El caroteno (del lat. carota " zanahoria ") es un pigmento amarillo anaranjado , un hidrocarburo insaturado del grupo de los carotenoides .
Fórmula empírica C 40 H 56 . Insoluble en agua, pero soluble en disolventes orgánicos . Contenido en las hojas de todas las plantas, así como en la raíz de zanahorias, escaramujos , etc. Es una provitamina de la vitamina A. Registrado como aditivo alimentario E160a .
Hay dos isómeros de caroteno: α-caroteno y β-caroteno. El β-caroteno se encuentra en las hojas amarillas, anaranjadas y verdes de frutas y verduras. Por ejemplo, en espinacas , lechuga, tomates , boniato y otros.
Los dos fragmentos terminales ( anillos β ) de la molécula de β-caroteno son estructuralmente idénticos. La molécula de α-caroteno contiene dos fragmentos cíclicos terminales que difieren en la ubicación del doble enlace en el anillo. Uno de los fragmentos terminales se denomina anillo β , idéntico al anillo β del β-caroteno, mientras que el otro se denomina anillo ε .
Son posibles las siguientes opciones para la disposición espacial de partes de la molécula, que determinan la estructura del isómero :
A pesar de que el caroteno se puede obtener por síntesis química, se produce principalmente a partir de materias primas naturales.
Las plantas (por ejemplo, calabaza , zanahorias ), bacterias (algunas cepas de estafilococos ), algas y hongos con un alto contenido de la sustancia objetivo se utilizan como fuentes de caroteno .
Los carotenoides se obtienen por síntesis química [1] [2] y por aislamiento de fuentes naturales: plantas y microorganismos [3] [4] [5] . El uso de plantas como fuente de carotenoides también tiene una serie de desventajas: es estacional; depende del estado ecológico de los suelos y los rendimientos de los cultivos, se reducen significativamente debido a la acumulación de fuentes de enfermedades de los materiales vegetales; existe la necesidad de grandes áreas sembradas para el cultivo de plantas. Además, la biodisponibilidad de la fuente de carotenoides del jugo vegetal es baja debido a la presencia de carotenoides en la composición de los complejos proteicos, lo que complica mucho su liberación. La absorción del caroteno de los vegetales en una dieta libre de grasas es muy baja.
La síntesis microbiológica del betacaroteno es el método industrial más justificado para su producción tanto desde el punto de vista tecnológico como económico [6] . Los carotenoides "microbiológicos", incluido el betacaroteno, se obtienen de las células de hongos filamentosos, levaduras , bacterias, actinomicetos y algas [7] [8] [9] . Los hongos son de gran importancia como productores de diversas sustancias biológicamente activas para la industria alimentaria, la medicina, la agricultura y otras industrias. El hongo microscópico de la mucosa Blakeslea trispora no es una excepción . Las cepas de Blakeslea trispora son superproductoras de β-caroteno y licopeno [10] [11] [12] [13] y, además, es posible la biosíntesis de otros compuestos valiosos de naturaleza terpenoide: ubiquinonas, ergosterol [14] [15] [ 16] . Durante la biosíntesis de caroteno por microorganismos, se acumula en las células del productor. Las propias grasas de Blakeslea trispora suponen hasta un 60% de la biomasa total , lo que contribuye a la disolución del caroteno durante la fermentación. En consecuencia, esto aumenta su disponibilidad para la asimilación. La tecnología de obtención de carotenoides microbiológicos es respetuosa con el medio ambiente por la ausencia de emisiones nocivas y el uso de productos químicos no agresivos. Las materias primas iniciales en la producción de carotenoides son los subproductos, productos intermedios y residuos de la producción de melaza de almidón, molienda de harina, conserveras, aceite e industrias cárnica y láctea.
El betacaroteno es un pigmento vegetal de color amarillo anaranjado, uno de los 600 carotenoides naturales . El betacaroteno sirve como precursor de la vitamina A ( retinol ) y es un poderoso antioxidante . Además, esta sustancia tiene un efecto inmunoestimulante y adaptogénico [17] .
Calabaza, zanahorias, cebollas verdes, acedera , espinacas, lechuga , lechuga, lechuga romana, col rizada , tomates, pimientos rojos, brócoli, pomelos, ciruelas, melocotones, melones, albaricoques, caquis, grosellas, arándanos, grosellas negras.
El betacaroteno se encuentra en un depósito de sal único en Crimea en el lago Sasyk . El componente natural entra en las piscinas de sal gracias a la floración del alga Dunaliella sallina, que ha sabido adaptarse a las duras condiciones del agua ultrasalada y la radiación solar, habiendo aprendido a producir betacaroteno. Así, el betacaroteno acompaña a los principales componentes de la sal marina natural.
De acuerdo con las recomendaciones metodológicas sobre las normas de nutrición racional "Normas de necesidades fisiológicas de energía y nutrientes para varios grupos de la población de la Federación Rusa" del 18 de diciembre de 2008 (MR 2.3.1.2432 -08) [18] , 6 mg de betacaroteno equivalen a 1 mg de vitamina A. El consumo medio en diferentes países es de 1,8-5,0 mg/día. No se ha establecido el nivel máximo de ingesta aceptable. El requerimiento fisiológico para adultos es de 5 mg/día (introducido por primera vez).
Estudios posteriores han demostrado que en realidad la actividad vitamínica de los carotenoides es dos veces menor de lo que se pensaba anteriormente. Por lo tanto, en 2001, el Instituto de Medicina de EE. UU. propuso otra nueva unidad: el equivalente de actividad de retinol (RAE). 1 RAE corresponde a 1 mcg de retinol, 2 mcg de β-caroteno disuelto en grasa (como producto farmacéutico), 12 mcg de β-caroteno "alimentario" o 24 mcg de otra provitamina A.
La estructura insaturada del betacaroteno permite que sus moléculas absorban la luz y eviten la acumulación de radicales libres y especies reactivas de oxígeno. El betacaroteno inhibe la producción de radicales libres. Se supone que de esta forma protege a las células del sistema inmunitario del daño de los radicales libres y puede mejorar el estado de inmunidad [17] . El betacaroteno es un inmunoestimulante natural que aumenta el potencial inmunitario del organismo independientemente del tipo de antígenos , es decir, actúa de forma no específica.
Algunos estudios han demostrado su leve efecto inmunoestimulador [19] .
Hay muchas publicaciones sobre el efecto del betacaroteno en el aumento del número de T-helpers . Al mismo tiempo, en algunos experimentos, se registra un aumento en el número de todos los linfocitos T y, en algunos, solo T-helpers [20] .
El mayor efecto se muestra en individuos (humanos y animales) que experimentan estrés oxidativo (dieta inadecuada, enfermedades, vejez). En organismos completamente sanos, el efecto suele ser mínimo o inexistente [21] .
El efecto en sí está asociado con un aumento en la capacidad proliferativa de los linfocitos T, incluidos los ayudantes T (0,1,2). El radical peróxido inhibe la proliferación de linfocitos T. La eliminación de los radicales peróxido aumenta la capacidad de las células T para la blastogénesis. El betacaroteno también estimula el crecimiento de las glándulas del timo en los animales, fuente de linfocitos T [22] .
Este es un efecto no específico de la mayoría de los antioxidantes lipofílicos (luteína, criptoxantina, retinol, tocoferol, alfacaroteno, astaxantina) [23] .
La acumulación episódica de exactamente T-helper, y no de otros linfocitos, aparentemente está asociada con una situación específica de citoquinas en el cuerpo [24] .
También se mostró un aumento en la capacidad proliferativa de los linfocitos T bajo la influencia del betacaroteno en experimentos modelo con cultivos de linfocitos (y no solo linfocitos T). El uso de mitógenos específicos (CON A) conduce a la proliferación de linfocitos. Esta es una imitación del entorno de citoquinas durante la respuesta inmune. Los linfocitos T con betacaroteno proliferan más que los controles. Los estudios han concluido que durante la infección, una preparación de betacaroteno acelerará la respuesta inmunitaria [25] . El crecimiento y diferenciación de T-helper también depende de la presencia de interleucinas 1,2,4. Estas citocinas se forman en los propios linfocitos T y macrófagos. El betacaroteno aumenta significativamente la actividad de los macrófagos , ya que se someten a procesos de peróxido específicos que requieren una gran cantidad de antioxidantes. Los macrófagos, además de la fagocitosis, realizan la presentación de antígenos y estimulan a los T-helper correspondientes. Esto conduce a un aumento en el número de T-helpers. Pero sólo en presencia de un antígeno [26] .
Algunos científicos nacionales asocian la actividad inmunomoduladora del betacaroteno con el efecto sobre el ácido araquidónico y sus metabolitos [27] .
En particular, se supone que el betacaroteno inhibe la producción de productos de ácido araquidónico (se refiere a los ácidos grasos omega), lo que inhibe la producción de prostaglandina E2 (una sustancia lipídica fisiológicamente activa) [28] . La prostaglandina E 2 es un supresor de las células NK, reduciendo su contenido, el betacaroteno potencia la actividad de las células NK productoras de gamma -interferón . Así, el betacaroteno ejerce su efecto inmunoestimulante [29] .
La carotenemia o hipercarotenemia es un exceso de caroteno en el organismo (a diferencia de un exceso de vitamina A, el caroteno tiene baja toxicidad). Por lo general, la carotenemia no se considera una afección peligrosa, aunque provoca una coloración amarillenta de la piel ( carotenoderma ). A menudo se observa si hay muchas zanahorias en la comida , pero también puede ser un síntoma de condiciones más peligrosas.
Estudios previos han demostrado que el betacaroteno, como antioxidante, reduce la probabilidad de cáncer en personas que comen muchos alimentos ricos en esta sustancia. Pero en las últimas décadas, importantes estudios han demostrado que el uso de betacaroteno, por el contrario, conduce a un aumento de la probabilidad de cáncer de pulmón y cáncer de próstata en fumadores, así como en personas que trabajan en la producción de amianto [30] .
Un estudio publicado en 1994 en The New England Journal of Medicine [31] descubrió que tomar betacaroteno aumentaba la probabilidad de cáncer en fumadores en un 18 %.
Según otro estudio publicado en el Journal of the National Cancer Institute [32] , la incidencia en fumadores aumenta un 28% debido a la ingesta de caroteno.
La evidencia científica resumida en 2009 apoya la hipótesis de que altas dosis de betacaroteno en fumadores pueden aumentar el riesgo de desarrollar cáncer de pulmón [33] . Se desconoce el mecanismo específico de este efecto del caroteno.
Muchas plantas, en cuyo aroma la ionona juega un papel importante , deben su olor a una importante concentración de caroteno, el precursor estructural de la molécula de ionona.
El caroteno está aprobado para su uso como suplemento dietético en la Unión Europea [34] , Australia , Nueva Zelanda [35] , los Estados Unidos [36] y muchos otros países en todo el mundo y tiene el número E160a del Codex Alimentarius . Muy a menudo, el caroteno se usa para colorear alimentos como jugos , pasteles , postres , mantequilla y margarina [37] .
En 2001, el Comité Conjunto de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA) de la FAO y la OMS fijó la Ingesta Diaria Tolerable (IDA) de caroteno en 5 mg/kg de peso corporal [38] . En 2012, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) reevaluó el caroteno como aditivo alimentario [39] . La Comisión EFSA no pudo establecer una IDA, pero aclaró que el consumo de caroteno de aceite de palma , zanahorias y algas es en cualquier caso mayor que como suplemento dietético [39] .
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