Каротин — пигмент моркови¶
Каротин — жёлто-оранжевый пигмент растительного происхождения, относящийся к группе каротиноидов; основной красящий компонент моркови, придающий её корнеплодам характерный оранжевый цвет. Слово «каротин» происходит от латинского названия моркови — Daucus carota. Химическая формула — C₄₀H₅₆, молярная масса 536,87 г/моль. Каротин является провитамином: в организме человека и животных он превращается в витамин A (ретинол).
¶Строение и свойства
Каротин относится к тетрапеноидам — углеводородам, построенным из четырёх изопреновых звеньев. Молекула содержит длинную цепь с чередующимися одинарными и двойными связями (сопряжённую систему), которая поглощает синий и фиолетовый свет и отражает жёлто-оранжевую часть спектра. Это и обусловливает окраску.
Каротин — липофильное (жирорастворимое) вещество, практически нерастворимое в воде, но хорошо растворимое в жирах, органических растворителях (хлороформ, бензол, эфир). При нагревании на воздухе окисляется и разрушается, теряя биологическую активность.
¶Виды каротинов
В природе существует несколько изомеров каротина:
| Изомер | Отличия | Распространение |
|---|---|---|
| α-каротин | Боковая цепь с двойной связью в кольце | Морковь, тыква, мандарины |
| β-каротин | Симметричный, два β-иононовых кольца | Морковь, шпинат, облепиха |
| γ-каротин | Промежуточное строение | Грибы, некоторые водоросли |
β-каротин — самый распространённый и наиболее биологически активный изомер: при расщеплении в кишечнике одна его молекула даёт две молекулы витамина A. α-каротин вдвое менее активен в этом отношении.
¶Каротин в моркови
В корнеплодах моркови β-каротин составляет основную часть каротиноидов — до 70–80 % от их общего количества. Содержание каротина в моркови колеблется в широких пределах: от 15–20 мг на 100 г сырого продукта у светлых сортов до 60–80 мг и выше у тёмно-оранжевых и красных сортов. Сорта с фиолетовой или белой окраской содержат каротина значительно меньше.
Синтез каротина в корнеплоде усиливается по мере созревания и при выдержке на свету: хранение моркови в тёмном месте сохраняет пигмент, а прорастание и освещение увеличивают его количество. Термическая обработка повышает биодоступность каротина за счёт разрушения клеточных стенок, но длительное кипячение и доступ воздуха приводят к его окислению.
¶Биологическая роль
В растениях каротин выполняет две основные функции: дополнительное поглощение световой энергии для фотосинтеза и защита фотосинтетического аппарата от избытка света (антиоксидант).
В организме человека и животных каротин, прежде всего β-каротин, служит провитамином A. Фермент β-каротин-15,15'-диоксигеназа расщепляет его молекулу в кишечнике с образованием ретинальдегида, который далее превращается в ретинол. Витамин A необходим для синтеза родопсина (зрительного пигмента сетчатки), поддержания состояния эпителия, нормального роста и развития.
Каротин также проявляет антиоксидантные свойства: он связывает активные формы кислорода и свободные радикалы, защищая клетки от окислительного повреждения. Исследования связывают достаточное потребление каротиноидов со снижением риска ряда хронических заболеваний, однако причинно-следственные связи окончательно не установлены.
¶Применение
Каротин и его производные используются в нескольких отраслях:
- Пищевая промышленность — в качестве натурального красителя (обозначение Е160а) для придания продуктам жёлто-оранжевой окраски: молочных продуктов, напитков, кондитерских изделий.
- Кормовая промышленность — добавка в комбикорма для птицы и животных: каротин улучшает окраску желтка куриных яиц и молочного жира.
- Медицина и БАД — как источник провитамина A и антиоксидант.
- Косметология — компонент средств для защиты кожи и ухода за ней.
¶История
Каротин был впервые выделен из моркови в 1831 году немецким химиком Вильгельмом Генрихом Вакенродером, который назвал его «каротином» по латинскому названию растения. В 1913 году американский биохимик Элмер Макколлум установил, что морковь и другие оранжевые овощи содержат вещество, необходимое для роста и зрения, — так был открыт витамин A. Связь между каротином и витамином A была доказана в 1930-е годы.
¶Источники
- Биохимия растений / под ред. А. Т. Мокроносова. — М.: Колос.
- Гулис Г. И. Биология с основами экологии. — Киев: Вища школа.
- Каротиноиды: химия, биология, медицина / под ред. В. П. Ярцева. — Новосибирск: Наука.
- Справочник «Химия» / под ред. Н. С. Акимова. — М.: Высшая школа.
- Пищевые красители: свойства и применение. — СПб.: ГИОРД.