dintre cei 600 de carotenoizi naturali . Beta-carotenul servește ca un precursor al vitaminei A ( retinol ) și este un antioxidant puternic . De asemenea, această substanță are un efect imunostimulator și adaptogen [17] .

Surse

Dovleac, morcovi, ceapa verde, macris, spanac , salata verde , salata verde, salata romana, varza kale , rosii, ardei rosii, broccoli, grapefruits, prune, piersici, pepeni, caise, curki, agrise, afine, coacaze negre.

Beta-carotenul se găsește într-un depozit unic de sare din Crimeea, pe lacul Sasyk . Componenta naturală pătrunde în bazinele de sare datorită înfloririi algei Dunaliella sallina, care a reușit să se adapteze la condițiile dure ale apei ultrasărate și radiațiilor solare, după ce a învățat să producă beta-caroten. Astfel, beta-carotenul însoțește principalele componente ale sării naturale de mare.

Necesarul zilnic

Conform recomandărilor metodologice privind normele de nutriție rațională „Normele de nevoi fiziologice de energie și nutrienți pentru diferite grupuri ale populației Federației Ruse” din 18 decembrie 2008 (MR 2.3.1.2432 -08) [18] , 6 mg de beta-caroten sunt echivalente cu 1 mg de vitamina A. Consumul mediu in diferite tari este de 1,8-5,0 mg/zi. Nivelul maxim acceptabil de aport nu a fost stabilit. Necesarul fiziologic pentru adulți este de 5 mg/zi (introdus pentru prima dată).

Studiile ulterioare au arătat că, în realitate, activitatea vitaminică a carotenoizilor este de două ori mai mică decât se credea anterior. Prin urmare, în 2001, Institutul de Medicină din SUA a propus o altă unitate nouă - echivalentul activității retinolului (RAE). 1 RAE corespunde la 1 mcg de retinol, 2 mcg de β-caroten dizolvat în grăsimi (ca produs farmaceutic), 12 mcg de β-caroten „alimentar” sau 24 mcg de altă provitamina A.

Mecanism de acțiune

Structura nesaturată a beta-carotenului permite moleculelor sale să absoarbă lumina și să prevină acumularea de radicali liberi și specii reactive de oxigen. Beta-carotenul inhibă producerea de radicali liberi. Se presupune că în acest fel protejează celulele sistemului imunitar de deteriorarea radicalilor liberi și poate îmbunătăți starea de imunitate [17] . Beta-carotenul este un imunostimulant natural care crește potențialul imunitar al organismului indiferent de tipul de antigene , adică acționează nespecific.

Unele studii au arătat efectul său imunostimulator ușor [19] .

Există multe publicații cu privire la efectul beta-carotenului asupra creșterii numărului de T-helper . În același timp, în unele experimente, se înregistrează o creștere a numărului tuturor limfocitelor T, iar în unele, doar T-helper [20] .

Cel mai mare efect se manifestă la indivizii (oameni și animale) care se confruntă cu stres oxidativ (dietă necorespunzătoare, boli, bătrânețe). În organismele complet sănătoase, efectul este adesea minim sau absent [21] .

Efectul în sine este asociat cu o creștere a capacității proliferative a limfocitelor T, inclusiv a ajutoarelor T (0,1,2). Proliferarea limfocitelor T este inhibată de radicalul peroxid. Eliminarea radicalilor peroxid mărește capacitatea celulelor T de a blastogeneză. Beta-carotenul stimulează și creșterea glandelor timus la animale, surse de limfocite T [22] .

Acesta este un efect nespecific al majorității antioxidanților lipofili (luteină, criptoxantina, retinol, tocoferol, alfa-caroten, astaxantina) [23] .

Acumularea episodică a exact T-helpers, și nu a altor limfocite, este aparent asociată cu o situație specifică a citokinelor din organism [24] .

O creștere a capacității proliferative a limfocitelor T sub influența beta-carotenului a fost demonstrată și în experimente model cu culturi de limfocite (și nu numai limfocite T). Utilizarea unor mitogeni specifici (CON A) duce la proliferarea limfocitelor. Aceasta este o imitație a mediului de citokine în timpul răspunsului imun. Limfocitele T cu beta-caroten proliferează mai mult decât martorii. Studiile au concluzionat că în timpul infecției, un preparat de beta-caroten va accelera răspunsul imun [25] . Creșterea și diferențierea ajutoarelor T depinde și de prezența interleukinelor 1,2,4. Aceste citokine sunt formate în limfocitele T și macrofagele înseși. Beta-carotenul crește semnificativ activitatea macrofagelor , deoarece acestea suferă procese specifice de peroxid care necesită o cantitate mare de antioxidanți. Macrofagele, pe lângă fagocitoză, efectuează prezentarea antigenului și stimulează ajutoarele T corespunzătoare. Acest lucru duce la o creștere a numărului de T-helper. Dar numai în prezenţa unui antigen [26] .

Unii oameni de știință domestici asociază activitatea imunomodulatoare a beta-carotenului cu efectul asupra acidului arahidonic și a metaboliților săi [27] .

În special, se presupune că beta-carotenul inhibă producția de produși ai acidului arahidonic (se referă la acizi grași omega), inhibând astfel producția de prostaglandine E2 (o substanță activă fiziologic lipidic) [28] . Prostaglandina E 2 este un supresor al celulelor NK, reducându-și conținutul, beta-carotenul îmbunătățește activitatea celulelor NK care produc gamma- interferon . Astfel, beta-carotenul își realizează efectul imunostimulator [29] .

Preparate de beta-caroten

Carotenemia

Carotenemia sau hipercarotenemia este un exces de caroten în organism (spre deosebire de un exces de vitamina A, carotenul are toxicitate scăzută). De obicei, carotenemia nu este considerată o afecțiune periculoasă, deși duce la îngălbenirea pielii ( carotenodermie ). Se observă adesea dacă în mâncare există o mulțime de morcovi , dar poate fi și un simptom al unor condiții mai periculoase.

Caroten și cancer

Studiile anterioare au arătat că beta-carotenul, ca antioxidant, reduce probabilitatea de cancer la persoanele care consumă o mulțime de alimente bogate în această substanță. Dar în ultimele decenii, studii majore au arătat că utilizarea beta-carotenului, dimpotrivă, duce la o creștere a probabilității de cancer pulmonar și de prostată la fumători, precum și la persoanele care lucrează în producția de azbest [30] .

Un studiu publicat în 1994 în The New England Journal of Medicine [31] a constatat că administrarea de beta-caroten a crescut probabilitatea de cancer la fumători cu 18%.

Potrivit unui alt studiu publicat în Jurnalul Institutului Național al Cancerului [32] , incidența la fumători crește cu 28% din cauza aportului de caroten.

Dovezile științifice rezumate în 2009 susțin ipoteza că dozele mari de beta-caroten la fumători pot crește riscul de a dezvolta cancer pulmonar [33] . Mecanismul specific al acestui efect al carotenului este necunoscut.

Carotenul ca sursă de miros

Multe plante, în aroma cărora ionona joacă un rol semnificativ , își datorează mirosul unei concentrații semnificative de caroten, precursorul structural al moleculei iononei.

Supliment alimentar

Carotenul este aprobat pentru utilizare ca supliment alimentar în Uniunea Europeană [34] , Australia , Noua Zeelandă [35] , Statele Unite [36] și în numeroase alte țări din întreaga lume și are numărul Codex Alimentarius E160a . Cel mai adesea, carotenul este folosit pentru a colora alimente precum sucuri , prăjituri , deserturi , unt și margarina [37] .

În 2001, Comitetul mixt FAO/OMS de experți pentru aditivi alimentari (JECFA) a stabilit Doza zilnică tolerabilă (DZA) pentru caroten la 5 mg/kg greutate corporală [38] . În 2012, Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară (EFSA) a reevaluat carotenul ca aditiv alimentar [39] . Comisia EFSA nu a putut stabili o DZA, dar a clarificat că consumul de caroten din ulei de palmier , morcovi și alge este în orice caz mai mare decât ca supliment alimentar [39] .

Vezi și

Note

  1. ↑ Pat. 2074177 EN, MKI C07C403/24. Metoda de obținere a beta-carotenului / E. P. Kovsman, K. A. Solop, V. D. Batelman, G. I. Samokhvalov, V. L. Khristoforov, L. A. Vakulova, T. A. Zhidkova. — nr. 93035263/04; Aplic. 07/07/1993; Publicat 27.02.1997
  2. ↑ Pat. 2152929 EN, MKI C07C403/24. Metoda de purificare a β-carotenului tehnic / V. M. Belova; T. I. Ozorova; V. P. Belovodsky; S. N. Anakin; I. P. Serpuhovitin; G. B. Gvozdev; D. V. Daviddovici; A. T. Kirsanov. — nr. 99115385/04; Aplic. 07.12.1999; Publicat 20.07.2000
  3. ↑ Pat. 2177505 EN, MKI C12P23/00, C12N1/14, C12N1/14, C12R1:645. O pereche de tulpini ale ciupercii heterotalice Blakeslea trispora КР 74+ și КР 86− producând beta-caroten / I. S. Kunshchikova (UA); R. V. Kazaryan (RU); S. P. Kudinova (RU). — nr. 2000103831/13; Aplic. 15.02.2000; Publicat 27.12.2001
  4. ↑ Zhanna Oleksandrivna Petrova. Desfăşurarea proceselor de deţinere a produselor din făină-caroten: Dis... cand. tehnologie. Științe: 18.05.12 / Institutul de Fizică Termotehnică al Academiei Naționale de Științe a Ucrainei. - K., 2004. - 218 p.
  5. ↑ Postoenko Olena Mihailivna. Caracteristicile ecologice ale roslinelor purtătoare de caroten cultivate și sălbatice - viruși acumulatori și xenobiotice și metoda de extracție a carotenului din acestea: Dis... cand. biol. Științe: 03.00.16 / Universitatea Națională din Kiev denumită după. Taras Şevcenko. - K., 2003. - 120 p.
  6. ↑ Saakov V.S. Căi alternative de biosinteză a carotenoidului în Procaryota și Eucaryota // Dokl. AN din Rusia. - 2003. - T.392. - Nr 6. - S. 825-831.
  7. ↑ Kaminska M. Carotene-synthesizing yeast Phaffia rhodozyma / M. Kaminska, L. Sologub // Bulletin of lions. Universitate. Ser. biol., 2004. - VIP. 37. - S. 3-12.
  8. ↑ Kaminska Marta Volodymyrivna. Carotenogeneza la diferite tulpini de drojdii Phaffia rhodozyma și stagnarea acestora la găinile ouătoare vii: dis... cand. s.-g. Științe: 03.00.04 / UAAS; Institutul de Biologie a Creaturilor. - L., 2005. - 144 p.
  9. ↑ Primova L. O. Caracteristici ale stocării de azot a biomasei ciupercii mucoase Blakeslea trispora / L. O. Primova, Visotsky I. Yu. // Buletinul Sumdu. Seria Medicină, 2008. - T. 1. - Nr. 2. - S. 27-34.
  10. ↑ Avchiev M. I., Butorova I. A., Avchieva P. B. Studiul creșterii și acumulării de licopen de către o pereche de ciuperci heterotalice Blakeslea trispora VSB-130 (+) și VSB-129 (-) // Biotehnologie. - 2003. - Nr 3. - S. 12-19.
  11. ↑ Tereshina V. M., Memorskaya A. S., Feofilova E. P. Metoda expresă pentru determinarea conținutului de licopen și b-caroten // Microbiologie. - 1994. - T.63. - Nr 6. - S. 1111-1116.
  12. ↑ Tereshina V. M., Memorskaya A. S., Feofilova E. P. Compoziția lipidelor în ciuperca mucoasei Blakeslea trispora în condiții de stimulare a formării licopenului // Microbiologie. - 2010. - T.79. - Nr. 1. - S. 39-44.
  13. ↑ Mantzouridoua F., Tsimidou MZ Despre monitorizarea carotenogenezei de către Blakeslea trispora folosind HPLC // Food Chemistry. - 2007. - Vol.104. - Nr. 1. - P. 439-444.
  14. ↑ Deev S. V., Butorskaya I. A., Avchieva P. B. Izolarea ubiquinonelor din biomasa ciupercii Blakeslea trispora // Biotehnologie. - 2000. - Nr 5. - S. 36-46.
  15. ↑ Deev S. V., Butorskaya I. A., Avchieva P. B. Sinteza și izolarea ergosterolului folosind ciuperca Blakeslea trispora ca producător // Biotehnologie. - 2000. - Nr 4. - S. 22-31.
  16. ↑ Tereshina V. M. Compoziția lipidelor din ciuperca mucoasei Blakeslea trispora în condiții de stimulare a formării licopenului / V. M. Tereshina, A. S. Memorskaya, E. P. Feofilova // Microbiologie. - 2010. - T. 79. - Nr. 1. - S. 39-44.
  17. ↑ 12 SANTOS MS; LEKA LS; RIBAYA-MERCADO JD; RUSSELL RM; MEYDANI M.; HENNEKENS CH; GAZIANO JM; MEYDANI SN; Suplimentarea cu β-caroten pe termen scurt și lung nu influențează imunitatea mediată de celulele T la persoanele în vârstă sănătoase.
  18. ↑ „Norme de nevoi fiziologice de energie și nutrienți pentru diferite grupuri ale populației Federației Ruse” MP ​​2.3.1.2432-08 Arhivat la 19 februarie 2016.
  19. ↑ van Poppel G, Spanhaak S, Ockhuizen T. Efectul beta-carotenului asupra indicilor imunologici la fumătorii de sex masculin sănătoși. A.m. J.Clin. Nutr. 1993 martie; 57(3):402-407.
  20. ^ Sampliner , Richard E., Watson, Ronald R., Garewal, Harinder S., Prabhala, Rao H., Hicks, Mary J. Efectele acidului 13-cis-retinoic și beta-carotenului asupra imunității celulare la om. 1991.
  21. ↑ Boon P. Chew2 și Jean Soon Park. Actele simpozionului pentru onoarea memoriei lui James Allen Olson. Acțiunea carotenoidelor asupra răspunsului imun. Departamentul de Științe Animale, Universitatea de Stat din Washington, Pullman, WA 99164-6351
  22. ↑ Boon P. Chew. Vitaminele antioxidante afectează imunitatea și sănătatea animalelor alimentare. Departamentul de Științe Animale, Universitatea de Stat din Washington, Pullman, WA 99164-6320
  23. ↑ Chung-Yung Jetty Lee și Jennifer Man-Fan Wan Performanța imunoregulatoare și antioxidantă a O±-tocoferolului și seleniului asupra limfocitelor umane. Departamentul de Zoologie, Universitatea din Hong Kong, Pokfulam Road, Hong Kong, SAR, China.
  24. ↑ Satoru Moriguchi Ph.D., Naoko Okishima BS, Satoshi Sumida Ph.D., Koji Okamura MS, Tatsuya Doi MS și Yasuo Kishino MD Suplimentarea cu β-caroten îmbunătățește proliferarea limfocitelor cu mitogeni în limfocitele din sângele periferic uman. Cercetare în nutriție Volumul 16, Numărul 2, februarie 1996, paginile 211-218.
  25. ↑ Boon P. Chew2, Jean Soon Park, Teri S. Wong, Hong Wook Kim, Brian BC Weng, Katherine M. Byrne, Michael G. Hayek* și Gregory A. Reinhart. ß-Carotenul alimentar stimulează răspunsul imun mediat și umoral la câini. Jurnalul de Nutriție. 2000; 130:1910-1913.
  26. ↑ B-Caroten și răspunsul imun. DE ADRIANNE BENDICH. Proceedings of the Nutrition Society (1991) 50, 263-274.
  27. ↑ Santos MS, Gaziano JM, Leka LS, Îmbunătățirea indusă de beta-caroten a activității celulelor ucigașe naturale la bărbații în vârstă: o investigație a rolului citokinelor. Am J Clinic Nutr. 1998 iulie; 68(1):164-70.
  28. ↑ Rhodes J. Acțiunea interferonului uman: reglare reciprocă de către acid retinoic și beta-caroten. J Natl Cancer Inst. mai 1983; 70(5):833-7.
  29. ↑ Biochim Biophys Acta. 24 apr 1987; 918(3):304-7. Inhibarea oxidării acidului arahidonic de către beta-caroten, retinol și alfa-tocoferol. Halevy O, Sklan D.
  30. ↑ Beta-caroten și cancer . Consultat la 13 ianuarie 2010. Arhivat din original la 13 mai 2012.
  31. ↑ Efectul vitaminei E și al beta-carotenului asupra incidenței cancerului pulmonar și a altor tipuri de cancer la bărbați care fumează . Data accesului: 13 ianuarie 2010. Arhivat din original la 4 ianuarie 2010.
  32. ↑ Factori de risc pentru cancerul pulmonar și pentru efectele intervenției în CARET, studiul privind eficacitatea beta-carotenului și retinolului . Data accesului: 13 ianuarie 2010. Arhivat din original la 22 iunie 2009.
  33. ↑ Goralczyk R. Beta-caroten și cancer pulmonar la fumători: revizuirea ipotezelor și stadiul cercetării. Nutr Cancer. noiembrie 2009; 61(6):767-74.
  34. ↑ Agenția pentru Standarde Alimentare din Regatul Unit: Aditivii actuali aprobați de UE și numerele E ale acestora . Preluat: 27 octombrie 2011.
  35. ↑ Australia Noua Zeelandă Standardul Codului Standardelor Alimentare 1.2.4 - Etichetarea ingredientelor . Preluat: 22 decembrie 2014.
  36. ↑ US FDA: Food Additive Status List . Administrația pentru Alimente și Medicamente . Preluat: 22 decembrie 2014.
  37. ↑ Marmion, Daniel. Coloranți pentru alimente, medicamente și produse cosmetice // Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology / Daniel Marmion, actualizat de personal. - 2012. - ISBN 978-0471238966 . - doi : 10.1002/0471238961.0315121513011813.a01.pub3 .
  38. ↑ Organizația Mondială a Sănătății. β-CAROTEN, SINTETIC  // Comitetul mixt FAO/OMS de experți pentru aditivi alimentari.
  39. ↑ 1 2 Grupul EFSA privind aditivii alimentari și sursele de nutrienți adăugate la alimente (ANS). Aviz științific privind reevaluarea carotenilor amestecați [E 160a (i)] și beta-carotenului (E 160a (ii)) ca aditiv alimentar  // ​​Jurnalul EFSA. — 2012-03. - T. 10 , nr. 3 . doi : 10.2903 /j.efsa.2012.2593 .

Link -uri