Бета каротин: что это такое, польза для организма

детства нам говорили, что морковка очень полезна. Мы ели ее с сахаром или сметаной. Слегка пожелтевшие уголки губ или ладошки вызывали лишь умиление у наших мам и бабушек. Подобный подход был правильным, поскольку в оранжевых овощах и ягодах наиболее высоко содержание столь необходимого бета-каротина.

Сегодня мы рассмотрим вопросы: для чего организму нужен бета каротин, какова его польза и можно ли без приема таблеток обеспечить полную потребность.

Бета-каротин в продуктах

С едой человек получает и энергию, и полезные вещества. Следовательно, начать правильно питаться, - значит начать заботиться о своем здоровье. С химической точки зрения бетакаротин относится к ненасыщенным углеводородам. Он образуется в результате фотосинтеза и является оранжево-желтым пигментом. Соответственно, содержится в продуктах такого же цвета:

морковь;
облепиха;
щавель;
петрушка;
кресс водяной;
шиповник;
шпинат;
сельдерей;
чеснок;
зеленый лук;
красный сладкий перец;
салат;
абрикосы;
тыква;
персики.

Источником витамина А также являются продукты животного происхождения. Однако, здесь содержание данного вещества существенно ниже. Так в ста граммах молока его только 0,02 мг, в твороге – 0,06 мг, в сметане – 0,15 мг, в сливочном масле (витамину каротину оно обязано своим желтоватым оттенком) – 0,2 мг, в печени – 1 мг. К примеру, в той же моркови его 9 мг, а в щавеле – 7 мг.

Потребление бета каротина в чистом виде не принесет никакого вреда, поскольку он прекрасно усваивается. Переесть морковки невозможно, поэтому не надо ограничивать себя и ребенка. Боятся, что наступит переизбыток не стоит. Более того, организму свойственно накапливать лишний каротин в жировой прослойке, чтобы затем преобразовать его в ретинол.

У некоторых большое количество данного пигмента выражается в том, что кожа ладоней и ступней становится желтоватого оттенка. Беспокоиться по этому поводу не стоит, поскольку это нормальная реакция организма, а не какая-либо патология. Когда поступление вещества прекращается, кожа приобретает естественный вид.

Что это такое

Бета каротин входит в группу каротинов. Всего в науке их насчитывается более трех сотен, но данное вещество является одним из самых нужных. Не путать с карнитином (витамином ВТ), который относится к совсем иному типу веществ.

Пищевая добавка Е160а (формула бета каротина) – это натуральный краситель. Ее часто используют при производстве сладких газированных напитков, соков, сгущенного молока, йогурта, майонеза, пирожных, хлебобулочных изделий.

Для чего нужен бета каротин:

главное свойство заключается в том, что в человеческом организме он преобразуется в витамин А или ретинол. Происходит это только тогда, когда наблюдается дефицит последнего. Причем в подобном виде вещество усваивается гораздо лучше, чем «готовый» ретинол;
усиливает устойчивость к стрессам и эмоциональным перегрузкам;
витамин-антиоксидант;
защищает клетки от преждевременного старения;
снижает риск развития онкологии и новообразований (в том числе миом);
оказывает влияние на восстановительные процессы в коже;
участвует в выработке иммуноглобулинов;
улучшает зрение;
защищает от токсичного воздействия табачного дыма;
незаменим при загаре: предохраняет от ультрафиолета;
у детей повышает устойчивость к болезням, противодействует свободным радикалам;
поддерживает слизистые в здоровом состоянии;
улучшает работу половых желез.

Дефицит провитамина А в организме

Признаки нехватки ретинола:

выпадение волос, перхоть;
ногти начинают слоиться и часто ломаться;
повышается чувствительность зубов;
появляютсямногочисленные высыпания на коже: прыщи, угри;
у детей замедляется рост;
падает иммунитет. Человек часто болеет ОРЗ и ОРВИ;
ослабевает острота зрения: «куриная слепота», чувство «песка в глазах».

Возможные причины развития дефицита:

болезни печени и почек;
недостаток жиров и белков. Обычно, это следствие плохого питания, диет, всевозможных ограничений в еде;
сезонный авитаминоз;
патологии кишечника;
неправильная работа поджелудочной железы;
нарушения обмена веществ.

Противопоказания

При сбалансированном питании, когда в рационе много свежих овощей и фруктов, дефицит провитамина не развивается. При определенных обстоятельствах, врачам приходится назначать бета каротин в таблетках, чтобы не допустить осложнений.

Подобные составы не являются лекарственными средствами. . Их роль – восстановить нехватку полезных веществ. На фармацевтическом рынке представлено достаточно брендов, выпускающих капсулы по различной цене. Они являются аналогами между собой, поскольку состав примерно одинаков с небольшой разницей.

Например:

Солгар (США);
Оксилик (Германия);
Ветерон (Россия);
Витрум (Америка);
Синергин (РФ).

Форма выпуска:

таблетки;
желатиновые капсулы;
маслянистый раствор, несколько капель которого добавляют в воду.

Препараты бета каротина находятся в свободной продаже, их можно купить во многих аптеках без рецепта. Выбирать подходящую для себя марку нужно не по отзывам в сети или после опроса знакомых, а только по рекомендации врача. Предварительно обязательна консультация специалиста, поскольку препараты имеют ряд противопоказаний. С ними можно ознакомиться на приеме у доктора, а также прочитав текст инструкции по применению:

Аллергическая реакция.
Период кормления грудью.
Беременным женщинам назначают витаминные комплексы, чтобы обеспечить все потребности будущего ребенка, снизив риск развития отклонений. Часто в составе препаратов содержится витамин А. Сам по себе он не противопоказан. Главное: не допустить его переизбытка в организме. В таком случае происходит гипервитаминоз, и тогда сильно возрастает нагрузка на печень и поджелудочную железу матери и малыша.
Доказано: детьми бета каротин усваивается хуже, чем взрослыми. Применяется с осторожностью.
Хроническая почечная недостаточность.
Вирусный гепатит.
У курильщиков переизбыток каротина может вызвать рак легких.
Гипотиреоз.

Возможные побочные явления:

боли в желудке и суставах;
приступы тошноты;
рвота;
кожный суд;
снижение аппетита;
головокружения.

Суточная потребность

Для взрослых – это 1 мг витамина А (или 5 мг каротина), для детей дошкольного возраста – 0,4 мг, для подростков – 04, - 0,7 мг, для пожилых людей – 0,8 мг, для беременных женщин – 0,2 - 0,8 мг, для кормящих мам – 0,4 - 1,2 мг.

Причем, если разделить суточную норму на три раза и пить утром, днем и вечером, то вещество начнет усваиваться организмом лучше, чем за один прием. Считается, что пользы от бета каротина больше, чем от чистого витамина А.

Случаи, когда потребность организма возрастает:

пребывание в жарком климате (например, отдых на море);
частые обследования на рентгене;
в период терапии препараты для понижения холестерина;
когда работа связана с постоянным нахождением у монитора компьютера;
когда в рационе присутствует много белка. Подобное явление часто наблюдается у профессиональных спортсменов;
злоупотребление алкоголем.

Показания к назначению

Период вынашивания ребенка.
Несбалансированное питание.
Хронические недуги или время восстановления после перенесенной инфекции.
Негативные внешние факторы. Например, неблагоприятная экологическая обстановка.
Большие эмоциональные и физические нагрузки.
Профилактика рака.
Недопущение преждевременного старения.
Язва желудка.
Дисбактериоз.
Гастрит.
Болезни глаз и нарушения зрения.
Помогает восстановиться после операции.

В качестве средства для наружного применения используется при:

тонзиллите;
псориазе;
излишней пигментации;
дерматозах;
способствует быстрому заживлению ран, ожогов, обморожений;
витилиго.

Как бета-каротин усваивается

Вещество всасывается через кишечник с помощью желчи. Без нее усвоение будет происходить неправильно. Многое также зависит от степени разрыва клеточных мембран в растительной пище: то есть пюре или кашецу легче расщепить. А также необходимы жиры: (вот зачем молочные продукты), витамины Е и С для усиления действия.

Советы, которые помогут повысить степень усвоения провитамина:

стараться по возможности есть свежеприготовленную пищу;
хранить овощи и фрукты в темном месте, при температуре не выше 25 градусов, так как кислород способствует быстрому распаду углеводорода;
заправлять салаты сметаной или растительным маслом, каши варить на молоке;
не увлекаться диетами. Бета каротин – жирорастворимое вещество, а недостаток жиров приводит к неправильному усвоению. И как следствие дефициту;
полезно сочетать в своем меню разные блюда. Необходимо, чтобы треть суточной нормы поступала с животной пищей, а 2/3 - с растительной.

Сегодня я расскажу, как получить золотистый, сияющий и привлекательный оттенок кожи без косметики и солярия. Заинтригованы? На самом деле, все достаточно просто. Эксперты из Университета Сент-Эндрюс собрали группу добровольцев, чтобы проанализировать влияние рациона на цвет кожи. Они сделали фотографии людей до начала курса питания и после. Оказалось, фрукты и овощи приводили к усилению природного красного и желтого подтона кожи (фактически она темнела). При оценки привлекательности, такая кожа признана самой здоровой и сексуальной.

Овощи (каротины) - справа!

Оттенок кожи зависит от сочетания пигментов: меланин, гемоглобин и каротины. Меланин зависит от вашей генетики и солнца, а вот гемоглобин находится в кровеносных сосудах, поэтому краснота кожи зависит от их тонуса и глубины залегания. Если вы получили синяк, то он будет менять цвет из-за распада гемоглобина на компоненты разного цвета. Именно гемоглобин делает щеки розовыми и позволяет людям краснеть при волнении, когда под действием выброса гормонов расширяются сосуды.

Доктор Росс Уайтхед, руководитель исследования, считает, что овощи и фрукты могут стать заменой соляриям (намного более здоровой). Также проводился отдельный эксперимент: ученые просили людей оценить привлекательность нескольких человек. В итоге чаще всего положительные отзывы получали "люди со здоровым цветом лица".

Ранее было известно, что некоторые овощи, такие как морковь, могут способствовать оранжевому цвету кожи и тем не менее, это не было настолько показательно. А вот теперь доказано экспериментальным путем, что увеличение пигментов в коже может быть заметно для других. Используя датчики света, исследователи показали, что красные и желтые оттенки были связаны с уровнем каротиноидов в коже.

Существуют сотни различных видов каротиноидов. Основными представителями каротиноидов у высших растений являются два пигмента — каротин (оранжевый) и ксантофилл (желтый). Но в данном эксперименте наиболее сильное влияние на кожу оказали ликопин из томатов и красного перца, а так же бета-каротин, содержащийся в моркови, а еще брокколи, кабачки, и шпинат. Цвет кожи может также зависеть и от химических веществ, называемых полифенолы, они содержатся в яблоках, чернике и вишне, которые вызывают прилив крови к поверхности кожи.

Росс Уайтхед, ведущий ученый эксперимента, опубликовал результаты исследований в журнале PLoS ONE. В своем интервью он сказал, что даже специалисты не предполагали такого разнопланового влияния овощей и фруктов, как показал эксперимент.

Основной источник каротиноидов – это зелень и овощи. Содержание каротиноидов в пище коррелирует с их содержинием в коже, причем каротиноиды находятся во всех слоях кожи. Также эти исследования установили, что оттенок кожи, который ей придают каротиноиды, воспринимается как более здоровый и сексуальный, чем загар, полученный только от солярия. Разумеется, оба цвета также эффективно между собой взаимодействуют.

Каротиноиды и цвет кожи

Каротиноиды – это большая группа пигментов, которые оказывают на наше здоровье очень широкий спектр положительных эффектов. Из них только бета-каротин может быть токсичным в высоких дозах. Однако в природных источниках каротинов находится их смесь (ликопен, бета-каротин, альфа-каротин, лютеин, зеаксантин и др), которые могут превращаться друг в друга, что делает их безопасными. Также к каротиноидам относится король антиоксидантов – астаксантин, про который я недавно писал.

Животные (в том числе и человек) не могут синтезировать каротиноиды de novo, их поступление зависит только от источников питания. Усвоение каротиноидов, как и других липидов, происходит в дуоденальной области тонкого кишечника. Под влиянием желудочно-кишечной среды (например кислотности желудочного сока), наличия специфических рецепторов протеинов каротиноиды могут разрушаться окислителями или энзимами или метаболизировать, как например b-каротин в витамин А в слизистой.

Источники каротиноидов:

Из источников, присущих средним широтам можно выделить плоды моркови, тыквы, томатов, сладкого перца, облепихи, шиповника, рябины. Темно-зеленые овощи также содержат каротиноиды. Зеленый хлорофилл маскирует содержащийся в них желто-оранжевый пигмент. Особенно богаты каротинами зеленые листья некоторых растений (например, шпината), корнеплоды моркови, плоды шиповника, смородины, томата и др. Альфа-каротин присутствует в моркови и тыкве, ликопин-в красных плодах (например, в арбузах, красных грейпфрутах и особенно в томатах, прошедших кулинарную обработку).

Много лютеина и зеаксантина в темно-зеленых овощах, в тыкве и красном перце, а криптоксантина-в манго, апельсинах и персиках. Некоторые культуры накапливают преимущественный тип каротиноидов: морковь и люцерна – каротины, томаты – ликопин, плоды паприки – капксантин и капсорубин, желтая кукуруза – криптоксантин и зеаксантин, аннато – биксин. Как вариант – томатная паста (та, в которой только измельченные томаты!)

Альфа-каротин. Альфа-каротин, также как бета-каротин и бета-криптоксантин, являются провитаминами, они могут быть преобразованы организмом человекав витамин А. Их пищевые источники — оранжевые продукты, такие как тыква иморковь. Низкий уровень каротиноидов в крови связан с развитием сердечно-сосудистых заболеваний. Суточная рекомендуемая норма потребления альфа-каротина 518 мкг / сут. Средилюдей 19 лет и старше только 23% получают эту норму.

Бета-каротин. Бета-каротин содержится во многих фруктах и овощах оранжевого и желтого цветов — дыня, морковь, сладкий картофель. Бета-каротин является мощным антиоксидантом, защищающим клетки организма от повреждений, вызванныхсвободными радикалами. Также считается, что этот каротиноид способствует повышениюфункции иммунной системы и может играть защитную роль вздоровье костей. Норма приема бета-каротина 3787 мкг / сутки. Среди взрослых 19ти лет и старше только 16% потребляют достаточное количество.

Бета-криптоксантин. Бета-криптоксантин содержится в овощах, таких как тыква, перец, и фруктах, таких как мандарины. Эпидемиологические исследования показывают, что антиоксидантный потенциал каротиноидов может защитить от окислительных процессов, которые могут привести к воспалению. Исследования показывают, что незначительное увеличение потребления бета-криптоксантина, эквивалентное одному стакану свежевыжатого апельсинового сока в день, уменьшает риск развития воспалительных заболеваний, таких как ревматоидный артрит. Норма бета-криптоксантина — 223 мкг / сут. Потребляют такое количество только 20% людей.

Лютеин / зеаксантин. Лютеин содержится в зеленых листовых овощах и обладает высоким уровнем антиоксидантной активности. Высокие уровни лютеина и зеаксантина (каротиноид, тесно связанный с лютеином, является его производным) уменьшают риск возрастной макулярной дегенерации, которая является ведущей причиной слепоты у пожилых людей. Лютеин и зеаксантин действуют как фильтры для синего цвета и создают возможности для сохранения зрения.В одном из исследований было выявлено, что пожилые люди с высоким содержанием лютеина / зеаксантина в потребляемой пище, имели самый низкий риск возрастной макулярной дегенерации. Норма потребления для лютеина / зеаксантина — 2055 мкг / сутки. Потребляют норму 17% взрослых людей.

Ликопин. Ликопин извлекают из помидоров, этот каротиноид является мощным антиоксидантом. Эпидемиологические исследования показали, что существует корреляция между увеличением потребления томатов и снижением риска рака простаты. Норма ликопина — 6332 мкг / сутки. Потребление взрослым населением 31%.

Не только оттенок, но и защита

лагодаря своим антиоксидантным и противовоспалительным свойствам, а также способности влиять на рост и деление клеток, каротиноиды защищают кожу от фотоповреждения и способствуют профилактике кожных заболеваний. Широко изучено систематическое защитное действие, оказываемое бета-каротином при солнечных ожогах (эритема). Мета-анализ нескольких исследований показал, что для максимального защитного эффекта требуется целевое потребление бета-каротина в течение, как минимум, 10 месяцев. Клинические исследования, также изучавшие повышенное потребление ликопина с фруктами и овощами, дали положительные результаты при лечении солнечных ожогов.

Не только кожа.

В ходе многих исследований были получены доказательства связи между регулярным потреблением пищевых продуктов с высоким содержанием каротиноидов и сниженным риском развития ряда заболеваний. Считается, что базовые механизмы защитного действия обусловлены антиоксидантной активностью каротиноидов и их биохимической способностью влиять на передачу сигнала в клетках.

Следовательно, достаточное потребление каротиноидов для поддержания собственной антиоксидантной системы организма препятствует развитию заболеваний, провоцируемых окислительным повреждением компонентов клеток. Поскольку эти питательные микроэлементы являются жирорастворимыми веществами, их действие, преимущественно, направлено на защиту клеточных мембран и липопротеинов от избыточного окисления. Каротиноиды способствуют профилактике клеточной мутации, а значит, развития рака. Кроме того, они препятствуют образованию атеросклероза – одной из причин развития сердечно-сосудистых заболеваний.

Заключение.

1. Вы можете влиять на оттенок и состояние кожи диетой. Овощи не только дадут здоровый сияющий привлекательный оттенок кожи, но и защитят ее от старения. Плюс множетсво прочих положительных эффектов.

2. Варьируя содержание разных каротиноидов, вы можете получить свой идеальный оттенок кожи, при этом он будет на самом деле идти изнутри, а не намазываться как крем.

3. Как минимум – это шесть недель и три-четыре дозы овощей в день (можно съедать и в один-два приема). Потребление минимум трех порций овощей и фруктов в день, включая морковь, капусту и киви, дает коже здоровый вид и золотистое сияние. Причем, чтобы ощутить на себе эффект, достаточно всего шести недель. В принципе, даже 30 мг бета-каротина значительно замедляет фотостарение кожи.

4. Каротиноиды – это жирорастворимые соединения, поэтому обязательно добавляйте жиры (оливковое масло, сливочное масло) для лучшего их усвоения.

5. Термическая обработка и измельчение повышает процент усвоения каротиноидов. Здесь следует отметить, что большинство каротиноидов в растениях, особенно в овощах, ассоциированы с полисахаридами, липидами, белками. Эти комплексы способствуют сохранению каротиноидов, но препятствуют их усвоению организмом. По-этому биодоступность лютеина, а также зеаксантина из природного сырья составляет 10–20 % по сравнению с чистым веществом. Биодоступность же чистого бета-каротина непосредственно из моркови не более 20 %, а из брюквы – менее 1 %. Разрушить блоки каротиноидов с комплексообразователями можно путем кулинарной обработки содержащего их сырья: измельчения, пропаривания, щадящего нагревания.

Источники:

Оригинал исследования есть в свободном доступе:

Attractive Skin Coloration: Harnessing Sexual Selection to Improve Diet and Health,

Fruit, Vegetable and Dietary Carotenoid Intakes Explain Variation in Skin-Color in Young Caucasian Women: a Cross-Sectional Study.

Ученые доказали, что витамин А оказывает влияние практически на все органы и системы организма человека, а его недостаток негативно отражается на состоянии нашего здоровья.

Каждому человеку важно знать в каких продуктах и в каком количестве содержится витамин А, для того, чтобы правильно организовать свое питание.

Витамин А включает в себя целую группу близких по своим химическим свойствам веществ. Наиболее распространенными считаются два из них:

Ретинол – часто называют «правильным» витамином А благодаря высокой биологической активности, в связи с чем его считают в питании наиболее ценным.
Бета-каротин – это еще не подготовленный для усвоения организмом витамин А. Использование данного вещества организмом возможно только после превращения в ретинол.

Для того, чтобы всегда точно знать где содержится А необходимо запомнить, что ретинол, как правило, содержат в большом количестве животные продукты питания, тогда как источники бета-каротина содержится в растительной пище.

Суточная норма

Многим ретинол известен, как вещество, способствующее росту и развитию костной ткани. Именно по данной причине, специалисты рекомендуют употреблять продукты с витамином А – детям.

Для того, чтобы избежать проблем со зрением, улучшить иммунитет, позаботиться о здоровье сердца важно знать, в каких продуктах содержится витамин А и бета каротин в достаточном количестве. При нехватке ретинола в организме человека возникает риск раннего старения, «падает» зрение, ухудшается восприятие цветов, появляются кожные сыпи, активизируется чрезмерное выпадение волос, возникает повышенная чувствительность зубов, характерны проблемы с иммунитетом.

Суточная норма витамина А для взрослого человека составляет 1500 – 2000 мкг. Для детей в зависимости от их возраста дневная норма в пределах 375-700 мкг. Врачи рекомендуют одну треть суточной нормы, употреблять в виде полноценного ретинола, а остальное – за счет продуктов питания с высоким содержанием бета-каротина.

В продуктах

Ретинол

Рыбий жир – лидер по содержанию ретинола, в 100 граммах содержится – 1900 мкг, далее следует говяжья печень – 8000 мкг, печень свиная и трески – по 4000 мкг. Гораздо меньшее содержится ретинола в яйцах – 400 мкг, молочных продуктах: сливочном масле – 400 – 500 мкг, а в молоке – всего 25 мкг. Не все виды молока содержат ретинол, а лишь молоко коров, рацион которых состоял из травы и сена. Вследствие высокого содержания бета-каротина в коровьих кормах, летом или осенью доля ретинола существенно возрастает как в самом молоке, так и в масле. Именно благодаря ретинолу молоко (а также и сливочное масло) приобретает характерный желтоватый оттенок, свидетельствующий о высоком содержании бета-каротина в питании животных.

Каротин

Бета-каротин содержится в продуктах растительного происхождения. Больше всего бета-каротина в моркови – 8320 мкг, красном остром перце, зеленом луке – по 2000 мкг, тыкве – 4750 мкг, абрикосах – 1600 мкг.

Большое количество бета-каротина содержится практически во всех оранжевых или темно-зелёных овощах, картофеле, моркови, манго, капусте и других продуктах питания. Для превращения, в нашем организме, бета-каротина в полноценный ретинол необходимо наличие в пище небольшого количества жира. Жир нужен для того, чтобы в пищеварительном тракте произошло выделение желчи. Употребление бета-каротина без жира приводит к его потере – практически на 90%. Для синтеза готового витамина А из бета-каротина организму также необходимы ряд других веществ, в том числе токоферол и холин. Потому диетологи рекомендуют заправлять растительные салаты растительным маслом или сметаной.

Количество в продуктах питания: таблица

Исследованиями сотрудников Российской академии медицинских наук не рекомендовано превышение суточной нормы витамина А. Используя таблицу содержания ретинола в продуктах питания, можно скорректировать свой рацион, выбрав необходимые продукты его источники.

Ретинол в продуктах	мкг на 100 г
Масло из печени трески	30000
Печень из птицы	3300
Печень из говядины	8000
Печень из свинины	4000
Печень из трески	4000
Желток куриный	630
Сыр	270
Сливки	380
Масло сливочное	500
Творог	120
Молоко коровье	25

Как повысить усвояемость

Разрушив оболочку можно повысить усвоение бета-каротина из продуктов растительного происхождения. Например: овощи можно сварить, или употреблять измельченными в сыром виде.
Вареная морковь содержит больше биологически доступного бета-каротина по сравнению с сырой, однако необходимо помнить, что варка или жарка некоторых других овощей (например, капусты) наоборот – снижают уровень полезных веществ.
Тепловая обработка продуктов, в которых содержится ретинол, приводит к потерям витамина в среднем на 20-40%.
Наш организм способен накапливать небольшое количество витамина А в печени (а иногда и в тканях) и использовать его по мере необходимости.
Продукты, где содержится бета-каротин и токоферол лучше готовить вместе. Овощи, содержащие бета-каротин, необходимо употреблять в пищу с некоторым содержанием жиров для его наилучшего усвоения.

Сбалансированное питание является гарантией нашего здоровья и хорошего самочувствия. Зная каких продуктах есть витамин А в достаточном количестве, можно скорректировать свой дневной рацион, избежать недостатка этого важного вещества в организме.

Крымская морская соль включает бета-каротин и все биокомпоненты в свою кристаллическую решетку,сохраняя таким образом живую биологию моря. Розовый цвет воды в соляных озерах Крыма обусловлен высокой концентрацией в них уни- кальной мокроводоросли , которая является единственным природным источником, в котором содержание бета-каротина может дости- гать 60-70% ее общего содержания.

Бета - каротин обеспечивает организм чело- века провитамином А в легко усваиваемом виде и в необходимом количестве.

ПОЛУЧЕНИЕ КАРОТИНОВ ИЗ ВОДОРОСЛИ DUNALIELLA SALINA

В УСЛОВИЯХ КРЫМСКИХ СОЛЕВЫХ ПРОМЫСЛОВ

Авторы:
Давидович Николай Александрович, канд.биол.наук, старший научный сотрудник
Стюпан Андрей Витальевич

Вводная часть

Каротин (от латинского carota – морковь) – жёлто-оранжевый пигмент, синтезируемый бактериями, грибами, водорослями, высшими растениями. Его присутствие объясняет желтую, оранжевую, красную окраску плодов, корнеплодов, листьев растений.

По своей химической природе каротин – это непредельный углеводород из группы терпеноидов. Эмпирическая формула С40H56, молекулярный вес 536,9. Химический синтез β-каротина был осуществлен в 1956 г. Различают несколько изомерных форм каротина, среди них наиболее известен β-каротин (бета-каротин). Структурная формула β-каротина:

Нерастворим в воде, но хорошо растворяется в органических растворителях; относятся к липофильным соединениям, т. е. растворим в маслах. В кристаллическом виде он имеет фиолетовокрасную окраску, в масляном растворе – от желтой до оранжевой.

Растворы каротиноидов в органических растворителях при спектрофотометрических исследованиях дают характеристические полосы поглощения в основном в видимой области спектра, а стереоизомеры показывают их также и в ультрафиолетовой области. Это один из наиболее точных показателей, используемых при идентификации этих веществ. Характерной является также особенность каротиноидов избирательно абсорбироваться на минеральных и некоторых органических абсорбентах, что позволяет разделять их при помощи методов хроматографирования. Для отдельных каротиноидов характерны некоторые специфические реакции, в том числе цветные.

Следует учитывать, что каротиноиды в чистом виде отличаются высокой лабильностью – они весьма чувствительны к воздействию солнечного света, кислорода воздуха, нагреванию, воздействию кислот и щелочей. Под влиянием этих неблагоприятных факторов они подвергаются окислению и разрушению. В тоже время, входя в состав различных комплексов, они проявляют намного большую стабильность.

Наравне с черно-коричневыми меланинами, каротины являются самыми распространенными пигментами в природе: за год в масштабах Земли их синтезируется около 100 млн. тонн (более 3 тонн в секунду). В природе каротиноиды могут находиться в различных состояниях: в свободном виде они чаще встречаются в пластидах растений, мышечной ткани рыб, яйцах птиц, в виде эфиров жирных кислот – в хроматофорах и эпидермальных структурах растений, в форме каротин-протеинов – в эпидермальных тканях животных и т. д.

Животные (в том числе и человек) не способны синтезировать каротиноиды de novo, их поступление зависит только от источников питания. Усвоение каротиноидов, как и других липидов, происходит в дуоденальной области тонкого кишечника. Под влиянием желудочно-кишечной среды (например кислотности желудочного сока), наличия специфических рецепторов протеинов каротиноиды могут разрушаться окислителями или энзимами или метаболизировать, как например β-каротин в витамин А. Позвоночные в процессе пищеварения способны расщеплять молекулу β -каротина на две молекулы витамина А. Поэтому β-каротин называют также провитамином А. Провитаминные свойства β-каротина и его окислительное преобразование в витамин А являются общими для всех животных.

Каротин, являющийся провитамином витамина А, крайне важен в питании человека, он незаменим для зрения, роста, репродукции, защиты от различных бактериальных и грибковых заболеваний, нормального функционирования кожи и слизистых. Бета-каротин характеризуется наибольшей известной в природе способностью к дезактивации синглетного кислорода. Последний обладает высокой химической активностью, влияет на процессы, связанные с разрушением различных веществ на свету, ответственен за повреждение ДНК в живых организмах, влияет на процессы старения кожи и т.д. Среднее естественное (без биологических добавок) потребление каротина с пищей в разных странах составляет 1,8-5,0 мг/сутки. Согласно методическим рекомендациям по нормам рационального питания «НОРМЫ физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» от 18 декабря 2008 г. (МР 2.3.1.2432 -08) 1 физиологическая потребность в бета-каротине для взрослых – 5 мг/сутки (вводится впервые). 6 мкг бета-каротина эквивалентны 1 мкг витамина А. Верхний допустимый уровень потребления бета-каротина не установлен; длительный прием бета-каротина не сопровождается какими-либо побочными эффектами. При избытке каротина в организме наблюдается состояние гиперкаротинемии – однако, в отличие от избыточного витамина А, каротин малотоксичен. Бета-каротин зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е160a.

Всемирный рынок каротиноидов в 2000 г. оценивался в $786 млн., в том числе пищевое применение – $209 млн., кормовые добавки – $462 млн., фармацевтическая и косметическая продукция – $115 миллионов. Как ожидается, рынок каротиноидов возрастет до $919 млн. к 2015 г 2. Бета-каротин составляет около трети всего рынка каротиноидов. Стоимость синтетического β-каротина порядка 500 долларов США/кг.

Следует указать на то, что каротин, полученный из природных источников относится к натуральным продуктам, потребность в которых возрастает с каждым годом.

Природные источники каротиноидов и их использование

Красители бывает натурально-идентичными (синтетическими) или натуральным (природными).

Природные источники каротиноидов очень многообразны, многие из них довольно широко используются для получения каротиноидсодержащих продуктов. В странах с тропическим климатом источником получения каротиноидсодержащих продуктов служат красное пальмовое масло и клубни батата. Довольно богаты каротиноидами плоды цитрусовых, абрикосы, хурма. Из источников, присущих средним широтам, в том числе и климатическим зонам Украины, можно выделить плоды моркови, тыквы, томатов, сладкого перца, облепихи, шиповника, рябины. При этом ряд каротиноидсодержащих препаратов на основе природного растительного сырья выпускается украинской фармацевтической промышленностью. В частности, выпускается масло шиповника (содержит не менее 0,6 г/л каротиноидов), масло из плодов облепихи (содержание каротиноидов составляет не менее 1,8 г/л).

Среди натуральных красителей наиболее востребованный – бета-каротин (Е160а). Согласно последним данным, на данный пигмент тратиться около 30% от общего объема средств, расходуемых производителями пищевых продуктов на закупки натуральных красителей.

Один из наиболее ценных источников натурального бета-каротина – водоросль D. salina, из которой получают краситель, содержащий в своем составе 96% этого пигмента. Смесь каротинов из пальмового масла содержит 35% альфа-каротина и 65% – бета-каротина. По своей природе бета-каротин - жирорастворимый пигмент. Его искусственно доводят до формы вододисперсной эмульсии. Для напитков необходимы высокостойкие кислотоустойчивые эмульсии бета-каротина. Если в процессе хранения эмульсия разрушается, то обычно на горлышке бутылки образуется окрашенное кольцо. Во избежание проявления такого порока необходимо применять краситель с эмульгирующей системой, подобранной в соответствии с особенностями производства и состава напитка. В качестве эмульгаторов используются полисорбат 80, сорбитан моноолеат, камеди, эфиры сахарозы (по отдельности или в различных сочетаниях). Светостойкость бета-каротина приемлема для напитков в прозрачной упаковке, однако она очень ослабляется в присутствии кислорода и усиливается при добавлении аскорбиновой кислоты.

Следующий по объемам мирового потребления краситель из группы каротиноидов – паприка (Е160с). Его доля на рынке в денежном выражении – 20%. Пигменты паприки получают из олеорезинов сладкого перца Capsicum annum L.

Пигменты паприки по своей природе жирорастворимы. Их вододисперсные эмульсии выпускаются в формах, пригодных для получения как прозрачных, так и с различной степенью замутненности растворов. Пигменты паприки чувствительны к свету и кислороду, но не чувствительны к рН. Для их стабилизации могут использоваться аскорбиновая кислота, альфатокоферол и экстракт розмарина. Хорошо очищенный краситель при дозировках, необходимых для окрашивания, не придает продуктам ощутимых посторонних привкусов и запахов.

Также к группе каротиноидов относится желто-оранжевый натуральный краситель аннато (Е160b), получаемый из семян растения Bixa orellana. Родина аннато – Центральная и Южная Америка. Аннато – легко культивируемое дерево, которое достигает периода плодоношения в 4-5 лет и дает урожай в течение 20 лет. Аннато является одним из наиболее экономически значимых натуральных красителей в мире. Крупнейшими производителями семян аннато являются Перу, Бразилия и Кения, а крупнейшими импортерами – США, Япония и Европа.

Жирорастворимый пигмент биксин экстрагируют из семян аннато этанолом или маслом. Водорастворимый пигмент норбиксин получают методом щелочного гидролиза биксина. Водный раствор аннато производится в виде щелочного раствора с рН, равным 10,5, поэтому при работе с ним необходимо соблюдать меры предосторожности. Недавно был исследован путь преобразования каротиноида ликопина (красный пигмент томата) в биксин. В настоящее время ведутся работы по выведению биксинпродуцирующих помидоров. Биксин слабо растворим в маслах – 0,1–0,3% (в/в). Он чувствителен к pH, при понижении которого оттенок смещается от желто-оранжевого до розового. Кислотность не влияет на стабильность этого пигмента. Биксин имеет хорошую термос табильность при температуре, не превышающей 100°C, но быстро разрушается при температуре свыше 125°C. Биксин устойчив к окислению, но чувствителен к свету, как и другие каротиноиды. Для увеличения стабильности в красители на основе биксина добавляют антиоксиданты.

Доля биксина на рынке натуральных красителей – 7%. Водорастворимый норбиксин выпускается в стандартной (устойчивой при рН около 4) и специальной кислотоустойчивой (до рН 2,5) формах. Также на основе биксина производятся вододисперсные эмульсии, позволяющие получать замутненные растворы.

Способы получения бета-каротина из природного сырья

Наиболее старым, но все еще используемым, является способ производства из моркови. Способ отличается крайне высокой трудоемкостью и низкой рентабельностью: для получения 1 кг каротина кристаллического необходимо переработать около 15 т моркови, т.е. это равно ее сбору с 1 га при средней урожайности.

На Украине преобладающая часть 80% бета-каротина производится сейчас из биомассы мукорового гриба Blakeslea trispora. В производстве используются отходы мукомольной, консервной и мясомолочной промышленности. Каротин экстрагируют из биомассы гриба органическим растворителем в растительном масле, либо получаемую биомассу высушивают без экстракции. В первом случае степень извлечения каротина более высокая, до 50%. Во втором случае получают порошок с содержанием бета-каротина 6-7%. Себестоимость получения продукта и по этой технологии высокая.

Преимущества использования водоросли Dunaliella salina в качестве источника каротиноидов

Красители на основе бета-каротина натурального происхождения имеют более высокую стабильность, чем натурально-идентичные. Кроме того, в натурально-идентичном и микробилогическом (бактериальном и фунгинальном) бета-каротине часть пигмента находится в форме труднорастворимых кристаллов. Каротин имеет много изомерных форм; синтетическиый вариант не позволяет добиться необходимого соотношения изомеров, в точности повторяющего природный комплекс. Это же относиться и к сопутствующим каротиноидам, включая каротины и ксантофиллы.

В условиях, благоприятных для роста и размножения, клетки D. salina имеют зеленую окраску и содержат лишь около 0,3 % β -каротина от сухой массы, т.е. столько же сколько листья растений и клетки других некаротиноносных водорослей. Только в условиях, задерживающих рост и размножение клеток, в последних аккумулируется β -каротин в виде оранжевых масляных глобул расположенных в межтилакоидных промежутках хлоропласта. Среди параметров, регулирующих процессы роста, размножения и каротинообразования, первоочередное значение имеют интенсивность света, концентрация осмотически действующих солей, температура и содержание в среде биогенных элементов. Чем выше освещенность, тем интенсивнее каротинообразование. Избыточному накоплению β -каротина в ее клетках способствуют также повышенная концентрация осмотически действующих солей в среде обитания (до 5 М NaCl), экстремальные температуры (выше или ниже ростового оптимума), недостаток биогенных элементов в питательной среде (особенно голодание по азоту). Таким образом, биосинтез β-каротина в клетках микроскопичаской водоросли Dunaliella salina - легко регулируемый процесс, а значит себестоимость β -каротина, получаемого из водорослей, выращенных в нестерильных условиях под открытым небом в будущем будет снижаться на основе дальнейшего совершенствования технологического процесса.

Биология и систематика водоросли

Dunaliella salina Teod. (дуналиелля солоноводная) – одноклеточная жгутиковая микроводоросль (рис. 1) из отдела Зеленых водорослей.

Рис. 1 Dunaliella salina Teodoresco, видимая под микроскопом при разных увеличениях. Длина масштабного отрезка 20 мкм.

Таксономическое положение:

Царство (Kingdom) Plantae
Класс (Class) Chlorophyceae
Отдел (Division) Chlorophycota
Порядок (Order) Volvocales
Семейство (Family) Dunaliellaceae
Род (Genus) Dunaliella
Вид (Species) Dunaliella salina

Род Dunaliella включает 29 солоноводных, морских, пресноводных и почвенных видов; 6 из них найдены на территории Украины исключительно в соленых водоемах. Хорошо известна Dunaliella salina – дуналиелла солоноводная, развивающаяся в гипергалинных водоемах юга Украины, включая степной Крым. В массовом количестве она вызывает красное “цветение”, особенно выраженное в период летнего испарения воды из мелководных лагун. Иногда на поверхности таких лагун образуется солевой концентрат в виде пластинок из кристаллов соли4. Таким образом, Dunaliella salina в состоянии жить в рапе, в которой достигнута точка насыщения и происходит кристаллизация и осаждение солей.

Клетки водоросли разнообразной формы: овальные, эллипсоидные, яйцевидные, грушевидные, иногда шаровидные, цилиндрические или веретеновидные; радиально- или билатерально симметричные, редко дорсивентральные или слегка ассиметричные. Размеры клеток весьма разнообразны. Длина может быть от 5 мк до 29 мк, ширина от 4 мк до 20 мк; объём клеток от 70 куб.мк до 4500 куб.мк5. Хлоропласт по цвету чаще всего зелёный, иногда жёлтый или бурый. По форме хлоропласт обычно чашевидный с пиреноидом и глазком, реже без них.

В отличие от многих других водорослей, клетки дуналиелли лишены целлюлозной или пектиновой оболочки и окружены лишь тонкой эластичной протоплазматической мембраной (плазмалеммой). По обе стороны от папиллы, на выпуклом апикальном конце клетки прикреплены два жгутика, с обычной микроструктурой (9 + 2 микротрубочки). Обычно жгутики одинаковой длины, равной или превышающей длину клетки. У молодых, только что разделившихся клеток один из жгутиков может быть короче другого. Как и вся клетка, жгутики покрыты протоплазматической мембраной. Клетки водоросли способны двигаться благодаря веслоподобным движениям жгутиков. Дуналиелля проявляет ярко выраженный положительный фототаксис.

Для Dunaliella salina характерны как бесполый, так и половой типы размножения. Первый является преобладающим. Деления клеток продольное. Последовательность деления органелл строго не детерминирована и легко нарушается, особенно в старых культурах. При этом образуются уродливые формы. В неблагоприятных условиях дуналиелла способна образовывать цисты бесполого происхождения. Цисты имеют шаровидную форму, толстую двойную оболочку и гранулированное содержимое, освобождение которого при прорастании происходит через щель в оболочке. Перед прорастанием цисты, её содержимое красного цвета зеленеет и делится с образованием 2-4 клеток. Половой процесс у Dunaliella salina - гологамного типа. Копуляция может происходить как на свету, так и в темноте. В результате слияния двух клеток образуется неподвижная зигота, покрытая оболочкой (иногда слоистой). Перед прорастанием происходит редукционное деление с образованием 2-32 клеток. Количество последних зависит от размеров зиготы и условий, в которых она развивалась.

Исследование биологии D. salina и экологических факторов, вызывающих ее переход к активному накоплению β-каротина в естественных условиях, показало, что биосинтез этого соединения является приспособительной реакцией организмов в ответ на экстремальные условия роста, к которым относятся изменения солености и минерального состава среды, температуры и освещенности, а также сочетания комплекса указанных параметров.

Оценка запасов каротиноидов в водоемах соляных промыслов Крымского полуострова

Нами были исследованы несколько водоемов солевых промыслов Крымского полуострова и юга Украины, в частности Сакского (Рис.2), Сивашского и Херсонского сольпромов.

Рис. 2. Сакский сольпром. Вид бассейнов для садки соли с высоты 2 км. Белого цвета – выпаренная соль; красно-коричневый цвет бассейнов обусловлен в значительной степени высокой концентрацией в рапе клеток Dunaliella

В Таблице 2 представлены средние данные по ряду наблюдений за 2007 год. Всего было обработано 90 проб. Наиболее адекватными для оценки численности водоросли в течение года являются ее модальные значения, которые оказались в пределах 19 – 37 млн.кл/л.

Таблица 2. Средние и модальные значения численности (млн.кл./л) Dunaliella salina в исследуемых водоемах Херсонского сольпрома

Содержание каротинов в клетке в значительной мере зависит от размера клетки и условий роста. По 80 определениям мы нашли, что содержание каротинов в среднем составляло 0,69 нанограмм /клетку при очень широком варьировании от 0,03 до 31,26 нг/кл. Заметим, что сильное варьирование исходных параметров не позволяет с большой вероятностью события оценить содержание каротинов в расчете на клетку для каждого конкретного случая. Кроме того, использовать полученное среднее значение для оценки содержания каротинов в литре воды по данным о численности клеток в исследуемых водоемах не вполне корректно также по той причине, что зависимость концентрации каротинов (мг/л) от концентрации клеток (млн.кл./л) в воде, как выяснилось, носит нелинейный характер (рис. 3) и хорошо описывается уравнением:

Рис. 3. Зависимость концентрации каротинов (мг/л) от концентрации клеток (млн.кл./л) в исследованных водоемах.

где х – концентрация клеток, млн.кл./л; у – концентрации каротинов, мг/л.

Приняв во внимание модальные концентрации клеток в водоемах, и воспользовавшись полученным уравнением, получим, что “обычное” (наиболее часто встречающееся) содержание каротинов в этих водоемах (по взятым пробам) составляет 3,42 – 4,51 мг/л.

Фактическое распределение содержания каротина в 1 л воды по частоте встречаемости в 80 пробах из исследуемых водоемов, представленное на рис. 4, подтверждает сделанный расчет.

Рис. 4. Распределение содержания каротина (мг/л) по частоте встречаемости в 80 пробах из исследуемых водоемов.

Таким образом, на одном квадратном метре бассейна при средней толщине слоя рапы 25 см текущее содержание каротина будет равняться 855 – 1128 мг, что соответствует 8,6 – 11,3 кг/га. Подчеркнем, что такое содержание каротина является типичным для водоемов соляных промыслов в их “естественном” состоянии, направленном на получение и добычу соли, когда не ставится цель получения каротина как продукта производства. Иногда (6% случаев) в естественных условиях в водоемах достигались очень высокие концентрации каротинов, превышавшие 50 мг/л, из них в двух случаях – более 100 мг/л при концентрации клеток более 3 млрд./л.

Практика показывает, что концентрацию каротинов в рапе можно повысить в десятки и сотни раз при использовании следующих технологических приемов:

управляемое (в имеющихся водоемах) выращивание водоросли с использованием оптимальных режимов солености, внесения биогенных элементов и регулирования состава солей;
инициация накопления каротинов в клетках водорослей при изменении должным образом режимов солености, освещенности слоя (регулирование толщины слоя воды), концентрации биогенных элементов (особенно азота);
защита популяции водоросли от хищников (рачок Artemia salina) путем изменения солености;
отстаивание, с использованием явления фототаксиса водорослей;
флотация.

Дальнейшее соосаждение каротина с гидроокисью магния позволяет еще больше увеличить концентрацию каротина и получить продукт (пасту), допускающую длительное хранение каротина без разложения. Это очень важно, если учесть сезонность вегетации водоросли в естественных водоемах; открывается возможность последующей переработки пасты и извлечения из нее каротина в зимние, менее загруженные месяцы.

Предыдущий опыт получения каротина в условиях соленых лиманов юга Украины

Метод массового культивирования D. salina с целью полупромышленного получения β-каротина был впервые положен в основу создания экспериментального каротинового хозяйства площадью 0,5 га на базе Сакского химического завода в Крыму в 1965-1968 гг (Рис. 56). Для выращивания водоросли использовалась дешевая хлормагниевая рапа и удобрения (суперфосфат, аммиачная селитра, калийная соль и др.) Опытное хозяйство располагало пятнадцатью 200-литровыми пластиковыми лотками, четырьмя однокубовыми и четырьмя пятикубовыми бетонированными бассейнами, в которых размножали посевной материал, а также рядом промышленных бассейнов с земляным дном (рис. 5), в которых проходил второй этап – накопление каротина. Опыты, проведенные в этом хозяйстве в 1965-1968 гг., показали возможность получения на юге Украины до 120 кг каротина/га за вегетационный сезон (7 месяцев).

Ведущие производители и примеры продукции с содержанием каротина, получаемого из водоросли Dunaliella salina

Массовое культивирование Dunaliella salina с целью получения бета-каротина осуществляется сегодня в Австралии, Израиле, Испании, Китае, США. Крупнейшие в мире биотехнологические фирмы: Betatene Pty Ltd на юге Австралии и Western Biotechnology Pty Ltd на западе Австралии, входящие в международную корпорацию Cognis7, имеют пруды для выращивания Dunaliella площадью более 800 гектар (рис. 6)..

В США Cyanotech Inc. (рис. 7) и Microbio Resources, Inc. (San Diego, Калифорния, США), производят каждая по 1,5 т β-каротина в год из биомассы дуналиелли. Имеются данные о том, что компания Microbio Resources инвестировала в развитие мощностей по выращиванию Dunaliella и получению из нее каротина свыше 15 млн. долларов США

Крупные производители бета-каротина имеются также в Индии (Arora aromatics, Uttar Pradesh) и Китае (Shandong Binzhou Tianjian Biotechnology Co., Ltd.)8. Например, фирма Arora aromatics готова ежемесячно поставлять 5 тонн порошка (сухой биомассы) Dunaliella.

Массовое производство каротина налажено в Израиле (компания Nature Beta Technologies9).

В Украине и России единственным на сегодняшний день (по заявлению самой фирмы) производителем натуральных каротиноидов из гриба Blakeslea является группа "НПП "ВИТАН" 10. Фирма производит и реализует такую продукцию как:

Биомасса бета-каротина с содержанием бета-каротина 6-7%.
Биомасса ликопина с содержанием ликопина 3-5%.
Масляные растворы бета-каротина в рафинированном дезодорированном подсолнечном масле, в которых содержится от 0,2 до 1,0% бета.
Масляная суспензия бета-каротина 2,5...30%
Кристаллы бета-каротина 95%
Диетическая добавка "Каренол+", содержит 0,2% раствора бета-каротина в подсолнечном масле.
Масло каротиновое содержит 0,015% бета-каротина, растворенного в подсолнечном масле.

Заключение

Мировой опыт получения каротинов из солоноводной одноклеточной водоросли Dunaliella salina показывает не только возможность, но и перспективность этого биотехнологического направления. Условия водоемов Крыма и юга Украины обеспечивают достаточную сырьевую базу для производства каротина. Грамотно используемые технологические приемы в состоянии существенно повысить выход конечного продукта. Предыдущий, в целом положительный опыт выращивания водоросли в опытно-промышленных масштабах свидетельствует о реальности данного проекта.

Практически с детства мы слышим, что на нашем столе должно быть больше овощей и фруктов. Именно они содержат витамины и минералы, которые так необходимы нашему организму для нормальной работы. Сюда же можно отнести каротиноиды. Что это такое? Какую роль эти вещества играют в организме? Рассмотрим далее.

Что представляют собой каротиноиды

Это именно те самые вещества, которые делают овощи и фрукты желтыми, оранжевыми. Растительному организму каротиноиды необходимы для поглощения солнечной энергии. Надо отметить, что цветовые пигменты присутствуют абсолютно в каждом представителе царства живых организмов.

Среди всех известных пигментов они наиболее распространены и представлены в большом разнообразии.

Свойства каротиноидов

Разные группы этих соединений обладают различной способностью к поглощению солнечного света. Но есть некоторые свойства, которые их объединяют:

Каротиноиды не растворяются в воде.
Обладают хорошей растворимостью в органических растворителях: бензоле, гексане, хлороформе.
Способны избирательно абсорбироваться на минеральных абсорбентах, это свойство используется для их разделения методом хроматографии.
В чистом виде каротиноиды обладают высокой лабильностью: хорошо поддаются воздействию солнечных лучей, чувствительны к кислороду, не выдерживают сильного нагревания, воздействия кислот и щелочей. Под влиянием этих негативных факторов краситель каротин разрушается.
В составе протеиновых комплексов каротиноиды становятся более стабильными.

Разновидности каротиноидов

Несмотря на то что все вещества входят в одну группу и имеют близкую структуру, они классифицируются в зависимости от цветовой пигментации на 2 группы:

Каротины. Это углеводороды В структуре отсутствуют атомы кислорода.
Ксантофиллы - окрашены в различные цвета, начиная от желтого и заканчивая красным.

Каротиноиды - это:

Альфа-каротин. В большом количестве обнаружен в овощах оранжевого цвета. Попадая в организм, способен превращаться в витамин А. Недостаток альфа-каротина приводит к развитию сердечно-сосудистых патологий.

Бета-каротин. Содержится в желтых фруктах и овощах. Защищает организм от пагубного воздействия свободных радикалов. Это мощный антиоксидант, который можно назвать защитником иммунной системы.
Лютеин. Стоит на страже здоровья сетчатки глаз, защищая ее от вредного воздействия ультрафиолета. При регулярном употреблении снижает риск развития катаракты на 25%. Много лютеина содержится в шпинате, капусте, кабачках и моркови.
Бета-криптоксантин. Снижает риск развития воспалительных патологий, особенно ревматоидного артрита и других заболеваний суставов. В большом количестве содержится в цитрусовых, тыкве, сладком перце.
Ликопин. Принимает непосредственное участие в нормализации холестеринового обмена. Предотвращает развитие атеросклероза, помогает бороться с лишним весом. Подавляет развитие патогенной микрофлоры кишечника. Источником ликопина являются томаты, паста томатная, арбузы.

Все виды каротиноидов играют важную роль в жизнедеятельности живых организмов.

Роль каротиноидов

Рассмотрим значение этих пигментов для человека:

Каротиноиды - это вещества, которые являются провитаминами витамина А. В организме он не вырабатывается, но нужен для нормальной жизнедеятельности.
Оказывают влияние на состояние кожных покровов и слизистых оболочек.
Каротиноиды выполняют антиоксидантную функцию.
Оказывают иммуностимулирующее воздействие.
Предотвращают хромосомные мутации.
Принимают участие в генетических программах уничтожения раковых клеток.
Оказывают тормозящее влияние на процесс деления клеток.
Подавляют онкогены.
Тормозят развитие воспалительных процессов, которые приводят к дегенеративным заболеваниям.
Поддерживают здоровье органов зрения.

Активизируют ферменты, которые разрушают вредные вещества.
Оказывают влияние на регулярность менструального цикла у женщин.
Помогают поддерживать водный баланс.
Способствуют транспорту кальция через клеточную мембрану.
В организме человека каротиноиды - это вещества, которые используются еще и как запас кислорода в нейрональной дыхательной цепочке.

Из перечня видно, что каротиноиды играют важную роль в организме, а так как синтезироваться они не могут, то должны поступать извне.

Природные источники красящих пигментов

Все желтые фрукты и овощи в своем составе содержат каротиноиды. Обнаружены эти вещества и в зелени, просто из-за зеленого хлорофилла они незаметны, а в осенний период именно они придают листьям яркую окраску.

Среди основных источников каротиноидов можно назвать:

Пальмовое масло. Его считают лидером по содержанию кофермента Q10, витамина Е и каротиноидов.
Морковь.
Плоды рябины.
Перец оранжевого цвета.
Кукуруза.
Все цитрусовые.
Хурма.
Абрикосы.
Тыква.
Шиповник.
Персики.
Томаты.
Облепиха.

Обнаружены пигменты и в цветах, например, лепестки календулы богаты каротиноидами, пыльце растений. Содержатся они и в яичном желтке, и в некоторых сортах рыбы.

Процесс усвоения пигментов в организме человека

После попадания данных веществ в организм процесс усвоения начинается в тонком кишечнике с участием определенной группы ферментов. Но в процессе исследований установлено, что усвоение каротиноидов происходит лучше, если употребляются мелко измельченные продукты и подвергшиеся термической обработке.

Важно для полного усвоения и наличие жира. Например, если из сырой моркови усвоится всего около 1% каротиноидов, то после добавления масла процент повысится до 25.

Витамин А в ампулах

Если в организм с пищей поступает недостаточное количество каротиноидов, то можно решить эту проблему, принимая синтетические поливитамины, содержащие эти вещества. Производители выпускают средства в виде:

В составе могут, кроме витамина А, содержаться и другие компоненты:

Витамины группы В.
Витамин С.
Фолиевая кислота.
Никотинамид.
Биотин.
Пантотеновая кислота.
Кальций.
Витамин К.
Фосфор.
Магний и железо.
Кремний и ванадий.
Молибден и селен.

Витамин А в ампулах необходимо принимать только после консультации с доктором, чтобы не спровоцировать передозировки.

Дозировка каротиноидов

Если в продуктах питания содержится мало каротина (что это такое, мы уже рассмотрели), то необходимо принимать синтетические препараты.

Доза в сутки должна составлять не менее 25 000 МЕ витамина А. При наличии некоторых патологий придется осуществлять корректировку дозы, снижая или повышая ее.

Для лучшего усвоения необходимо суточную норму разделить на два приема. Дозировка также зависит от того, принимается ли комплекс витаминов или добавка, содержащая только одну разновидность каротина: альфа-каротин, бета-каротин, ликопин.

Надо иметь в виду, что в сутки в организм взрослого человека витамин каротин должен поступать в количестве 2-6 мг. Для примера, в одной моркови содержится 8 мг, но не стоит забывать, что не все количество будет усвоено организмом.

Кому показан прием каротиноидов

Для уменьшения риска развития онкологических патологий предстательной железы, легких.
Для защиты сердечной мышцы от заболеваний.
С целью снижения скорости развития возрастных изменений в сетчатке глаза.
Чтобы укрепить иммунную систему.

Основной эффект от их применения связан с тем, что каротиноиды - это природные антиоксиданты. Молекулы способны нейтрализовать нестабильные свободные радикалы. Но надо отметить, что, несмотря на похожесть между собой, каждая группа каротиноидов оказывает свое воздействие на определенный тип тканей в организме человека.

Не все виды каротиноидов с одинаковой успешностью превращаются в витамин А, лучше всего это получается у бета-каротина, а вот альфа-каротин и криптоксантин способны к таким метаморфозам, но в меньшей степени.

Противопоказания к применению

Не стоит также сочетать прием витаминов с терапией другими лекарственными средствами. Перед использованием обязательно надо посоветоваться с врачом.

Побочные проявления

Если в пищу поступает достаточное количество продуктов, содержащих каротин (что это такое, вам уже известно), и вдобавок принимаются синтетические витамины, существует риск передозировки и развития побочных эффектов. Первым признаком будет окрашивание в оранжевый цвет кожи на руках и ступнях. Опасности это не представляет, при снижении дозировки все приходит в норму.

Если имеет место одновременный прием различных групп каротиноидов, то они мешают усвоению друг друга, а в некоторых случаях могут нанести вред организму.

Перед применением таких веществ, особенно при наличии хронических патологий, обязательно надо получить консультацию у врача.

Каротиноиды в профилактике болезней

Если эти вещества будут поступать в организм постоянно и в достаточном количестве, они могут сыграть профилактическую роль в предупреждении некоторых патологий:

Предохраняют от многих видов раковых заболеваний. Например, ликопин подавляет развитие раковых клеток в предстательной железе. В ходе исследований было установлено, что регулярное употребление блюд с содержанием томатов, которые богаты ликопином, снижает риск развития рака простаты на 45%. Способен данный каротиноид защитить и от рака желудка и пищеварительного тракта.
Альфа-каротин снижает риск заболевания раком шейки матки, а лютеин и зеаксантин уберегут от онкологии легких.
Потребление каротиноидов снижает риск развития сердечных патологий. Постоянное присутствие этих веществ в пище снижает риск инфаркта на 75%.
Все каротиноиды отлично справляются с плохим холестерином.
Снижается риск на сетчатке, что становится причиной слепоты в пожилом возрасте.
Каротиноиды предупреждают поражение хрусталика.
Снижается риск заболевания катарактой.

Можно привести некоторые факты и дать полезные рекомендации по применению этой группы веществ.

Казалось бы, при таком обилии продуктов современный человек не может испытывать дефицита каротиноидов, но, как отмечают специалисты, практически 40-60% взрослого населения недополучают этих веществ с пищей. Именно поэтому питание должно быть разнообразным и с большим содержанием овощей и фруктов.

Если этого нет, необходимо покупать синтетические витамины и биологически активные добавки, чтобы обеспечить полноценную работу организма.