Каротин и каратиноиды

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ЗАПАДНО-КАЗАХСТАНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ МАХАМБЕТА УТЕМИСОВА

Естественно-географический факультет

Кафедра «химии»

Дисциплина: «Органическая химия»

РЕФЕРАТ

Тема: Каротин и каратиноиды

Выполнила: студентка группы Хим-31, Самиголла А.Б.

Специальность: Химия 6В05301

Проверила: профессор ЗКУ им. М. Утемисова,

кандидат химических наук, Череватова Н.К.

Уральск, 2022

Содержание

Введение

Исторические данные

1. Основная часть

1.1 Каротиноиды

1.2 Свойства каротина

1.3 Химические свойства и распростронение в природе

2. Физиологическая роль каротиноидов

2.1 Каротиноиды и летучие ароматные вещества

2.2 Пищевые источники каротиноидов

2.3 Антиоксидантный эффект

2.4 Сердечно-сосудистая система

2.5 Противораковый эффект

2.6 Они полезны для здоровья глаз

2.7 Укрепление иммунной системы

Заключение

Библиографический список

Введение

Впервые каротин был выделен в 1831 году Вакенродером из желтой репы и моркови. По имени этой последней - Daucus carota - он и получил свое название. Несколько лет спустя, в 1837 году, Берцелиус путем экстрагирования спиртом выделил из осенних листьев зеленых растений желтое красящее вещество, названное им ксантофиллом. В 1847 году Цейзе описал пигмент моркови, присвоив ему предположительно эмпирическую формулу С5 Н 8. Позднее, в 1861 году, Гуземан приписал каротину новую эмпирическую формулу С18 Н24О на основании данных элементарного анализа на углерод и водород (С = 84,14, Н = 9,80 и С = 83,98, Н = 9,77). В 1883 году Бородиным было сделано наблюдение, легшее в основу всех дальнейших исследований в области красно-желто-оранжевых природных пигментов. Бородин доказал, что желтый пигмент, извлеченный из зеленых растений, не вполне идентичен каротину моркови и состоит из смеси минимум двух различных пигментов, в которой каротин присутствует лишь как составная часть в тех или иных количествах. Предложение Бородина подтвердилось в работах еще одного русского ботаника - Монтеверде и других исследователей. Так было положено начало изучению комплекса каротиновых красящих веществ, которое продолжается и до настоящего времени. Предложенная Арно эмпирическая формула для каротина оставалась не опровергнутой в течении 20 лет. Усилия ученых в конце XIX и в первые годы XX ст. были направлены к тому, чтобы внести какую-либо определенность в характеристики и классификацию желто-оранжевых растительных пигментов. Бугарель получил каротин из зеленых листьев в кристаллическом виде и назвал его эритрофиллом. Другие исследователи пытались разделить и классифицировать спутников каротина. В своих работах они приняли простейшие физико-химические приемы - фильтрование через активный уголь, обработку различными растворителями и т.д. Некоторая наметка на возможность классификации желтых пигментов появилась тогда, когда в Сорби и Краус обратились к помощи спектрального анализа, определив полосы поглощения растворов веществ, выделенных из различных растворительных материалов. Однако и тут, как правильно отмечает Любименко, “несмотря на наличность оптических отличий у исследованных Краусом пигментов, этот ученый не склонен был придавать им большого значения и вместо того, чтобы ближе изучить химические и физические признаки отдельных представителей намеченных групп, он просто объявил их формами ксантофилла”. Некоторое оживление в исследовании природных красящих наметилось в начале текущего столетия. Оно связано с работами Вальштеттера по исследованию хлорофилла, разделению и идентификации пигментов, сопутствующих ему в растительных органах. В своей работе “Исследование хлорофилла” Вильштеттер посвящает отдельную главу “желтым спутникам” этого распространенейшего в природе пигмента. Вильштеттер и Миг в 1907 году выделяли каротин из сушенных листьев жгучей крапивы путем экстрагирования петролейным эфиром. По своим свойствам этот пигмент оказался совершенно идентичным каротину из моркови. Анализ очищенного вещества дал следующие результаты в трех пробах: I. С = 89,09 II. С = 89,50 III. С = 89,23 Н = 10,48 Н = 10,59 Н = 10,54 Среднее соотношение между С и Н в анализах Вильштеттера и Мига было получено равным 1,406 (у Арно - 1,428). Такой результат более всего приближается к эмпирической формуле С5 Н7. Определения же молекулярного веса вещества по точке кипения в хлороформе и сероуглероде привели авторов к окончательной формуле С40Н56. Вильштеттер и Миг подтверждают правильность своих выводов также на примере анализа иодида каротина, в результате которого было получено: I. С = 51,62 II. С = 51,69 Н = 6,20 Н = 6,25 I = 41,53 I = 41,71 Эти данные более соответствуют формуле С40Н56I3 (С = 52,35; Н = 6,15; I = 41,50), чем формуле для иодида, предположенной Арно (С26Н38I). Вольштеттер разграничил понятия “каротин” и “ксантофилл” и характеризовал ксантофилл, как оксипроизводное каротина. Вольштеттер указал также на ошибку Гуземана, принимавшего свое оксисоединение за каротин, в то время как по расчетам Вильштеттера оно как раз соответствовало ксантофиллу, имеющему формулу С40Н56О2. Таким образом из работ Вильштеттера вытекает, что в растениях обнаружено как будто только два желтых пигмента - каротин и ксантофилл. Эмпирическая формула каротина, данная Вильштеттером, получила впоследствии подтверждение согласно структурному анализу. Существование же, кроме каротина, только одного ксантофилла было сомнительным, так как еще до исследований Вильштеттера, ботаниками был накоплен значительный материал по извлечению растительных желтых пигментов, обладающих различными спектральными характеристиками и растворимостями. Имеется в виду цитированные выше работы Бородина и других авторов.

Впрочем и сам Вильштеттер, в конце концов, выразил сомнение в однородности полученных им препаратов, что в последствии целиком оправдалось. Разнообразие желтых, красных и оранжевых красящих веществ растений в это время было подтверждено также фактом выделения углеводорода ликопина в целом ряде растений, где он сопутствует каротину ксантофиллу. Было установлено также наличие ликопина в томатах. Назревала необходимость ввести хотя бы предварительную рациональную классификацию каротиновых красящих веществ. Первая попытка в этом направлении сделана в 1916 году Любименко в его работе “О превращениях пигментов пластид в живой ткани растения”. Классификация Любименко базировалась на двух признаках - растворимости пигментов в одном и том же органическом растворителе и сходстве спектров поглощения в сероуглеводороде, определяющихся визуально при помощи спектроскопа.

В 1928 году Цейхмейстер и его сотрудники, каталитически гидрируя каротин, установили, что его молекула содержит большую алифатическую группировку. Дальнейшие работы по выяснению строения каротина принадлежат, главным образом, Карреру, широко использовавшему хроматографический метод Цвета для разделения пигментов и их изомеров. В 1930 году, т.е. почти через сто лет после открытия каротина, была установлена его структурная формула. В этот же период времени были выделены и изучены некоторые изомеры каротина и ряд каротиноидов. Возникла новая современная классификация каратиновых красящих веществ. Согласно этой классификации все известные нам каротиновые красящие вещества по структурному признаку можно разделить на две основных группы: соединения с 40 углеродными атомами в молекуле и соединения с числом атомов углерода в молекуле меньшим 40. К первой группе принадлежат углеводороды (каротин, его изомеры и ликопин), оксисоединения - непрерывные спирты, получившие собирательное название “ксантофиллов”, и оксосоединения (кетоны). Вторая группа каротиновых красящих веществ представлена карбоновыми и оксикарбоновыми кислотами. Кроме того, обнаружено еще несколько специфических каротиноидов, выделенных из органов животных. Число углеродных атомов в их молекуле достигает 80 (афаницин).

1. Основная часть

1.1 Каротиноиды

каратиноиды обменные процессы организм

В подавляющем большинстве случаев изомеры каротина в природных источниках сопровождаются тем или иным количеством чрезвычайно родственных им по строению других растительных пигментов - каротиноидов. Некоторые из этих каротиноидов, как будет указано далее, обладают также провитаминной активностью. Другие лишены этих свойств, но, будучи частыми спутниками каротина в исходных материалах, являются балластом, от которого нужно освобождаться при приготовлении чистых препаратов каротина и при аналитическом определении активности. Каратиноиды, так же как и изомеры каротина, принадлежат к полиеновым естественным красящим веществам. Их молекулы построены по аналогичному с каротином структурному принципу - циклы или псевдоциклы соединены алифатической группировкой из изопреновых остатков. Между каротином и каратиноидами существует, повидимому, также и определенная генетическая связь. Следует отметить, что некоторые растительные продукты накапливают в себе, наряду с каротином, преимущественные количества какого-либо или нескольких каротиноидов (например, ликопин в томатах, криптоксантин в желтой кукурузе и др.) Количество различных каротиноидов, образующихся в органах растений, может быть чрезвычайно разнообразным и насчитывает иногда несколько десятков отдельных представителей. Каротиноиды в настоящее время еще далеко не полностью изучены. Более или менее точные данные о строении и свойствах известны лишь для основных пигментов данной группы. Из каротиноидов углеводородного характера известен один ликопин, широко распространенный в природе (оматы, некоторые фрукты и ягоды). По своей структуре он отличается от каротина наличием на концах молекулы не иононовых циклов, а псевдоиононов. Хотя ликопин и принято относить к каротиноидам, но он фактически является алифатическим изомером каротина, так же как и последний, углеводородом с эмпирической формулой С40Н56. Отдельную группу каротиноидов составляет ряд ненасыщенных спиртов производных каротина. Они носят общее название ксантофиллов, благодаря тому, что их первый представитель был обнаружен в желтых листьях. Из ксантофиллов наиболее близок к каротину криптоксантин (пигмент кукурузы), имеющий эмпирическую формулу С40Н56О. Другой представитель подгруппы ксантофиллов с эмпирической формулой С40Н56О - рубиксантин. У него имеется также один гидроксилированный атом иононовый цикл, второй же раскрытый (псевдоионон): Каротиноид-ксантофилл с двумя гидроксилированными иононовыми циклами и эмпирической формулой С40Н56О2 (пигмент яичного желтка) носит название зеаксантин: Изомером зеаксантина является ксантофилл желтых листьев (лютеин), у которого первый гидроксилированный цикл иононовый, второй же иононовый. Далее в списке каротиноидов подгруппы ксантофиллов следует флавоксантин (пигмент лютика) с эмпирической формулой С40Н56О3, два изомера - виолаксантин (пигмент анютиных глазок) и тараксантин (пигмент одуванчика) с эмпирической формулой С40Н56О4. Строение этих оксипроизводных каротина еще недостаточно выяснено. К ксантофиллам относится также фукоксантин (пигмент бурых водорослей) с эмпирической формулой С40Н60О6. Капсантин С40Н58О3 - главный пигмент кожицы плодов паприки - подобно криптоксантину имеет в своей молекуле один гидроксилированный иононовый цикл. На другом же конце молекулы капсантина - псевдоцикл. Следующая подгруппа каротиноидов принадлежит к оксосоединениям. Из них наиболее изучен родоксантин С40Н50О2. В свое время родоксантин считался единственным кетопроизводным каротина. Однако теперь известны также афанин С40Н54О, являющийся монокетопроизводным каротина и миксоксантин С40Н54О - аналогичное производное каротина. К монокетонам относится также, и каротиноид животного происхождения эхиненон С40Н58О + Н2. Из каротиноидов с числом углеродных атомов, меньшим 40, наиболее известны кроцетин и биксин (карбоновые кислоты) и азафрин (оксикислота). Вообще говоря, представители этой группы каротиноидов гораздо реже встречаются в природе и накапливаются только в растениях. Среди них не найдено углеводородов. Существуют предположения, в связи с этим, что каротиноиды с числом углеродных атомов 40 образуются в органах растений путем окисления каротиноидов с 40 углеродными атомами в молекуле. Кроцетин С20Н24О4 является желтым пигментом шафрана. В нем четыре кислородных атома находятся в двух карбоксильных группах. Популярный краситель для пищевых жиров биксин С24Н30О - красный пигмент семян Bixa orellana - представляет собой метиловый эфир дикарбоновой кислоты норбиксина С24Н28О4. Другой краситель для жиров - азафрин С27Н38О4, получаемый из тропических растений видов Scrophulariacea, является оксикислотой.

1.2 Свойства каротина

Кристаллический каротин представляет собой вещество темного медно-красного цвета с блестящим металлическим оттенком. Чистые изомеры каротина отличаются по оттенку окраски. Кристаллы каротина оранжево-красные с ярким блеском, каротин образует фиолетовые кристаллы с металлическим блеском. Форма кристаллов каротина еще недостаточно изучена. Следует предполагать наличие полиморфизма, главным образом в зависимости от природы растворителя. Олкович и Маттилл отмечают, кроме того, зависимость формы кристаллов от условий кристаллизации - температуры, концентрации, скорости охлаждения, продолжительности стояния раствора. По Цехмейстеру, каротин из смеси сероуглерода и спирта выкристаллизовывается в четко выраженных кубиках, из петролейного эфира, выпадает в виде призм; каротин из бензина выкристаллизовывается в виде призм или пучков игл. Олкович и Маттилл наблюдали при кристаллизации каротина образование ромбоэдров (из петролейного эфира), треугольных пластинок (из ацетона), игл (из хлороформа и метанола), пучков игл (из сероуглерода и абсолютного спирта), квадратных пластинок (из петролейного эфира и метанола). Авторы считают, что, несмотря на различие формы, каротин всегда кристаллизуется в гексагональной системе. Совершенно чистый каротин не имеет запаха. Однако в связи с тем, что даже при самом тщательном хранении каротина в нем всегда образуется некоторое количество продуктов разложения, каротин приобретает приятный запах корней флорентийской фиалки, вызываемый иононом.

Каротиноиды относятся к группе терпеноидов, представляющих собой серию соединений, которые происходят из мевалоновой кислоты (полученной из ацетил-КоА). Терпены являются производными изопрена, углеводорода, состоящего из пяти атомов углерода.

В частности, каротиноиды представляют собой тетратерпены и состоят из сорока атомов углерода. Эти атомы образуют сопряженные цепи, которые могут заканчиваться углеродными кольцами, замещенными и ненасыщенными на каждом конце. Они имеют изопреноидную структуру, что означает, что они имеют переменное число сопряженных двойных связей. Это важно, потому что он определяет длину волны света, который молекула будет поглощать. В зависимости от типа света, который поглощает, он придаст особую окраску овощу или растению, в котором он находится.

Каротиноиды представляют собой жирорастворимые пигменты, что означает, что они хорошо растворимы в маслах и жирах. Кроме того, они не являются синтетическими, но производятся естественным путем растениями, некоторыми фотосинтезирующими бактериями и водорослями. Кроме того, они растворимы в органических растворителях, таких как кетон, диэтиловый эфир, метанол и хлороформ, среди многих других. При контакте с кислотой каротиноиды крайне нестабильны. Это вызывает реакции циклизации или изомеризации. Принимая во внимание, что они являются гидрофобными, каротиноиды будут обнаруживаться в средах, подобных липидам, таких как, например, внутренняя часть клеточных мембран..

Из-за наличия двойных связей в их химической структуре эти соединения очень чувствительны к определенным элементам окружающей среды, таким как: кислород, пероксиды, металлы, кислоты, свет и тепло, среди других.. Важно учитывать каротиноиды во время еды, а также пользу для здоровья, они обеспечивают восхитительный вкус и приправу, уникальные в своем роде.

Молекулы с небольшим количеством двойных связей поглощают свет с меньшей длиной волны. Например, есть молекула, которая содержит только три сопряженные связи, поэтому она может захватывать только ультрафиолетовый свет, она бесцветна.

Есть еще один тип каротиноидов, который содержит в своей структуре в общей сложности одиннадцать сопряженных двойных связей и поглощает до красного.

Аналогично, принимая во внимание его химическую структуру, многие из каротиноидов, которые существуют в природе, являются предшественниками витамина А. Для того, чтобы каротиноид был предшественником витамина А, должно быть два условия: присутствие Я- ионон и способность организма животного превращать его в ретинол. Среди каротиноидов, которые могут функционировать в качестве предшественников витамина А, можно упомянуть: б-каротин, в-зеакаротин и в-криптоксантин, среди многих других (приблизительно 50). Каротиноиды классифицируются в соответствии с наличием или отсутствием кислорода в их цепи, в две большие группы: ксантофиллы, которые имеют кислород, и каротиноиды, которые не имеют его..

Ксантофиллы представляют собой химические соединения, принадлежащие к группе каротиноидов, которые содержат углерод, водород и кислород в своей химической структуре. Это пигмент, особенно богатый во многих овощах, отвечающий за желтую и оранжевую окраску некоторых из них.

Этот пигмент не является исключительным для растений и водорослей, так как он также присутствует в некоторых структурах животных, таких как желток яиц и экзоскелет некоторых ракообразных.

Среди наиболее известных ксантофиллов:

Астаксантин

Это жирорастворимый каротиноид. Их можно найти в основном в микроскопических водорослях, дрожжах и некоторых животных, таких как ракообразные, форель и особенно в перьях некоторых птиц.

Полезность и важность астаксантина заключается в его доказанных антиоксидантных, антиканцерогенных, противодиабетических и противовоспалительных свойствах. При регулярном приеме астаксантина достигаются определенные преимущества, такие как: повышение иммунологической функции, сохранение сердечно-сосудистой системы и снижение уровня триглицеридов в крови, среди прочих..

Кроме того, астаксантин обладает определенными защитными свойствами против вредного воздействия солнечного света на глазное яблоко..

Лютеин

Это пигмент, который относится к группе каротиноидов, в частности ксантофиллов. Этот пигмент дает растениям интенсивную желтую окраску. Это дигидроксипроизводное б-каротина.

Лютеин - самый распространенный ксантофилл. Среди его полезных для человека свойств можно упомянуть, что он защищает глаза, помимо кожи.

Каротины

Они известны под этим именем, потому что они были впервые изолированы от моркови (Daucuc Carota). Каротины представляют собой семейство химических соединений, которые имеют характерную окраску, которая находится между красным и желтым, проходя через оранжевый.

Химически они состоят из короткой углеводородной цепи, которая не содержит кислорода в своих концевых кольцах.

Среди наиболее изученных каротиноидов можно отметить:

Бета-каротин

Это самый распространенный каротиноид. Это основной источник витамина А для организма, потому что, когда он этого хочет, бета-каротин превращается в этот витамин.

Все это происходит на уровне слизистой оболочки кишечника. Они имеют много преимуществ для человека, среди которых одним из наиболее важных является то, что они являются антиоксидантами.

Альфа-каротин

Обычно он содержится в тех же продуктах, что и бета-каротин. Считается, что это химическое соединение защищает организм от некоторых видов рака, таких как рак шейки матки.

Ликопин

Это найдено главным образом в помидоре, булавке и перцах. Посредством различных исследований было установлено, что он снижает вероятность развития различных видов рака. Кроме того, он способен снизить уровень холестерина в крови.

1.3 Химические свойства и распространение в природе

Каротиноиды - жирорастворимые растительные пигменты желтого, оранжевого или красного цвета, предшественники витамина А (провитамины А). По своей химической природе являются тетратерпенами с общей формулой С40Н64. Представлены около 70 соединениями, но провитамином А являются 9 веществ, имеющих в своей структуре одно или два циклогексеновых b-иононовых кольца и изопреноидную цепь из четырех метилбутадиеновых остатков, разделенных в середине -СН=СН-группой.

В растениях каротиноиды находятся в виде ненасыщенных углеводородов (каротинов) и кислородсодержащих производных, имеющих гидрокси-, метокси-, карбокси-, кето- и эпоксигруппы - ксантофиллов. Конъюгированные двойные связи составляют хромофорную систему каротиноидов. Каротиноиды играют важную роль в процессах фотосинтеза, дыхания, участвуют в передаче активного кислорода и в окислительно-восстановительных процессах, оплодотворении. Каротиноиды синтезируются высшими растениями, грибами и бактериями. Животные не способны их синтезировать. При окислительном распаде каротиноидов в тканях животных и человека образуется витамин А. Широко распространены в растениях a-, b- и g-каротины, ликопин, зеаксантин, виолаксантин, флавоксантин и др. Наибольшую биологическую активность проявляет b-каротин, в результате окислительно-гидролитического расщепления которого образуется две молекулы витамина А, из остальных - одна молекула. Наиболее важными источниками провитамина А являются корнеплоды моркови, томаты, листовая зелень (салат, шпинат, зеленый лук, петрушка, крапива), плоды облепихи, рябины обыкновенной, смородины, шиповника, абрикоса, черники, ежевики, крыжовника, тыквы, цветки ноготков. Накоплению каротиноидов в растениях способствуют свет, влага, характер почв. Низкая температура и влажность снижают накопление каротиноидов.

Каротиноиды - кристаллические вещества желтого или оранжевого цвета, нерастворимые в воде, плохо - в спирте; хорошо растворимы в неполярных органических растворителях (хлороформ, петролейный эфир, бензин и др.), жирных маслах. Растворы имеют окраску от желтой до оранжевой и оранжево-красной с желтовато-зеленой флуоресценцией. Каротиноиды в силу своей химической природы (длинная алифатическая цепочка и большое количество ненасыщенных связей) легко окисляются кислородом воздуха, разрушаются на свету. Кислая среда ускоряет окисление. Кроме того, легко разрушаются при сушке и хранении лекарственного сырья. Лекарственное сырье, содержащее каротиноиды, рекомендуется сушить непосредственно после сбора, в тепловых сушилках при температуре 60-70°С. Хранят в прохладных темных помещениях, защищенных от прямого солнечного света по общему списку 1-2 года. Для качественного обнаружения каротиноидов можно использовать химические реакции и хроматографию на силикагеле. Каротиноиды извлекают из сырья хлороформом и к хлороформному извлечению прибавляют концентрированную серную кислоту (синее окрашивание, переходящее в слой серной кислоты) или концентрированную азотную кислоту (синее окрашивание, переходящее в зеленое и грязно-желтое). Хроматограммы проявляют 10% этанольным раствором фосфорно-молибденовой кислоты, нагревают в сушильном шкафу при температуре 60-80°С несколько минут. На желто-зеленом фоне появляются синие пятна каротиноидов. Для количественного определения каротиноидов в лекарственном сырье используют фотоколориметрический или спектрофотометрический методы. В качестве стандарта применяют раствор бихромата калия. Из сырья каротиноиды извлекают абсолютным спиртом, петролейным эфиром (tкип 40-70°С). Извлечения высушивают над безводным сульфатом натрия перед определением оптической плотности. При недостатке витамина А снижается сопротивляемость организма и нарушаются ростовые процессы молодых органов, отмечаются повреждение органов дыхания, пищеварения, дегенеративные изменения со стороны нервной системы, что может привести к потере зрения и различным параличам, расстройству функций желез внутренней секреции, куриной слепоте и впоследствии к ксерофтальмии и кератозам. Каротиноиды обладают регенерирующим действием, способствуют росту клеток, образованию зрительного пурпура. Суточная потребность в витамине А для взрослого человека составляет 0,4-0,7 мг, для детей - 1 мг. Источниками промышленного получения b-каротина служат хорошо известные растения: свежие корнеплоды моркови посевной и свежая мякоть различных сортов тыквы. Сырье применяют как ранозаживляющее внутрь и наружно. Flores Calendulae (Flores Calendulae officinalis) - цветки ноготков (календулы) Собранные вручную в начале распускания трубчатых цветков (когда распустилось не менее половины язычковых цветков у махровых форм и 2-4 круга трубчатых у немахровых форм) или механизированным способом в фазу массового цветения, высушенные цветочные корзинки культивируемого однолетнего травянистого растения ноготки (календула) Calendula officinalis L., сем. Сложноцветные - Asteraceae; используют в качестве лекарственного средства и лекарственного сырья. Ноготки - однолетнее травянистое растение высотой 30-60 (90) см. Стебли ребристые, слабо опушенные жесткими волосками, густоолиственные, ветвистые. Листья очередные, обратно-яйцевидные или продолговато-ланцетные, цельнокрайние или слегка зубчатые. Цветки, собранные в крупные корзинки до 8 см в диаметре у махровых и до 5 см - у немахровых форм, расположены одиночно на верхушке главного стебля и боковых ответвлений; краевые цветки - ложноязычковые, пестичные, плодущие, оранжево-красные или желтые, срединные - трубчатые, бесплодные, оранжевые или коричневато-красные. Плоды - семянки различной формы и величины, у махровых форм преимущественно серповидно крючкообразные. Широко культивируются как лекарственное и декоративное растение. Основные районы промышленного возделывания ноготков - Украина, Беларусь, Молдова, в России - Краснодарский край и Поволжье. Часто выращиваются сорта Кальта и Рыжик. Химический состав. Цветки ноготков содержат каротиноиды (до 3% в язычковых цветках): a- и b-каротины, ликопин, лютеин, виолаксантин, флавоксантин, рубиксантин и др.; флавоноиды (0,33-0,88%): изорамнетин, изорамнетин-глюкопиранозид, кверцитрин, изорамнетин-глюкопиранозил-6-1-рамнофуранозил; кумарины; дубильные вещества (6,4%); полисахариды (слизь 2,5-4,0%), эфирное масло (0,02%), горечи (календен), смолы (около 3,4%), тритерпеновые соединения, органические кислоты, следы алкалоидов. Содержание каротиноидов в сырье коррелирует со степенью махровости соцветий, а также зависит от способа сушки и условий хранения. Заготовка, первичная обработка и сушка. Ноготки цветут продолжительное время (до 3 месяцев), поэтому сбор цветков проводят многократно - с начала цветения до заморозков. При ручном сборе цветочные корзинки обрывают без цветоноса или с цветоносом длиной до 3 см через каждые 3-4 дня в первый период цветения и через 4-6 дней в последующем. За сезон проводят 15-18 сборов.

2. Физиологическая роль каротиноидов

Каротиноиды являются обязательными компонентами пигментных систем. Они выполняют роль дополнительных пигментов, которые передают энергию поглощенных квантов хлорофиллу а для совершения фотохимической работы. Особенно возрастает их значение как светоулавливающих систем в сине-фиолетовой и синей частях спектра в затененных местах, т. е. когда преобладает рассеянная радиация. Имеются доказательства, что каротиноиды выполняют защитную функцию, предохраняя хлорофилл от фотоокисления. Еще в 1913 г. Д. И. Ивановский установил, что в пробирках, выставленных на прямой солнечный свет, степень разрушения хлорофилла зависела от концентрации каротиноидов в растворе. У дефектных по каротиноидам мутантов кукурузы и подсолнечника, а также при экспериментально нарушенном образовании каротиноидов наблюдается быстрое фотоокисление хлорофилла. Высказывается также предположение о прямом участии каротиноидов в расщеплении воды и кислородном обмене при фотосинтезе. Особое значение придается виолаксантиновому циклу.

При освещении в зеленых листьях происходит превращение диэпоксидксантофилла виолаксантина в безэпоксидный ксантофилл зеаксантин. В независимой от света реакции благодаря включению кислорода происходит обратное превращение зеаксантина в виолаксантин. Возможно, этот цикл служит для удаления излишков кислорода, образующихся при фотолизе воды. В верхушках побегов растений каротиноиды обеспечивают определение направления света и их ориентацию к световому потоку за счет фототропизма.

Они представляют собой химические соединения, которые присутствуют в большом количестве продуктов, которые потребляются каждый день. Это широкая группа, охватывающая несколько типов молекул.

Каротиноиды делятся на две группы: каротиноиды и ксантофиллы. В каждом из них есть большое количество соединений, таких как бета-каротин и лютеин. Эти соединения имеют жизненно важное значение в организме, так как они помогают улучшить определенные функции, такие как зрение.

Каротиноиды - это химические соединения, которые выполняют определенные функции, среди которых можно упомянуть:

Они вмешиваются в процесс фотосинтеза. Это связано с тем, что они представляют собой пигменты, присутствующие в растениях, способные поглощать свет различной длины волны..

Каротиноиды имеют функцию провитамина А. Это означает, что некоторые каротиноиды, такие как каротины, являются предшественниками форм ретинола (витамина А). Попадая внутрь организма, через разнообразные биохимические механизмы внутри клеток они превращаются в ретинол, который приносит огромную пользу человеку. Особенно в смысле зрения.

Они чрезвычайно полезны для человека, так как они способствуют поддержанию хорошего самочувствия, помогая в предотвращении различных патологий, таких как рак и заболевания глаз, среди других.

2.1 Каротиноиды и летучие ароматные вещества

Многие продукты биотрансформации каротиноидов являются важными пахучими веществами, определяющими запах пищевых продуктов и цветов (иононы, дамасконы, дамасценоны). Сладковато-цветочный запах чёрного чая, табака, винограда и других фруктов во многом связан именно с такими изопреноидными веществами - "обломками" больших молекул каротиноидов.

2.2 Пищевые источники каротиноидов

Каротиноиды являются важными элементами в организме, поскольку они обеспечивают большое разнообразие преимуществ в отношении оптимизации и улучшения определенных функций организма. Несмотря на это, в организме нет механизмов их синтеза, поэтому их получают с помощью ежедневного рациона..

Многие люди думают, что продукты, богатые каротиноидами, обязательно красного, оранжевого или желтого цвета. Тем не менее, это не тот случай, так как есть даже зеленые овощи, в которых есть значительное присутствие этих соединений.

В этом смысле каротиноиды присутствуют в большом количестве пищи, во всех овощах, некоторые из которых перечислены ниже:

? морковь

? капуста

? жеруха

? шпинат

? красный перец

? помидор

? салат-латук

? арбуз

? абрикос

? оранжевый

? слива

? петрушка

Это лишь некоторые из продуктов, в которых можно найти каротиноиды. Очень важно, чтобы они присутствовали и включались в ежедневный рацион. Благодаря огромным преимуществам, которые они предоставляют, в настоящее время они являются обязательной частью ежедневного потребления, и их преимущества широко признаны. Каротиноиды представляют множество преимуществ для человека. Вот почему они должны быть включены в ежедневный рацион, чтобы иметь доступность этих соединений.

В нескольких исследованиях сообщается, что преимуществ этих соединений много, наиболее известными из которых являются:

2.3 Антиоксидантный эффект

Это один из самых известных эффектов каротиноидов, хотя он не был должным образом объяснен, как это происходит. Чтобы понять антиоксидантный эффект каротиноидов, важно принять во внимание определенные знания молекулярной биологии организма. У этого есть несколько механизмов, чтобы очистить так называемые свободные радикалы, которые наносят ему значительный ущерб.

В организме есть определенные молекулы, которые сильно повреждают его. Среди них можно упомянуть: O-2, HO и NO (активные формы кислорода и азота), а также H2О2 и HONO. Из-за повреждения тканей, которое они вызывают, организму необходимо избавиться от них. И это происходит с помощью различных процессов. Один из этих механизмов использует определенные химические соединения, которые способны преобразовывать или устранять их. Среди этих соединений: токоферолы, флавоноиды и каротиноиды, среди прочих. Некоторые исследования предполагают, что каротиноиды являются O2-супрессантом, а также агентом, который помогает предотвратить повреждение, которое может вызвать в тканях так называемые активные формы кислорода и азота, упомянутые выше. Было убедительно продемонстрировано, что каротиноиды являются высокоэффективными агентами при инактивации О-2, избегая в значительной степени окислительного повреждения этой молекулы на тканях...

Это повреждение будет вызвано действием света, который воздействует на определенные молекулы, вызывая образование соединений, которые потенциально вредны для клеток.

2.4 Сердечно-сосудистая система

Среди различных экспертов в этой области существует общее мнение, что включение в рацион продуктов, богатых каротиноидами, способствует снижению риска возникновения заболеваний, которые наносят ущерб сердечно-сосудистой системе, таких как гипертония и патологии, связанные с коронарными артериями..

Точный механизм, с помощью которого каротиноиды способствуют хорошему здоровью сердечно-сосудистой системы, до сих пор остается загадкой. Тем не менее, врачи соглашаются, что сбалансированная диета должна включать продукты, в составе которых есть каротиноиды, будь то каротиноиды или ксантофиллы.

2.5 Противораковый эффект

Некоторые каротиноиды, такие как ликопин, снижают частоту возникновения некоторых видов рака, таких как рак предстательной железы, легких и пищеварительного тракта. В том же порядке идей, каротиноиды обладают соединениями, известными как ацетиленики, которые признаны, потому что они помогают предотвратить развитие опухолей.Тем не менее, это область, в которой еще многое нужно знать. Всемирная организация здравоохранения заявляет, что утверждение о том, что каротиноиды защищают от рака, «возможно, но недостаточно», поэтому нам все еще приходится ждать результатов многих исследований, которые все еще продолжаются...

Несмотря на это, кажется, что все указывает на то, что результаты будут благоприятными и что каротиноиды играют важную роль в профилактике этого ужасного заболевания.

2.6 Они полезны для здоровья глаз

Принимая во внимание, что некоторые из каротиноидов являются предшественниками ретинола (витамина А), они являются отличным источником для организма для получения необходимого количества.

Ретинол - это химическое соединение, которое действует на уровне сетчатки, чтобы оптимизировать работу глазных рецепторов и значительно улучшить остроту зрения, особенно в отношении ночного видения..

2.7 Укрепить иммунную систему

На сегодняшний день есть несколько исследований, которые показали, что каротиноиды, среди многих своих преимуществ, укрепляют иммунную систему. Это важно, поскольку именно он отвечает за работу с любым патогенным агентом, который может нанести вред организму, например, бактериями и вирусами..

Заключение

Проведенный анализ литературы показал, что в результате изучения каротиноидов была определена их структура, особенности метаболизма, выявлена провитаминная активность, а также установлена совершенно самостоятельная значимая роль в клетках растений, животных и человека. Исследования в области биохимии, фармакологии, молекулярной биологии позволили раскрыть многостороннее влияние как самого в-каротина, так и других каротиноидов на обменные процессы в организме. Открытие расщепления каротина не только по центральным, но и по периферическим двойным связям выявило новые биологически активные производные - кето, окси-каротинали, апокаротиновые кислоты, обладающие высокой провитаминной, ростовой активностью. Изучение биологических свойств, метаболизма, механизмов действия каротиналей требует дальнейших исследований.

Полученные в последние годы данные свидетельствуют о целесообразности использования в-каротина с лечебно-профилактической целью при радиационных поражениях, предопухолевых состояниях, снижении иммунитета, сердечно-сосудистых и некоторых гинекологических заболеваниях, патологиях, связанных с внутриклеточной гипоксией. Применение высоких доз в-каротина на фоне хронической интоксикации алкоголем и табачным дымом увеличивает риск развития злокачественных заболеваний.

С учетом последствий чрезмерной техногенной нагрузки на здоровье людей, применение антиоксидантов и радиопротекторов является жизненно необходимым для каждого человека. При полноценном пищевом рационе ежедневное потребление в-каротина не превышает 1-1,5 мг, что в 5-6 раз ниже профилактической дозы. Удовлетворить потребность в каротине только за счет потребления фруктов и овощей невозможно, т.к. биодоступность пигмента из них невысока. Использование препаратов в-каротина из природных источников, таких, как водоросли рода Danuliella, мукоровый гриб Blakeslea trispora, в виде напитков, масляных растворов, суспензий позволит восполнить недостаток этого витамина в ежедневном рационе.

Дальнейшие исследования природных каротиноидов, их метаболитов, продуцентов каротина позволят углубить наши знания об этих биологически активных веществах и решить задачи их практического использования.

Библиографический список

? Савинов Б.Г. Каротин (провитамин А) и получение его препаратов. - Киев: Издательство Академии Наук Украинской ССР, 1948.

? Эмоди А. Каротиноиды: свойства и применение. Пищевая Технол. 1978; (32): 38-42, 78.

? Холливелл Б., Мурсия М.А., Кирико С., Аруома О.И. (1995) Свободные радикалы и антиоксиданты в пище и в естественных условиях: что они делают и как они работают. Crit Rev Food Sci and Nutr.; 35 (1/2): 7-20.

? Higuera-Ciapara I, Fйlix-Valenzuela L, Goycoolea FM. (2006) Астаксантин: обзор его химии и приложений. Crit Rev Food Sci Nutr. ; 46: 185-196.

? Kong KW, Khoo HE и др. (2010). Раскрытие силы натурального красного пигмента ликопин, молекулы, 15, 959-987

? Мелендес-Мартинес AJ Vicario I, Heredia FJ, (2007) Каротиноидные пигменты: структурные и физико-химические соображения, Латиноамериканские отчеты о питании, 57 (2)

? Санчес А., Флорес-Котера Л. и др. (1999) Каротиноиды: структура, функции, биосинтез, регуляция и применение, Rev. Latinoamericana de Microbiologнa, 41: 175-191.

? Сисакян Н.М., Биохимия и физиология витаминов, 1953.

? https://otherreferats.allbest.ru/biology/

? https://ru.thpanorama.com/articles/biologa/carotenoides

? https://www.bibliofond.ru/

? https://knowledge.allbest.ru/biology/

? https://ru.wikipedia.org/

Размещено на Allbest.ru