thumb|250px|Karotenoidy są odpowiedzialne za barwę m.in. pomidorów Karotenoidy – grupa organicznych związków chemicznych, pochodnych węglowodorów nienasyconych o szczególnej budowie, żółte, czerwone, pomarańczowe i różowe barwniki roślinne, występujące w chloroplastach i chromatoforach. Karotenoidy należą do naturalnych przeciwutleniaczy. Karotenoidy należą do prekursorów witaminy A i są głównym dietetycznym źródłem tej witaminy u człowieka. W przewodzie pokarmowym powstaje retinal, który następnie jest przekształcany do retinolu.
Jedną z funkcji karotenoidów jest zabezpieczanie przed reaktywnymi formami tlenu powstających podczas fotosyntezy (aktywność przeciwutleniająca).
Właściwości thumb|250px|Budowa β-karotenu Karotenoidy zbudowane są z jednostek izoprenowych, zawierających pięć atomów węgla, należą do 40-węglowych terpenoidów, czyli tetraterpenoidów. Karotenoidowy szkielet węglowy C40 budowany jest przez kolejne dodawanie jednostek C5.
Z chemicznego punktu widzenia charakterystyczną cechą karotenoidów jest występowanie dwóch pierścieni cykloheksylowych połączonych długim łańcuchem węglowym, w którym występuje układ szeregu sprzężonych wiązań podwójnych węgiel–węgiel. Są to więc mieszane cykliczno-liniowe polieny. Jak dotąd zidentyfikowano i opisano około 800 karotenoidów.
Karotenoidy wykazują elektrochromizm, przy czym obserwowane zmiany absorpcji są związane przede wszystkim ze zmianami widma absorpcyjnego samych karotenoidów lub kompleksów ksantofil–chlorofil. Zjawisko elektrochromizmu występuje nie tylko w chloroplastach roślin wyższych, lecz także w chloroplastach glonów oraz w chromatoforach bakterii. Procesowi temu podlegają wyłącznie niektóre barwniki należące do określonych pul. W przypadku bakterii są to karotenoidy związane z kompleksem B800–850. Kinetyka narastania i zaniku zmian w widmie absorpcyjnym zależy od obecności jonoforów (np. gramicydyny i walinomycyny), inhibitorów transportu elektronów oraz wybranych jonów, takich jak K+ i Cl−.
Rola karotenoidów Związki te pełnią pomocniczą funkcję w procesie fotosyntezy, ponieważ absorbują pewne zakresy promieniowania świetlnego (barwa niebieska i fioletowa), aby następnie przekazywać energię stanu wzbudzonego na cząsteczkę chlorofilu. Pełnią również funkcję ochronną przed procesami fotooksydacji, na które narażone są głównie nienasycone kwasy tłuszczowe lipidów chloroplastowych. W liściach, ich barwa jest maskowana przez zieloną barwę barwników chlorofilowych, uwidocznia się to jesienią, kiedy chlorofile są degradowane przez enzymy: chlorofilazę, decheletazę i oksygenazę feoforbidu a, która katalizuje otwarcie pierścienia porfirynowego w feoforbidzie – ostatnim związku o barwie zielonej na szlaku rozkładu chlorofilu. Przykładem karotenoidu jest β-karoten. Karotenoidy nadają również barwę innym częściom rośliny, np. korzeniowi marchewki.
Zazwyczaj występują w komórce w zdecydowanie mniejszych stężeniach niż chlorofile. Nie rozpuszczają się w wodzie. Ich cechą jest fotolabilność – ulegają przemianom w obecności światła. Ponadto odgrywają ważną rolę ochronną przed uszkodzeniem fotosystemu spowodowanym nadmiarem docierającej energii świetlnej, pochłaniając ją i powodując jej dyspersję (czyli rozproszenie) albo też przekierowując na inne procesy fizjologiczne w komórce.
Przykłady występowania karotenoidów u roślin zielone części: w liściach i łodygach (wraz z chlorofilem w chromatoforach, w formie bezpostaciowej lub krystalicznej), niezielone blaszki liści (liście etiolowane – przede wszystkim ksantofile), liście jesienne – po rozłożeniu chlorofilu pozostają karotenoidy, dając piękne zabarwienie, kwiaty, u rodzin jednoliściennych i dwuliściennych owoce i ziarna korzenie następujących roślin: Daucus carota, Beta vulgaris, Brassica rapa, Ipomoea batatas, Escobedia sabrifolia, Pastinaca sativa.
Źródło karotenoidów w diecie człowieka Podstawowym źródłem karotenoidów w diecie człowieka są żółto oraz czerwono zabarwione warzywa i owoce oraz ciemnozielone warzywa liściaste. Najbogatszym naturalnym źródłem karotenoidów są (μg/100 g): marchew (9000) słodkie ziemniaki (9000) dynia (8000) pietruszka naciowa (5410) jarmuż (5350) szpinak (4200) papryka (3150) morele (1500) brokuł (920) pomidor (420)
Aktywność biologiczna karotenoidów Karotenoid Aktywność biologiczna w stosunku do beta-karotenu (%) beta-karoten 100 kryptoksantyna 55 alfa-karoten 50 gamma-karoten 30
Zobacz też ksantofile
Przypisy