Каротин: свойства и роль в питании¶

Каротин — это органическое вещество из группы каротиноидов, природный жёлто-оранжевый пигмент, синтезируемый растениями и некоторыми микроорганизмами. В химическом отношении каротин представляет собой ненасыщенный углеводород терпенового ряда с формулой C40H56. Название происходит от латинского слова carota («морковь»), из которой вещество было впервые выделено в 1831 году немецким химиком Генрихом Вильгельмом Фердинандом Вакенродером, а его молекулярную структуру в 1907 году установили Рихард Вильштеттер и Генрих Миг.

¶Химическая природа и формы

Каротин относится к группе провитаминов А — соединений, которые в организме человека и животных способны превращаться в ретинол (витамин A). Существует несколько изомеров каротина, различающихся расположением двойных связей в молекуле:

• α-каротин — содержится в моркови, тыкве, томатах;
• β-каротин — наиболее распространённая и биологически активная форма, присутствует в моркови, шпинате, абрикосах;
• γ-каротин — встречается в некоторых фруктах и грибах.

Молекула β-каротина симметрична и состоит из двух кольцевых структур, соединённых полиеновой цепью. Именно β-каротин обладает максимальной провитаминной активностью: из одной его молекулы в печени образуется две молекулы витамина A.

¶Функции в растениях

В растительных организмах каротин выполняет несколько важных задач. Он участвует в фотосинтезе как вспомогательный пигмент, поглощая свет в сине-фиолетовой части спектра и передавая энергию хлорофиллу. Кроме того, каротин защищает клетки от повреждения активными формами кислорода, выступая в роли антиоксиданта. Оранжевая окраска корнеплодов, плодов и цветков привлекает насекомых-опылителей и животных, способствующих распространению семян.

¶Роль в питании человека

В пищеварительном тракте человека каротин всасывается в тонком кишечнике в присутствии жиров и желчных кислот. В клетках слизистой оболочки кишечника и печени под действием фермента β-каротин-15,15'-диоксигеназы он расщепляется на молекулы ретинола. Усвояемость каротина зависит от способа обработки продуктов: термическая обработка и измельчение повышают его биодоступность, поскольку разрушают клеточные стенки растений.

Основные функции каротина в организме:

• обеспечение нормального зрения, особенно сумеречного;
• поддержание целостности эпителиальных тканей кожи и слизистых оболочек;
• участие в синтезе родопсина — светочувствительного пигмента сетчатки;
• антиоксидантная защита клеток от свободных радикалов;
• поддержка иммунной системы и репродуктивной функции.

Суточная потребность взрослого человека в витамине A составляет около 900 мкг ретинолового эквивалента для мужчин и 700 мкг для женщин. При этом из β-каротина усваивается примерно одна шестая часть его массы, поэтому для покрытия потребности необходимо потреблять достаточное количество овощей и фруктов оранжевого и зелёного цвета.

¶Источники каротина

Наиболее богаты каротином морковь, тыква, сладкий перец, облепиха, хурма, абрикосы, шпинат, брокколи, петрушка и щавель. В промышленности каротин получают экстракцией из моркови, пальмового масла, водорослей рода Dunaliella, а также синтетическим путём. Он используется как пищевая добавка E160a, придающая продуктам жёлтую или оранжевую окраску, и входит в состав биологически активных добавок.

¶Дефицит и избыток

Недостаток каротина и витамина A приводит к гемералопии («куриной слепоте»), сухости кожи и слизистых, снижению иммунитета и замедлению роста у детей. В развивающихся странах дефицит витамина A остаётся серьёзной проблемой общественного здравоохранения.

Избыточное потребление каротина с пищей не токсично, однако может вызвать каротинодермию — безвредное состояние, при котором кожа приобретает желтоватый оттенок. В отличие от витамина A, накопление каротина в тканях не приводит к гипервитаминозу. Опасность представляют только высокие дозы синтетического β-каротина в составе добавок, которые, по данным некоторых исследований, могут повышать риск рака лёгких у курильщиков.

¶Практическое значение

Каротин широко применяется в пищевой промышленности как натуральный краситель, в косметологии — как компонент увлажняющих и омолаживающих средств, а также в животноводстве для окрашивания желтка яиц и мяса птицы. Селекционеры вывели сорта растений с повышенным содержанием каротина, в том числе «золотой рис» — генно-модифицированный сорт, созданный для борьбы с дефицитом витамина A в Азии.