Karoten (z lat. carota " mrkev ") je žlutooranžový pigment , nenasycený uhlovodík ze skupiny karotenoidů .
Empirický vzorec C 40 H 56 . Nerozpustný ve vodě, ale rozpustný v organických rozpouštědlech . Obsaženo v listech všech rostlin, stejně jako v kořeni mrkve, šípku atd. Je to provitamin vitaminu A. Registrováno jako potravinářská přídatná látka E160a .
Existují dva izomery karotenu: α-karoten a β-karoten. β-karoten se nachází ve žlutých, oranžových a zelených listech ovoce a zeleniny. Například ve špenátu , hlávkovém salátu, rajčatech , sladkých bramborách a dalších.
Dva terminální fragmenty ( β-kruhy ) molekuly β-karotenu jsou strukturálně identické. Molekula α-karotenu obsahuje dva koncové cyklické fragmenty, které se liší umístěním dvojné vazby v kruhu. Jeden z terminálních fragmentů se nazývá β-kruh , identický s β-kruhem β-karotenu, zatímco druhý se nazývá ε-kruh .
Jsou možné následující možnosti prostorového uspořádání částí molekuly, které určují strukturu izomeru :
Přesto, že karoten lze získat chemickou syntézou, vyrábí se převážně z přírodních surovin.
Jako zdroje karotenu se využívají rostliny (např. dýně , mrkev ), bakterie (některé kmeny stafylokoků ), řasy a houby s vysokým obsahem cílové látky .
Karotenoidy se získávají chemickou syntézou [1] [2] a izolací z přírodních zdrojů – rostlin a mikroorganismů [3] [4] [5] . Využití rostlin jako zdroje karotenoidů má také řadu nevýhod: je sezónní; závisí na ekologickém stavu půd a výnosech plodin, jsou výrazně sníženy v důsledku akumulace zdrojů chorob rostlinných materiálů; je potřeba velkých osevních ploch pro pěstování rostlin. Navíc biologická dostupnost zdroje karotenoidů ze zeleninové šťávy je nízká kvůli přítomnosti karotenoidů ve složení proteinových komplexů, což značně komplikuje jejich uvolňování. Vstřebávání karotenu ze zeleniny na beztukové dietě je velmi nízké.
Mikrobiologická syntéza beta-karotenu je z technologického i ekonomického hlediska nejopodstatněnějším průmyslovým způsobem jeho výroby [6] . „Mikrobiologické“ karotenoidy, včetně beta-karotenu, se získávají z buněk vláknitých hub, kvasinek , bakterií, aktinomycet a řas [7] [8] [9] . Houby mají velký význam jako producenti různých biologicky aktivních látek pro potravinářský průmysl, lékařství, zemědělství a další průmyslová odvětví. Výjimkou není ani mikroskopická slizniční houba Blakeslea trispora . Kmeny Blakeslea trispora jsou superproducenty β-karotenu a lykopenu [10] [11] [12] [13] a navíc je možná biosyntéza dalších cenných sloučenin terpenoidní povahy - ubichinonů, ergosterolu [14] [15] [ 16] . Při biosyntéze karotenu mikroorganismy se hromadí v buňkách producenta. Vlastní tuky Blakeslea trispora tvoří až 60 % celkové biomasy , což přispívá k rozpouštění karotenu během fermentace. Tím se zvyšuje jeho dostupnost pro asimilaci. Technologie získávání mikrobiologických karotenoidů je šetrná k životnímu prostředí díky absenci škodlivých emisí a použití neagresivních chemikálií. Výchozí surovinou při výrobě karotenoidů jsou vedlejší produkty, meziprodukty a odpady z výroby škrobu, melasy, mletí mouky, konzervárenského, olejářského a masného a mlékárenského průmyslu.
Beta-karoten je žlutooranžový rostlinný pigment , jeden ze 600 přírodních karotenoidů . Betakaroten slouží jako prekurzor vitaminu A ( retinol ) a je silným antioxidantem . Tato látka má také imunostimulační a adaptogenní účinek [17] .
Dýně, mrkev, zelená cibule, šťovík , špenát, hlávkový salát , salát, římský salát, kapusta , rajčata, červená paprika, brokolice, grapefruity, švestky, broskve, melouny, meruňky, tomel, angrešt, borůvky, černý rybíz.
Beta-karoten se nachází v unikátním nalezišti soli na Krymu u jezera Sasyk . Přírodní složka se do solných bazénů dostává díky rozkvětu řasy Dunaliella sallina, která se dokázala adaptovat na drsné podmínky ultraslané vody a slunečního záření tím, že se naučila produkovat betakaroten. Betakaroten tedy doprovází hlavní složky přírodní mořské soli.
Podle metodických doporučení k normám racionální výživy "Normy fyziologických potřeb energie a živin pro různé skupiny obyvatel Ruské federace" ze dne 18. prosince 2008 (MR 2.3.1.2432 -08) [18] , 6 mg beta-karotenu jsou ekvivalentní 1 mg vitamínu A. Průměrná spotřeba v různých zemích je 1,8-5,0 mg/den. Horní přijatelná úroveň příjmu nebyla stanovena. Fyziologická potřeba pro dospělé je 5 mg/den (zavedena poprvé).
Následné studie ukázaly, že ve skutečnosti je vitaminová aktivita karotenoidů dvakrát nižší, než se dříve myslelo. V roce 2001 proto americký lékařský institut navrhl další novou jednotku – ekvivalent aktivity retinolu (RAE). 1 RAE odpovídá 1 mcg retinolu, 2 mcg β-karotenu rozpuštěného v tucích (jako léčivo), 12 mcg „potravinového“ β-karotenu nebo 24 mcg jiného provitaminu A.
Nenasycená struktura beta-karotenu umožňuje jeho molekulám absorbovat světlo a zabránit hromadění volných radikálů a reaktivních forem kyslíku. Beta-karoten inhibuje tvorbu volných radikálů. Předpokládá se, že tímto způsobem chrání buňky imunitního systému před poškozením volnými radikály a může zlepšit stav imunity [17] . Beta-karoten je přírodní imunostimulant , který zvyšuje imunitní potenciál organismu bez ohledu na typ antigenů , to znamená, že působí nespecificky.
Některé studie prokázaly jeho mírný imunostimulační účinek [19] .
Existuje mnoho publikací o vlivu beta-karotenu na zvýšení počtu T-pomocníků . Zároveň je v některých experimentech zaznamenán nárůst počtu všech T-lymfocytů a u některých pouze T-helperů [20] .
Největší efekt se projevuje u jedinců (člověka i zvířat) prožívajících oxidační stres (nevhodná strava, nemoci, stáří). U zcela zdravých organismů je účinek často minimální nebo chybí [21] .
Samotný účinek je spojen se zvýšením proliferační kapacity T-lymfocytů , včetně T(0,1,2)-helperů. Proliferace T-lymfocytů je inhibována peroxidovým radikálem. Eliminace peroxidových radikálů zvyšuje schopnost T buněk k blastogenezi. Betakaroten také stimuluje růst brzlíků u zvířat, zdrojů T-lymfocytů [22] .
Jedná se o nespecifický účinek většiny lipofilních antioxidantů (lutein, kryptoxantin, retinol, tokoferol, alfa-karoten, astaxantin) [23] .
Epizodická akumulace přesně T-helperů, a nikoli jiných lymfocytů, je zjevně spojena se specifickou cytokinovou situací v těle [24] .
Zvýšení proliferační kapacity T-lymfocytů vlivem beta-karotenu bylo prokázáno i v modelových pokusech s kulturami lymfocytů (a nejen T-lymfocytů). Použití specifických mitogenů (CON A) vede k proliferaci lymfocytů. Jedná se o imitaci cytokinového prostředí během imunitní odpovědi. T-lymfocyty s beta-karotenem proliferují více než kontroly. Studie dospěly k závěru, že během infekce přípravek beta-karotenu urychlí imunitní odpověď [25] . Růst a diferenciace T-helperů závisí také na přítomnosti interleukinů 1,2,4. Tyto cytokiny se tvoří v samotných T-lymfocytech a makrofázích. Beta-karoten výrazně zvyšuje aktivitu makrofágů , protože procházejí specifickými peroxidovými procesy, které vyžadují velké množství antioxidantů. Makrofágy kromě fagocytózy provádějí prezentaci antigenu a stimulují odpovídající T-pomocníky. To vede ke zvýšení počtu T-pomocníků. Ale pouze v přítomnosti antigenu [26] .
Někteří tuzemští vědci spojují imunomodulační aktivitu beta-karotenu s účinkem na kyselinu arachidonovou a její metabolity [27] .
Zejména se předpokládá, že beta-karoten inhibuje produkci produktů kyseliny arachidonové (označuje omega-mastné kyseliny), čímž inhibuje produkci prostaglandinu E2 (lipidová fyziologicky aktivní látka) [28] . Prostaglandin E 2 je supresorem NK buněk, snižuje jeho obsah, beta-karoten zvyšuje aktivitu NK buněk produkujících gama -interferon . Betakaroten tedy plní svůj imunostimulační účinek [29] .
Karotenémie nebo hyperkarotenémie je nadbytek karotenu v těle (na rozdíl od nadbytku vitamínu A má karoten nízkou toxicitu). Karotenémie se obvykle nepovažuje za nebezpečný stav, i když vede ke žloutnutí kůže ( karotenoderma ). Často je pozorováno, pokud je v jídle hodně mrkve , ale může být také příznakem nebezpečnějších podmínek.
Předchozí studie prokázaly, že betakaroten jako antioxidant snižuje pravděpodobnost rakoviny u lidí, kteří jedí hodně potravin bohatých na tuto látku. Ale v posledních desetiletích velké studie ukázaly, že užívání beta-karotenu naopak vede ke zvýšení pravděpodobnosti rakoviny plic a rakoviny prostaty u kuřáků, stejně jako u lidí pracujících při výrobě azbestu [30] .
Studie publikovaná již v roce 1994 v The New England Journal of Medicine [31] zjistila, že užívání beta-karotenu zvyšuje pravděpodobnost rakoviny u kuřáků o 18 %.
Podle jiné studie publikované v Journal of the National Cancer Institute [32] se výskyt u kuřáků zvyšuje o 28 % v důsledku příjmu karotenu.
Vědecké poznatky shrnuté v roce 2009 podporují hypotézu, že vysoké dávky beta-karotenu u kuřáků mohou zvýšit riziko rozvoje rakoviny plic [33] . Specifický mechanismus tohoto účinku karotenu není znám.
Mnoho rostlin, v jejichž aroma hraje ionon významnou roli , vděčí za svůj zápach značné koncentraci karotenu, strukturálního prekurzoru molekuly iononu.
Karoten je schválen pro použití jako doplněk stravy v Evropské unii [34] , Austrálii , Novém Zélandu [35] , Spojených státech [36] a mnoha dalších zemích po celém světě a má Codex Alimentarius číslo E160a . Nejčastěji se karoten používá k barvení potravin, jako jsou džusy , koláče , dezerty , máslo a margarín [37] .
V roce 2001 Společný odborný výbor FAO/WHO pro potravinářská aditiva (JECFA) stanovil Tolerable Daily Intake (ADI) pro karoten na 5 mg/kg tělesné hmotnosti [38] . V roce 2012 Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) přehodnotil karoten jako potravinářskou přídatnou látku [39] . Komise EFSA nebyla schopna ADI stanovit, ale objasnila, že spotřeba karotenu z palmového oleje , mrkve a řas je v každém případě vyšší než v případě doplňku stravy [39] .
| uhlovodíky | |
|---|---|
| Alkanes | |
| alkeny | |
| alkyny | |
| dieny | |
| Ostatní nenasycené | |
| Cykloalkany | |
| Cykloalkeny | |
| aromatický | |
| Polycyklický | Decalin |
| Polycyklické aromáty | |
| |
| Výživové doplňky | |
|---|---|
| |