БЕТА-КАРОТЕН (Част 1)

БЕТА-КАРОТЕН (Част 1)

История

Бета-каротенът е провитамин А, поради което се разглежда обикновено заедно с витамин А. В отделна глава е представена не само информация за неговото превръщане в организма на животните и човека във витамин А, но и данни за широкото му разпространение и биологична роля в растителното царство като самостоятелно съединение.

За начало на познанието на бета-каротена би могла да се прие-ме 1831 г., когато Wackeroder успява да изолира от моркови червени кристали, считани по онова време за първия каротен. След период от 100 години Kuhn и Lederer разделят в този червен екстракт 3 съединения алфа, бета и гама каротен (Olson, 1990; 01- ;зп, 1994).

Историческото развитие на познанието за бета -каротена трудно би могло да бъде отделено от това за витамин А, тъй като носителят на информация е витамин А. Проучванията на МсCollum и Marguerite Davis(1913), които доказват, че в кравето масло и яйченият жълтък се съдържа вещество, което е есенциално за растежа на опитните животни се потвърждават и от изследванията на Osborn и Mendel, които откриват същия е фект при използване на рибено масло. Авторите наричат неизвестното вещество „мастноразтворим растежен фактор“, с което през 1913 г. слагат началото на научната история за витамин A (Olson, 1994). Объркването и забавянето на познанието за бета-каротена идва от установяването на подобен ефект чри използване на мастноразтворима фракция, получена при екстракция на растителна мазнина. За разлика обаче от животинските мазнини, растителните са силно оцветени, което било достатъчно основание за разграничение на двете становища и объркване. Проблемът бил разрешен след натрупване на информация, която станала причина в началото на миналия век Moore да стартира с проучванията си и да предположи през 930 г., че жълто оцветеният бета-каротен от растенията се превръща в организма на висшите животни и човека в безцветния втамин А. Пълна яснота по проблема се постига едва след установяването на химичните структури и на витамин А, и на бета-каротена от научния колектив на Karrer(1930 г.), работещ в Швейцария и този на Moore в Англия през 1957 г. (Olson, 1994; Olson, 1996).

След дълги периоди на проучване едва през 1967 г. експертна комисия към FAO и WHO предлага мерна единица за ретинол еквивалент (RE), равна на 6 микрограма all-trans-бета-каротен. Експертите определят това съотношение, базирайки се на следните две основания: първото е, че максималното превръщане на най-усвоимата форма на бета-каротена от растително масло в ретинол in vivo е 2 към 1; второто основание е, че биоусвоимостта на бета-каротена от разнообразните храни е средно 1/3 от това на бета-каротена от растителното масло. Така се получава 2×3 = 6 микрогрма бета-каротен за mg ретинол.

Химия

Бета-Каротенът принадлежи към групата на каротеноидите пигменти, широко разпространени в природата. Те се делят на два големи класа: каротени – ненаситени въглеводороди (алфа-каротен, бета-каротен, ликопен) и ксантофили – кислородсъдържащи производни (лутеин, заексантин, бета-криптоксантин) (Faure et al., 1999).

Изолирани са повече от 600 каротеноида, но само около 20 се откриват в кръвта и тъканите на човешкия организъм, а само 2 от тях в окото. Най-разпространени са бета-каротен, алфа-каротен, ликопен, лутеин, зеаксантин и бета-криптоксантин (Parker, 1997).

Каротеноидите произлизат от една основна химична структура (тази на ликопена), формирана чрез линейно свързване на 8 изопренови единици, асоциирани в две групи по 4 единици (геранил-геранил).

Бета-каротенът структурно е изграден от два незаместени бета-йононови пръстена, разделени от 4 изопренови единици, съдържащи 9 спретнати двойни връзки.

Всички провитамин А каротеноиди притежават най-малко един незаместен бета-йононов пръстен. Бета-кротенът притежава най-голяма провитамин А-активност, тъй като в организма, под действие на ензима бета-каротен-15,15′-диоксигеназа, се превръща в две молекули ретинал. Другите провитамин А каротеноиди (алфа-каротен, (бета-криптоксантин) проявяват средно 50% от активността на бета-каротена. Лутеинът, зеаксантинът и ликопенът не са прекурсори на витамин A (Bauernfeind et al., 1981; Simpson, 1983).

Бета-каротенът съществува като множество от геометрични изомери, включващи all-trans-, mono-cis- и di-cis-форми, с ес-тествено присъствие на all-trans-формите в храната. Удължената система от спрегнати дройни връзки обуславя абсорбцията на светлина във видимата част на спектъра и оранжевия цвят на съединението (Olson, 1994).

Системата от спрегнати двойни връзки е причина за склонността към оксидация, изомеризация и деградация, протичащи под действие на светлина, кислород и висока температура. Оксидативното прекъсване на системата от спрегнати двойни връзки предизвиква загуба на способността за абсорбция на видимата светлина, което се изразява в обезцветяване на средата. Първият етап включва формиране на епоксикаротеноиди, епоксикаротеноиди и хидроксикаротеноиди. Следващите етапи водят до получаване на серия от нискомолекулни съединения, с пълна загуба и на цвят, и на активност. Най-стабилна е all-trans-формата, която се съдържа в хранителната матрица. В присъствие на светлина, висока температура, киселини и метали се създават условия за изомеризация с получаване на смес от моно-cis- и поли-cis-изомери в допълнение към all-trans-формата, съпроводена от изчезване на оцветяването и намаление на активността….

…следва продължение…

Вашият коментар