KAROTEN

UYGULAMALAR

Karoten meyve suyu, kek, tatlı, tereyağı ve margarin gibi ürünleri renklendirmek için bir madde olarak kullanılır.
Karoten, AB'de (katkı maddesi E160a olarak listelenmiştir), Avustralya ve Yeni Zelanda'da (160a olarak listelenmiştir) ve ABD'de gıda katkı maddesi olarak kullanım için onaylanmıştır.
β-karoten elma şarabı, malt içecekleri, su bazlı aromalı içecekler, margarinler, peynirler, kek dolguları, kremalar, yoğurtlar, işlenmiş kuruyemişler, önceden pişirilmiş makarnalar ve erişteler dahil olmak üzere çok çeşitli yiyecek ve içeceklerde kullanılabilir.

TANIM

Karoten, bitkilerin kromoplastlarında ve bitki yiyen hayvanların yağlı dokularında meydana gelen ve A vitaminine dönüştürülebilen birkaç turuncu veya kırmızı kristal hidrokarbon pigmentinden (C40H56 gibi) herhangi biridir.
Karoten, yeşil ve sarı sebzelerde bulunan A vitamininin yağda çözünen bir öncüsüdür.
Karotenin küçük bir kısmı bağırsaklardan emilir ve sarı serum rengine katkıda bulunur.
Karotenler arasında β-Karoten, α-karoten ve y-karoten bulunur.

Karoten (ayrıca karotin, Latince karotadan gelen "havuç") terimi, C40Hx formülüne sahip, bitkiler tarafından sentezlenen, ancak genel olarak hayvanlar tarafından yapılamayan (bazı yaprak bitleri ve mantarlardan sentezleyici genleri alan örümcek akarları). Karoten, fotosentez için önemli olan fotosentetik pigmentlerdir.
Karotenlerde oksijen atomu yoktur.
Ultraviyole, mor ve mavi ışığı emerler ve turuncu veya kırmızı ışığı ve (düşük konsantrasyonlarda) sarı ışığı saçarlar.

Karotenler, havucun turuncu renginden sorumludur ve bu kimyasal sınıfına bu isim verilmiştir ve diğer birçok meyve, sebze ve mantarın (örneğin, tatlı patates, Cantharellus cibarius ve portakallı kavun) renklerinden sorumludur.
Karotenler ayrıca kuru yapraklardaki turuncu (ancak sarı renklerin tamamı değil) renklerinden sorumludur.

Ayrıca (düşük konsantrasyonlarda) süt yağına ve tereyağına sarı renk verirler.
Renkli diyet karotenoidlerini renksiz retinoidlere nispeten zayıf dönüştürücüler olan omnivor hayvan türleri, diyetlerinin sebze kısmından karotenoid tutulmasının bir sonucu olarak sararmış vücut yağına sahiptir.
İnsanların ve tavukların tipik sarı renkli yağı, diyetlerindeki karotenlerin yağ depolamasının bir sonucudur.

Karoten, absorbe ettiği ışık enerjisini klorofile ileterek fotosenteze katkıda bulunur.
Ayrıca fotosentez sırasında oluşan oksijen molekülü O2'nin uyarılmış bir formu olan singlet oksijenden gelen enerjiyi emmeye yardımcı olarak bitki dokularını korurlar.

β-Karoten iki retinil grubundan oluşur ve insan ince bağırsağının mukozasında β-karoten 15,15'-monooksijenaz tarafından bir vitamin A formu olan retinaya parçalanır.
β-Karoten karaciğerde ve vücut yağında depolanabilir ve gerektiğinde retinaya dönüştürülebilir, böylece onu insanlar ve diğer bazı memeliler için bir A vitamini formu haline getirir.
Tek retinil grupları (β-iyonon halkası) nedeniyle karotenler α-karoten ve γ-karoten de ksantofil karotenoid β-kriptoksantin gibi bazı A vitamini aktivitesine (β-karotenden daha az olsa da) sahiptir.
Likopen de dahil olmak üzere diğer tüm karotenoidlerin beta halkası yoktur ve dolayısıyla A vitamini aktivitesi yoktur (ancak başka şekillerde antioksidan aktiviteye ve dolayısıyla biyolojik aktiviteye sahip olabilirler).

Hayvan türleri, karotenoidler içeren retinili (beta-iyonon) retinallere dönüştürme yetenekleri bakımından büyük farklılıklar gösterir.
Genel olarak etoburlar, diyet iyonon içeren karotenoidlerin zayıf dönüştürücüleridir.
Gelincikler gibi saf etoburlar β-karoten 15,15'-monooksijenazdan yoksundur ve herhangi bir karotenoidi retinaya dönüştüremezler (bu, karotenlerin bu tür için bir A vitamini formu olmamasına neden olur); kediler, günlük retinol ihtiyaçlarını karşılamak için miktar tamamen yetersiz olsa da, eser miktarda β-karoteni retinole dönüştürebilir.

Karoten, bitkilerde ve hayvanlarda yaygın olarak pigmentler olarak dağılan ve birçok hayvanın karaciğerinde A vitaminine dönüştürülen çeşitli organik bileşiklerden herhangi biri.
Bu pigmentler, izoprenoid serisine ait doymamış hidrokarbonlardır (birçok çift bağa sahiptir).
Birkaç izomerik form (aynı formül ancak farklı moleküler yapılar) adı altında toplanmıştır.

Bitkilerde karotenler çiçeklere (karahindiba, kadife çiçeği), meyvelere (kabak, kayısı) ve köklere (havuç, tatlı patates) sarı, turuncu veya kırmızı renkler verir.
Hayvanlarda yağlarda (tereyağı), yumurta sarısında, tüylerde (kanarya) ve kabuklarda (ıstakoz) görülürler.

Karoten terimi, C40H56 formülüne sahip ilgili organik bileşiklerin bir sınıfını belirtir.
Karotenler, aynı formüle sahip ancak farklı moleküler yapılara sahip birkaç izomerde bulunur.
Bu sarı-turuncu pigmentler, bitkiler ve fotosentetik bakteriler tarafından sentezlenirken, hayvanlar onları besin olarak diyetten almalıdır.

Özel kloroplastlarda bulunan klorofil ve diğer pigmentlerle birlikte karotenler, güneş enerjisinin glikoz formunda potansiyel kimyasal enerjiye dönüştürüldüğü bir süreç olan fotosentezde kullanılmak üzere güneş ışığından enerjiyi emer.
Karoten molekülleri, absorbe edilen ışık enerjisini fotosentez reaksiyonlarına yönlendirilmek üzere klorofile iletir.

Karoten ayrıca hayvanlarda A vitamininin öncüsüdür.
Birkaç karoten A vitamini üretme yeteneğine sahip olsa da, en aktif form izomer beta-karotendir.
A vitamini görmede önemli bir rol oynar.

Tüm canlı organizmalarda karotenler, kendilerini enerjik olarak uygun oksidasyon (elektron bağışı) için uygun hale getirerek çalışan antioksidanlar olarak işlev görürler. Bu nedenle, eşleşmemiş bir elektron içeren ve dolayısıyla oldukça reaktif olan zarar verici serbest radikallerin fazlalıklarını dizginlemek için faydalı olabilirler.
Serbest radikaller, hücre zarlarını ve diğer hayati dokuları oluşturan molekülleri okside ederek işlevlerini değiştirir.
Karoten gibi antioksidanlar, organizmadaki diğer bileşiklerle reaksiyona girmeden önce bu serbest radikallerle kolayca reaksiyona girer.

Karoten, kayısı gibi meyvelerde, havuç ve tatlı patates gibi kök sebzelerde ve karahindiba ve kadife çiçeği gibi çiçeklerde sarı veya turuncu bir pigmentasyona katkıda bulunur.
Yapraklı yeşillikler brokoli ve ıspanak da iyi beslenme kaynaklarıdır, ancak karoten varlığı klorofil moleküllerinin yeşili tarafından görsel olarak maskelenir. Karotenler ayrıca süt yağına ve yumurta sarısına renk verir ve ıstakoz kabuklarının süs rengine katkıda bulunur.

Karotenler (ve onların ana grubu karotenoidler), doğal dünyaya çeşitli renkler ve kokular katan "şehvetli moleküller" olarak düşünülebilecek izoprenoidler adı verilen her yerde bulunan bileşiklerin örnekleridir.
Doğanın bir dizi bileşik oluşturmak için basit yapı taşlarını kullanma yeteneğini kanıtlarlar.
Karotenler ve diğer izoprenoidler de yaşamın devam etmesinde güzelliğin işlevsel rolünü gösterir.

MOLEKÜLER YAPI

Kimyasal olarak karotenler, molekül başına 40 karbon atomu, değişken sayıda hidrojen atomu içeren ve başka element içermeyen çoklu doymamış hidrokarbonlardır.
Bazı karotenler, molekülün bir veya iki ucundaki hidrokarbon halkaları ile sonlandırılır.
Geniş konjuge çift bağ sistemleri nedeniyle hepsi insan gözüyle renklendirilir.
Yapısal olarak karotenler tetraterpenlerdir, yani biyokimyasal olarak dört adet 10 karbonlu terpen biriminden sentezlenirler, bu da sırasıyla sekiz adet 5 karbonlu izopren biriminden oluşur.

Karoten bitkilerde, Yunan alfabesindeki karakterlerle belirlenen iki ana biçimde bulunur: alfa-karoten (α-karoten) ve beta-karoten (β-karoten). Gama-, delta-, epsilon- ve zeta-karoten (γ, δ, ε ve ζ-karoten) de mevcuttur.
Hidrokarbon oldukları ve dolayısıyla oksijen içermedikleri için karotenler yağda çözünür ve suda çözünmezler (diğer karotenoidlerin, oksijen içeren ve dolayısıyla kimyasal olarak daha az hidrofobik olan ksantofillerin aksine).

KİMYASAL YAPI VE ÖZELLİKLERİ

Kimyasal olarak karoten, C5H8 moleküler formülüne sahip izopren birimlerinden biyosentetik olarak türetilen büyük bir hidrokarbon sınıfından biri olan bir terpendir. Karoten, doğanın tercih edilen yapı taşlarından biri olarak kabul edilebilecek sekiz birim izoprenden sentezlenir.

Karoten doğal olarak Yunan alfabesindeki karakterlerle gösterilen çeşitli izomerik formlarda bulunur.
Alfa-karoten (α-karoten) ve beta-karoten (β-karoten) karoten, gama, delta ve epsilon (γ, δ ve ε-karoten) konfigürasyonlarının iki ana formu olmasına rağmen.

Karotenin iki birincil izomeri, a-karoten ve β-karoten, molekülün sonundaki siklik gruptaki çift bağların pozisyonunda farklılık gösterir.
Karotenler ışığı emer, çünkü bunlar genişletilmiş alternatif tek ve çift bağ ağları içerir (yani polienlerdir).
Bu çift karbon-karbon bağları, genel olarak daha düşük bir enerji durumu ile sonuçlanan konjugasyon olarak bilinen bir süreçte etkileşime girer.

Normal olarak, konjuge olmayan veya sadece kısmen konjuge olan karbon-karbon çift bağları, bir spektrumun ultraviyole bölgesinde ışığı emer; bununla birlikte, çok sayıda konjuge çift bağa sahip polienlerin absorpsiyon enerji durumu, spektrumun görünür bölgesine girecek şekilde düşürülebilir, bu da sarı ve turuncu renkli bileşiklerle sonuçlanır.

TARİHÇE

Havuç suyundan karoten keşfi, 1831'de yayınladığı, antihelmintikler için yaptığı bir araştırma sırasında yaptığı bir bulgu olan Heinrich Wilhelm Ferdinand Wackenroder'a atfedilir. Bunu, yağlarda çözündüğünde eterde çözünen küçük yakut kırmızısı pullarda elde etti. güzel bir sarı renk'
William Christopher Zeise hidrokarbon yapısını 1847'de tanıdı, ancak analizleri ona bir C5H8 bileşimi verdi.
1886'da hidrokarbon yapısını doğrulayan ve C40H56'nın teorik bileşimine yakın olan C26H38 formülünü veren Léon-Albert Arnaud'du.
Adolf Lieben, 1886'da corpora lutea'daki renklendirici madde üzerine yapılan çalışmalarda, ilk olarak hayvan dokusunda karotenoidlerle karşılaştı, ancak pigmentin doğasını tanımadı.
Johann Ludwig Wilhelm Thudichum, 1868-1869'da, stereoskopik spektral incelemeden sonra, hayvanlarda ve bitkilerde bulunan bu sarı kristalleşebilen maddeler sınıfına 'lutein' (lutein) terimini uyguladı.
1915 yılında, esas olarak klorofil üzerindeki çalışmaları nedeniyle Nobel Kimya Ödülü'nü kazanan Richard Martin Willstätter, C40H56'nın bileşimini, onu benzer fakat oksijenli ksantofil C40H56O2'den ayırarak atadı.
1910'da Heinrich Escher ile likopen domateslerden izole edildi ve karoten izomeri olduğu gösterildi. Escher'in daha sonraki çalışmaları, yumurta sarısındaki 'luteal' pigmentleri inek corpus luteum'daki karotenlerinkinden de ayırdı.

ÜRETİM

Dünyanın sentetik karoten arzının çoğu, Freeport, Texas'ta bulunan ve DSM'ye ait olan bir üretim kompleksinden geliyor.
Bu tedarikçiler birlikte, piyasadaki β-karotenin yaklaşık %85'ini oluşturur.
İspanya'da doğal β-karoten, DSM'de olduğu gibi Blakeslea trispora mantarından üretilir ancak sentetik β-karoten işlemine kıyasla çok daha düşük miktarda üretilir.

Avustralya'da organik β-karoten, Batı Avustralya, Karratha'da bulunan hasat havuzlarında yetiştirilen kurutulmuş deniz yosunu Dunaliella salina'dan üretilir.
Avustralya ayrıca dünyanın en büyük alg çiftlikleri olan Avustralya'daki iki bölgede yetiştirilen mikroalglerden β-karoten üretiyor.
Portekiz'de endüstriyel biyoteknoloji şirketi, topraktan izole edilen Sphingomonas cinsinin genetiği değiştirilmemiş bir bakteriden doğal all-trans-β-karoten üretiyor.

Karoten hurma yağında, mısırda ve süt ineklerinin sütünde de bulunur ve inek sütünün, ineklerin beslenmesine ve sütteki yağ miktarına bağlı olarak açık sarı olmasına neden olur. Guernsey inekleri tarafından üretilenler daha sarı olma eğilimindedir, çünkü yağ içerikleri onların daha fazla karoten içermesine neden olur).
Karoten ayrıca bazı termit türlerinde de bulunur ve görünüşe göre böceklerin beslenmesinden alınmışlar.

Bitkilerde ve fotosentetik bakterilerde karotenler, temel 5 karbonlu yapı taşı olan izopentenil pirofosfattan sentezlenir.
40 karbonlu iskeletleri, daha sonra ikinci bir 20 karbonlu molekül ile kuyruktan kuyruğa birleştirilen 20 karbonlu bir ara madde oluşturmak için beş karbonlu birimlerin art arda eklenmesiyle inşa edilir.
40 karbonlu bir molekül olan fitoen, likopen vermek üzere yoğunlaşır.
Likopenin her iki ucunun siklizasyonu, beta-karotenin karakteristik halka yapısını üretir.

CANLI ORGANİZMALARDAKİ FONKSİYONLAR

-Karoten, fotosentezde ışık toplayan pigmentlerdir.

Karotenoidler bitkilerde ve fotosentetik bakterilerde bulunur.
İki tip klorofil pigmenti (klorofil a ve b olarak adlandırılır) tarafından absorbe edilenlerden farklı dalga boylarındaki ışığı emerler, böylece güneş ışığından absorbe edilebilen ve fotosentez için kullanılabilen ışık aralığını genişletirler.
Kloroplastların antenlerinde bulunan karotenler ve diğer ışık emici pigmentler, emilen ışığın enerjisini, ATP ve NADPH gibi yüksek enerjili moleküllerin nihayetinde üretildiği reaksiyon merkezindeki iki klorofil molekülüne yönlendirir.

-Beta-karoten hayvanlarda A vitamininin öncüsüdür.

Beta-karoten karaciğerde depolanabilir ve gerektiğinde A vitaminine dönüştürülebilir, böylece onu bir provitamin (yani vitaminin öncüsü) yapar.
A Vitamini (retinol olarak da bilinir), görmede çok önemli bir rol oynayan yağda çözünen bir alkoldür; gözün retinasında bulunan ışığa duyarlı pigment rodopsinin bir bileşenine dönüştürülür.

-Karoten antioksidan görevi görür.

C ve E vitaminleri ve koenzim Q adı verilen bir grup ilgili bileşikle birlikte, karotonlar ayrıca çeşitli organizmalarda antioksidan görevi görür.
Prokaryotları ışığın zararlı etkilerinden korurlar ve bir anlamda bitkinin güneş kremi gibi davranarak bitkilerdeki hayati hücre fonksiyonlarını ultraviyole ışığının yıkıcı etkilerine karşı korurlar.

-Karotenin rengi üremede rol oynar.

Bitki krallığında çok çeşitli karotenoidler ve diğer renkli bileşikler bol miktarda bulunur.
Bitkinin bu bileşikleri üretmek için kaynakları harcamadaki faydaları, tozlaşma için böcekleri çekme ve hayvanları tohum dağıtımı için cezbetmedeki rollerinde görülebilir.

Karotenoidler, bu molekülleri sentezleyemeyen ve bunları diyet yoluyla elde etmesi gereken hayvanlarda da yaygındır; hayvanlarda genellikle süs özellikleri olarak işlev görürler.
Örneğin, ıstakoz kabuklarının kırmızı rengini karoten pigmentleri oluşturur.
Karotenoidlerin, fizyolojik ve kimyasal özellikleri göz önüne alındığında, bireysel sağlığın dürüst göstergeleri olarak alınabilmeleri nedeniyle süs özelliklerinde kullanıldığı öne sürülmüştür; bu nedenle, potansiyel eşleri seçerken faydalı işaretlerdir.

KAYNAKLAR

-Diyet kaynakları

Beta-karoten en yaygın izomerdir ve belirli çiçekler (örneğin karahindiba ve kadife çiçeği), meyveler (örneğin balkabağı, kayısı ve kavun), kök sebzeler (örneğin havuç ve tatlı patates) dahil olmak üzere çeşitli bitkilerde bulunabilir. ve yapraklı yeşillikler (örneğin brokoli ve ıspanak).
β-karoten ayrıca sarı-turuncu dolmalık biberlerin renklenmesinden de sorumludur.

Karotenlerin neden olduğu pigmentasyon, yumurta sarısı, ıstakoz kabukları ve yüksek beta-karoten içeriğiyle dikkat çeken Guernsey ineklerinin sarı renkli sütü gibi bazı hayvan ve hayvansal ürünlerde de kendini gösterir.

-Karoten takviyeleri

Beta-karoten, yirminci yüzyılın başlarında havuçlardan izole edildi ve ilk olarak 1950 civarında bilim adamları tarafından sentezlendi.
Bugün, dünyanın sentetik karoten arzının çoğu, Freeport, Texas'ta bulunan ve DSM'ye ait olan bir üretim kompleksinden geliyor.

EŞ ANLAMLILARI

ksantofil
provitamin A
karotin
beta-karoten (ilgili)
karotenoid (ilgili)
sitosterol (ilgili)
betakaroten (ilgili)
likopen (ilgili)