CAROTENOIDES: ESTRUCTURA, FUNCIONS, CLASSIFICACIÓ, ALIMENTS - BIOLOGIA - 2025

Els carotenoides són compostos químics que es troben presents en una gran quantitat d'aliments que s'ingereixen dia a dia. Aquest és un grup ampli, que abasta diversos tipus de molècules.

A grans trets, els carotenoides es divideixen en dos grups: carotens i xantofil·les. Dins de cada un hi ha una gran quantitat de compostos, com ara el betacarotè i la luteïna. Aquests compostos són de vital importància en el cos, ja que ajuden a millorar certes funcions com la vista.

EL tomàquet és una font de carotenoides per excel·lència. Font: By Scott Bauer, USDA ARS, via Wikimedia Commons

El grup dels carotenoides, és objecte d'estudi per part de moltíssims especialistes que amb les seves investigacions han realitzat aportacions realment valuosos. No obstant això, aquestes molècules orgàniques segueixen romanent com un grup poc conegut, però que han contribuït en gran mesura a l'equilibri i manteniment de les funcions corporals.

És important tenir en compte els carotenoides a l'hora de dinar, ja que a més de beneficis per a la salut, aporten un sabor i aquell temps deliciosos, únics en la seva espècie.

estructura química

Els carotenoides pertanyen a el grup dels terpenoides, sent aquests una sèrie de compostos que provenen de l'àcid mevalónico (derivat de l'Acetil CoA). Els terpens són derivats de l'isoprè, un hidrocarbur que consten de cinc àtoms de carboni.

Específicament, els carotenoides són tetraterpenos i estan conformats per quaranta àtoms de carboni. Aquests àtoms formen cadenes conjugades que poden acabar en anells de carboni, substituït i insaturat en cadascun dels seus extrems.

Tenen una estructura isoprenoide, el que vol dir que presenten un nombre variable de dobles enllaços conjugats. Això és important perquè determina la longitud d'ona de la llum que va a absorbir la molècula. Depenent de l'tipus de llum que absorbeixi, li conferirà una coloració específica a l'vegetal o planta en què es trobi.

Estructura química de l'Betacarotè. Font: By KES47 (File: Beta-carotene.png), via Wikimedia Commons

Les molècules que tenen poca quantitat de dobles enllaços, absorbeixen llum d'una longitud d'ona més curta. Per exemple, hi ha una molècula que conté només tres enllaços conjugats, per tant només pot captar la llum ultraviolada, és incolor.

Hi ha un altre tipus de carotenoide que conté en la seva estructura un total d'onze dobles enllaços conjugats i absorbeix fins al vermell.

propietats

Els carotenoides són pigments liposolubles, el que vol dir que són altament solubles en olis i greixos. De la mateixa manera, no són sintètics, sinó que són produïts de forma natural per plantes, alguns bacteris fotosintètics i algues. Així mateix, són solubles en solvents orgànics com la cetona, l'èter dietílic, el metanol i el cloroform, entre moltíssims altres.

A l'entrar en contacte amb un àcid, els carotenoides són en extrem inestables. Això fa que tinguin lloc reaccions de ciclació o isomerització.

Tenint en compte que són hidrofòbics, els carotenoides es van a trobar en ambients afins als lípids, com ara, l'interior de membranes cel·lulars.

A causa de la presència dels dobles enllaços en la seva estructura química, aquests compostos són molt sensibles a certs elements de l'ambient, com ara: oxígens, peròxids, metalls, àcids, llum i calor, entre d'altres.

Així mateix, tenint en compte la seva estructura química, molts dels carotenoides que existeixen en la naturalesa, són precursors de la vitamina A. Perquè un carotenoide pugui ser precursor de la vitamina A, hi ha d'haver dues condicions: la presència de la ß ionona i la capacitat dins de l'organisme de l'animal de transformar-la en retinol.

Entre els carotenoides que poden funcionar com a precursors de la vitamina A es poden esmentar: α- carotè, ß zeacaroteno i la ß criptoxantina, entre moltes altres (Aproximadament 50).

classificació

Els carotenoides es classifiquen d'acord a la presència o no d'oxigen en la seva cadena, en dos grans grups: xantofilas, que són aquelles que tenen oxigen, i Carotens, que són les que no en tenen.

-Xantófilas

Les xantofilas són compostos químics que pertanyen a el grup dels carotenoides que contenen en la seva estructura química carboni, hidrogen i oxigen. És un pigment particularment abundant en nombrosos vegetals, i és responsable de la coloració groga i taronja d'alguns d'ells.

Aquest pigment no és exclusiu de les plantes i algues, ja que també es troba present en algunes estructures d'animals, com ara el rovell dels ous i en l'exosquelet d'alguns crustacis.

Entre les xantofil·les més conegudes es troben:

astaxantina

És un carotenoide liposoluble. Poden trobar-se principalment en algues microscòpiques, llevats i alguns animals com els crustacis, la truita i en especial en les plomes d'algunes aus.

La utilitat i importància de la astaxantina rau en la seva comprovat poder antioxidant, anticancerigen, antidiabètic i antiinflamatori. Quan s'ingereix astaxantina amb regularitat, s'obtenen certs beneficis, com ara: augment de la funció immunològica, preservació de la salut cardiovascular i reducció dels triglicèrids en sang, entre d'altres.

Així mateix, l'astaxantina posseeix certes propietats de protecció en contra de les accions nocives de la llum solar sobre el globus ocular.

luteïna

És un pigment que pertany a el grup dels carotenoides, específicament les xantofil·les. Aquest pigment li proporciona als vegetals en els quals es troba una coloració groga intensa. És un derivat dihidroxilado de l'α- carotè.

La luteïna és la xantofila més abundant. Dins de les seves propietats beneficioses per a l'ésser humà es poden esmentar que protegeix a la vista, a més de la pell.

Violaxantina

Es pot trobar en l'escorça de les taronges i les mandarines, així com també en una gran quantitat de flors grogues. S'obté per oxidació de la zeaxantina.

-carotens

Es coneixen amb aquest nom perquè van ser aïllats per primera vegada a partir de la pastanaga (Daucuc carota). Els carotens són una família de compostos químics que tenen la característica de presentar una coloració que se situa entre el vermell i el groc, passant pel taronja.

Químicament estan constituïts per una cadena curta hidrocarbonada, que no conté oxigen en els seus anells terminals.

Entre els carotens més estudiats es poden esmentar:

betacarotè

És el carotenoide més abundant. És una font fonamental de vitamina A per a l'organisme, ja que quan aquest així ho mereix, el betacarotè es transforma en aquesta vitamina.

Tot això passa a nivell de la mucosa intestinal. Tenen una gran quantitat de beneficis per a l'ésser humà, entre els quals, un dels més importants és que són antioxidants.

alfacaroteno

Generalment es troba en els mateixos aliments, acompanyant a l'betacarotè. Es creu que aquest compost químic protegeix l'organisme d'alguns tipus de càncer, com el càncer de coll uterí.

licopè

Es troba principalment en el tomàquet, la patilla i els pebrots. A través de diversos estudis s'ha determinat que redueix les probabilitats de desenvolupar diversos tipus de càncers. Així mateix, és capaç de disminuir el colesterol present a la sang.

funcions

Els carotenoides són compostos químics que compleixen certes funcions, entre les quals es poden esmentar:

• Intervenen en el procés de la fotosíntesi. Això es deu al fet que són pigments presents en les plantes capaces d'absorbir llum de diverses longituds d'ona.
• Els carotenoides tenen una funció de provitamina A. Això vol dir que alguns carotenoides com els carotens, constitueixen formes precursores de l'retinol (vitamina A). Un cop dins de l'organisme, a través de diversos mecanismes bioquímics dins de les cèl·lules, són transformats en retinol, el qual té abundants beneficis per a l'ésser humà. Especialment a nivell de el sentit de la vista.
• Són en extrem beneficiosos per a l'ésser humà, ja que contribueixen a mantenir un bon estat de salut, ajudant en la prevenció de diverses patologies com el càncer i malalties oculars, entre d'altres.

Aliments fonts de carotenoides

Els carotenoides són elements importants en l'organisme, ja que li reporten una gran varietat de beneficis pel que fa a l'optimització i millorament de certes funcions corporals. Tot i això, el cos no compta amb els mecanismes per sintetitzar, de manera que s'obtenen a través de la dieta diària.

Moltes persones pensen que els aliments rics en carotenoides són obligatòriament de color vermell, taronja o groc. No obstant això, això no és així, ja que fins i tot hi ha vegetals verds en els quals hi ha presència important d'aquests compostos.

Aliments rics en carotenoides. Font: Pixabay

En aquest sentit, els carotenoides es troben presents en una gran quantitat d'aliments, tots vegetals, alguns dels quals es llisten a continuació:

• pastanaga
• cabdell
• Berro
• espinac
• pebrot vermell
• tomàquet
• enciam
• síndria
• papaia
• albercoc
• taronja
• Mango
• guayaba
• maduixa
• pruna
• pebre vermell
• espàrrecs
• julivert

Aquests són només uns pocs dels aliments en què es poden trobar els carotenoides. És de vital importància tenir-los molt presents i incloure'ls en la dieta diària.

Gràcies als enormes beneficis que aquests proporcionen, són, avui dia, part obligada de la ingesta diària i els seus beneficis són àmpliament reconeguts.

beneficis

Els carotenoides representen una gran quantitat de beneficis per a l'ésser humà. És per això que cal incloure'ls en la dieta diària per així tenir disponibilitat d'aquests compostos.

Diversos estudis reporten que els beneficis d'aquests compostos són moltíssims, sent els més coneguts:

efecte antioxidant

Aquest és un dels efectes més famosos dels carotenoides, tot i que no s'ha dilucidat correctament com passa.

Per poder entendre l'efecte antioxidant dels carotenoides, és important tenir en compte certs coneixements de la biologia molecular de l'organisme. Aquest compta amb diversos mecanismes per depurar els anomenats radicals lliures, que causen un dany significatiu en ell.

En el cos hi ha certes molècules que són altament perjudicials per al mateix. Entre aquestes es poden esmentar: O ^-2, HO i NO (espècies reactives d'oxigen i nitrogen), així com també H ₂ O ₂ i Hono. A causa de el dany tissular que ocasionen, cal que l'organisme es desfaci d'elles. I ho fa mitjançant diversos processos.

Un d'aquests mecanismes empra certs compostos químics que són capaços de transformar-les o eliminar-les. Entre aquests compostos estan: tocoferols, els flavonoides i els carotenoides, entre d'altres.

Alguns estudis han suggerit que els carotenoides són un supressor de l'O2, així com també un agent que ajuda a prevenir el dany que puguin ocasionar en els teixits les anomenades espècies reactives d'oxigen i nitrogen esmentades a dalt.

S'ha demostrat fefaentment que els carotenoides són agents altament efectius en la inactivació de l'O-2, evitant en gran mesura el dany fotoxidativo d'aquesta molècula sobre els teixits.

Aquest dany vindria donat per l'acció de la llum, la qual actua sobre certes molècules, ocasionant la formació de compostos que són potencialment nocius per a les cèl·lules.

sistema cardiovascular

És una creença compartida entre els diferents experts en l'àrea que la inclusió en la dieta d'aliments rics en carotenoides contribueix a la disminució de el risc de patir malalties que comprometin a el sistema cardiovascular, com la hipertensió i patologies relacionades amb les artèries coronàries.

El mecanisme exacte pel qual els carotenoides contribueixen a la bona salut de sistema cardiovascular encara és un misteri. No obstant això, els metges coincideixen a afirmar que una dieta equilibrada ha d'incloure aliments en la composició hagi carotenoides, ja siguin carotens o xantofilas.

efecte anticancerigen

Alguns carotenoides, com per exemple, el licopè, redueixen la incidència d'alguns tipus de càncer, com el càncer de pròstata, de pulmó i de el tracte digestiu.

En aquest mateix ordre d'idees, els carotenoides posseeixen compostos coneguts com acetilènics, els quals són reconeguts perquè ajuden a evitar el desenvolupament de tumors.

No obstant això, aquest és un camp en el qual encara queda molt per conèixer. L'Organització Mundial de la Salut planteja que l'afirmació que els carotenoides protegeixen contra el càncer és "possible, però insuficient", de manera que encara cal esperar pels resultats de molts estudis que encara estan en curs.

Malgrat això, tot sembla indicar que els resultats seran favorables i que els carotenoides tenen un paper important en la prevenció d'aquesta terrible malaltia.

Són beneficiosos en la salut ocular

Tenint en compte que alguns dels carotenoides són precursors de l'retinol (vitamina A), constitueixen una excel·lent font perquè el cos obtingui la quantitat que requereix.

El retinol és un compost químic que actua a nivell de la retina per així optimitzar el funcionament dels receptors oculars, i millorar en gran mesura l'agudesa visual, especialment pel que fa a la visió nocturna.

Enforteixen el sistema immunològic

A la data hi ha diversos estudis que han demostrat que els carotenoides tenen, entre els seus molts beneficis, l'enfortiment de el sistema immunològic. Això és important, ja que aquest és el que s'encarrega de fer-li front a qualsevol agent patogen que pugui danyar l'organisme, com bacteris i virus, entre d'altres.

referències

1. Emodi A. Carotenoids: Properties and applications. Food Technol. 1978; (32): 38-42, 78.
2. Halliwell B, Múrcia MA, Chirico S, Aruoma OI. (1995) Free radicals and antioxidants in food and in vivo: what they do and how they work. Crit Rev Food Sci and Nutr.; 35 (1/2): 7-20.
3. Figuera-Ciapara I, Félix-Valenzuela L, Goycoolea FM. (2006) Astaxanthin: a review of its chemistry and applications. Crit Rev Food Sci Nutr.; 46: 185-196.
4. . Kong kW, Khoo HE, et al, (2010). Revealing the Power of the Natural Xarxa Pigment Lycopene, Molecules, 15, 959-987
5. Meléndez-Martínez AJ Vicari I, Heredia FJ, (2007) Pigments carotenoides: consideracions estructurals i fisicoquímiques, Arxius Llatinoamericans de Nutricion, 57 (2)
6. Sánchez A, Flors -Cotera L, i col (1999) Carotenoides: estructura, funció, biosíntesi, regulació i aplicacions, Rev. Llatinoamericana de Microbiologia, 41: 175-191,