カロテノイド：構造、機能、分類、食品 - 生物学 - 2024

カロテノイドは、毎日摂取された食物の多量に存在する化合物です。これは、いくつかのタイプの分子を含む大きなグループです。

大まかに言えば、カロチノイドはカロチンとキサントフィルの2つのグループに分けられます。それぞれの内部には、ベータカロチンやルテインなどの多数の化合物があります。これらの化合物は、視力などの特定の機能の改善に役立つため、体内で極めて重要です。

トマトは卓越したカロテノイドの源です。出典：Scott Bauer、USDA ARS、Wikimedia Commons経由

カロテノイドのグループは、彼らの研究で本当に貴重な貢献をした多くの専門家による研究の対象です。しかし、これらの有機分子はまだあまり知られていないグループのままですが、身体機能のバランスと維持に大きく貢献しています。

健康上の利点に加えて、カロテノイドはその種類の中で独特のおいしい風味と調味料を提供するため、食事の際にカロテノイドを考慮することは重要です。

化学構造

カロテノイドはテルペノイドのグループに属し、これらはメバロン酸（アセチルCoAに由来）に由来する一連の化合物です。テルペンは、5つの炭素原子からなる炭化水素であるイソプレンの誘導体です。

具体的には、カロテノイドはテトラテルペンであり、40個の炭素原子で構成されています。これらの原子は、炭素環で終わることができる共役鎖を形成し、それぞれの末端で置換および不飽和になります。

それらはイソプレノイド構造を持っています。つまり、それらは可変数の共役二重結合を持っています。分子が吸収する光の波長を決定するため、これは重要です。吸収する光の種類に応じて、植物や植物に特定の色を付けます。

β-カロテンの化学構造。出典：KES47（ファイル：Beta-carotene.png）、Wikimedia Commons経由

二重結合が少ない分子は、より短い波長の光を吸収します。たとえば、共役結合を3つだけ含む分子があるため、紫外光のみを捕捉でき、無色です。

構造中に合計11の共役二重結合を含み、赤まで吸収する別の種類のカロテノイドがあります。

プロパティ

カロテノイドは脂溶性色素です。つまり、油脂に非常によく溶けます。同様に、それらは合成ではありませんが、植物、一部の光合成細菌および藻類によって自然に生成されます。同様に、それらは、とりわけ、ケトン、ジエチルエーテル、メタノールおよびクロロホルムなどの有機溶媒に可溶である。

カロテノイドは、酸と接触すると非常に不安定になります。これにより、環化または異性化反応が発生します。

カロテノイドは疎水性であることを考慮すると、細胞膜の内部など、脂質に関連する環境で見られます。

化学構造に二重結合が存在するため、これらの化合物は、酸素、過酸化物、金属、酸、光、熱など、環境内の特定の元素に対して非常に敏感です。

同様に、それらの化学構造を考慮すると、自然に存在するカロテノイドの多くはビタミンAの前駆体です。カロテノイドがビタミンAの前駆体であるためには、2つの条件が存在する必要があります。イオノンおよび動物の体内でそれをレチノールに変換する能力。

ビタミンAの前駆体として機能できるカロチノイドの中で、α-カロチン、β-ゼアカロテン、およびβ-クリプトキサンチンなどが挙げられます（約50）。

分類

カロテノイドは、その鎖内の酸素の有無によって2つの大きなグループに分類されます。酸素を持つものであるキサントフィルと、酸素がないものであるカロテンです。

-キサントフィル

キサントフィルは、化学構造に炭素、水素、酸素を含むカロチノイドのグループに属する化合物です。それは多くの植物で特に豊富な色素であり、それらのいくつかの黄色とオレンジ色の着色の原因です。

この色素は、卵の黄身や一部の甲殻類の外骨格などの一部の動物の構造にも存在するため、植物や藻類に限定されません。

最もよく知られているキサントフィルには、次のものがあります。

アスタキサンチン

脂溶性カロテノイドです。それらは主に微細な藻類、酵母、甲殻類、マスなどの一部の動物、特に一部の鳥の羽に含まれています。

アスタキサンチンの有用性と重要性は、証明された抗酸化、抗癌、抗糖尿病および抗炎症力にあります。アスタキサンチンを定期的に摂取すると、免疫機能の向上、心血管の健康の維持、血液中のトリグリセリドの減少など、特定の利点が得られます。

同様に、アスタキサンチンは、日光の眼球への損傷作用に対して特定の保護特性を持っています。

ルテイン

カロテノイド、特にキサントフィルのグループに属する色素です。この色素は、黄色が強い野菜を提供します。α-カロテンのジヒドロキシ誘導体です。

ルテインは、最も豊富なキサントフィルです。人間にとっての有益な特性の中で、それは目だけでなく皮膚も保護していると言えます。

ビオラキサンチン

それはオレンジとみかんの皮だけでなく、たくさんの黄色い花にも見られます。ゼアキサンチンの酸化により得られます。

-カロチン

彼らはニンジン（Daucuc carota）から初めて分離されたため、この名前で知られています。カロテンは、オレンジを通過して赤と黄色の間にある色を示す特性を持つ化合物のファミリーです。

化学的には、それらは、その末端環に酸素を含まない短い炭化水素鎖で構成されています。

私たちが言及できる最も研究されたカロチンの中で：

ベータカロチン

それは最も豊富なカロテノイドです。それはそれに値するとき、ベータカロチンが前記ビタミンに変換されるので、それは身体のためのビタミンAの基本的な供給源です。

これはすべて腸粘膜のレベルで起こります。それらは人間に多くの利益をもたらしますが、その中で最も重要なものの一つは抗酸化物質であることです。

アルファカロテン

それは一般的にベータカロチンを伴う同じ食品に含まれています。この化合物は、子宮頸がんなどのある種のがんから体を保護すると考えられています。

リコピン

主にトマト、ピン、ピーマンに含まれています。さまざまな研究により、さまざまな種類のがんが発生する可能性を減らすことが確認されています。同様に、それは血中に存在するコレステロールを下げることができます。

特徴

カロテノイドは、特定の機能を満たす化学物質であり、その中で言及できるのは次のとおりです。

• 彼らは光合成プロセスに関与しています。これは、さまざまな波長の光を吸収できる植物に存在する色素だからです。
• カロテノイドにはプロビタミンAの機能があります。これは、カロチンなどの一部のカロテノイドがレチノール（ビタミンA）の前駆体であることを意味します。いったん体内に入ると、細胞内のさまざまな生化学的メカニズムを通じて、それらはレチノールに変換されます。これは、人間にとって多くの利点があります。特に視覚のレベルで。
• それらは、健康状態の維持に貢献し、とりわけ癌や眼疾患などのさまざまな病状の予防に役立つため、人間にとって非常に有益です。

カロテノイドの食物源

カロテノイドは、特定の身体機能の最適化と改善という点でさまざまな利点をもたらすため、身体の重要な要素です。それにもかかわらず、体にはそれらを合成するメカニズムがないため、毎日の食事から得られます。

多くの人々は、カロテノイドが豊富な食品は必然的に赤、オレンジ、または黄色であると考えています。しかしながら、これらの化合物のかなりの存在がある緑の野菜さえあるので、これはそうではありません。

カロテノイドが豊富な食品。出典：Pixabay

この意味で、カロテノイドは多数の食品に存在し、そのすべてが野菜であり、その一部を以下に示します。

• にんじん
• キャベツ
• クレソン
• ほうれん草
• 唐辛子
• トマト
• レタス
• スイカ
• パパイヤ
• アプリコット
• オレンジ
• マンゴー
• グアバ
• イチゴ
• 梅
• コショウ
• アスパラガス
• パセリ

これらは、カロテノイドが含まれている食品のほんの一部です。それらを念頭に置き、毎日の食事に含めることは極めて重要です。

それらが提供する莫大な利点のおかげで、それらは今日、毎日の摂取量の必須部分であり、それらの利点は広く認識されています。

利点

カロテノイドは、人間にとって非常に多くの利点があります。これが、これらの化合物を利用できるようにするために、それらを毎日の食事に含める必要がある理由です。

さまざまな研究によると、これらの化合物の利点は多く、最もよく知られているものは次のとおりです。

抗酸化作用

これはカロテノイドの最も有名な効果の1つですが、その発生方法は適切に理解されていません。

カロテノイドの抗酸化作用を理解するためには、生物の分子生物学に関する特定の知識を考慮することが重要です。いわゆるフリーラジカルを浄化するいくつかのメカニズムがあり、これが重大なダメージを引き起こします。

体内には、非常に有害な特定の分子があります。これらには、O ^-2、HOおよびNO（活性酸素および窒素種）、ならびにH ₂ O ₂およびHONOが含まれます。それらが引き起こす組織の損傷のために、体はそれらを取り除く必要があります。そして、それは様々なプロセスを通してそうします。

これらのメカニズムの1つは、変換または除去できる特定の化学化合物を使用します。これらの化合物には、トコフェロール、フラボノイド、カロテノイドなどがあります。

一部の研究では、カロテノイドがO2抑制剤であるだけでなく、上記のいわゆる活性酸素および窒素種による組織の損傷を防ぐのに役立つ薬剤であることを示唆しています。

カロテノイドは、O-2の不活性化に非常に効果的な薬剤であることが確実に示され、組織におけるこの分子の光酸化損傷を大幅に回避しています。

この損傷は、特定の分子に作用する光の作用によって与えられ、細胞に潜在的に有害な化合物の形成を引き起こします。

心臓血管系

カロテノイドが豊富な食品を食事に含めることで、高血圧や冠状動脈に関連する病状などの心血管系を損なう病気に苦しむリスクを減らすのに役立つと、この分野のさまざまな専門家の間で共有されている信念です。

カロテノイドが心血管系の健康に寄与する正確なメカニズムはまだ謎です。ただし、医師たちは、バランスの取れた食事には、カロチンであろうとキサントフィルであろうと、カロチノイドを含む食品を含める必要があることに同意しています。

抗がん効果

リコピンなどの一部のカロテノイドは、前立腺癌、肺癌、消化管癌など、特定の種類の癌の発生率を低下させます。

同じように、カロテノイドにはアセチレンと呼ばれる化合物が含まれています。これは、腫瘍の発生を防ぐのに役立つために認識されています。

しかし、これはまだ学ぶべきことがたくさんある分野です。世界保健機関は、カロテノイドが癌から保護するという主張は「可能であるが不十分である」と述べているので、私たちはまだ進行中の多くの研究の結果を待たなければなりません。

それにもかかわらず、すべてが結果が良好であり、カロテノイドがこの恐ろしい病気の予防に重要な役割を果たすことを示しているようです。

彼らは目の健康に有益です

一部のカロチノイドはレチノール（ビタミンA）の前駆体であることを考慮に入れると、体が必要な量を得るための優れた供給源となります。

レチノールは、目の受容体の機能を最適化するために網膜のレベルで作用する化学化合物であり、特に夜間視に関して、視力を大幅に改善します。

彼らは免疫システムを強化します

今日までに、カロテノイドが多くの利点の中で免疫システムを強化することを示したいくつかの研究があります。これは、バクテリアやウイルスなど、身体に損傷を与える可能性のある病原体に対処する責任があるため、重要です。

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