कैरोटीनॉयड क्या हैं, उनकी आवश्यकता क्यों है और वे कहाँ पाए जा सकते हैं? कैरोटीनॉयड पौधों के रंगद्रव्य हैं जो फलों और सब्जियों को लाल, नारंगी और पीला रंग देते हैं। कैरोटीनॉयड के स्रोत. विटामिन कैरोटीन

कैरोटीनॉयड पौधों (साथ ही बैक्टीरिया और कवक) द्वारा संश्लेषित पीले, नारंगी या लाल रंगद्रव्य हैं, पानी में अघुलनशील, विटामिन ए (रेटिनॉल) के करीब और इसके माध्यम से बहुत महत्वपूर्ण रेटिना क्रोमोफोर तक। कैरोटीनॉयड उन कारकों में से हैं जो शरीर को ट्यूमर के विकास से बचाते हैं। कैरोटीनॉयड आंशिक रूप से अतिरिक्त प्रकाश संश्लेषक वर्णक की भूमिका निभाते हैं, लेकिन वे प्रकाश संश्लेषण से संबंधित अन्य कार्य भी नहीं कर सकते हैं। कैरोटीनॉयड में व्यापक रूप से वितरित कैरोटीन और ज़ैंथोफिल शामिल हैं। रासायनिक प्रकृति से, ये आइसोप्रेनॉइड हाइड्रोकार्बन हैं जिनमें 40 कार्बन परमाणु होते हैं (चित्र 12)। वे सहायक प्रकाश संश्लेषक वर्णक से संबंधित हैं, जिसमें सभी प्रकाश संश्लेषक जीव शामिल हैं, इसमें कैरोटीनॉयड, रासायनिक यौगिकों का एक बड़ा समूह शामिल है जो आइसोप्रीन अवशेषों का संघनन उत्पाद है (चित्र 128)।

ज़ैंथोफिल ऑक्सीकृत कैरोटीन हैं। कैरोटीन में विशेष रूप से समृद्ध कुछ पौधों की हरी पत्तियां (उदाहरण के लिए, पालक), गाजर की जड़ वाली फसलें, गुलाब के कूल्हे, करंट, टमाटर आदि हैं। पौधों में, कैरोटीनॉयड का प्रतिनिधित्व मुख्य रूप से शारीरिक रूप से सबसे सक्रिय पी-कैरोटीन द्वारा किया जाता है। कैरोटीन, ज़ैंथोफिल के साथ, अक्सर कुछ जीवों का रंग निर्धारित करते हैं। उदाहरण के लिए, बैंगनी बैक्टीरिया का रंग रोबोटिन-प्रकार के ज़ैंथोफिल और स्पिरिलोथॉक्सिन की उपस्थिति के कारण होता है; भूरा - भूरा और डायटम - फ्यूकोक्सैन्थिन।

पशु और मनुष्य कैरोटीनॉयड को संश्लेषित करने में सक्षम नहीं हैं, लेकिन, उन्हें भोजन के साथ प्राप्त करके, वे उनका उपयोग विटामिन ए को संश्लेषित करने के लिए करते हैं। कैरोटीनॉयड, क्लोरोफिल की तरह, प्रोटीन से बहुत कमजोर रूप से बंधे होते हैं, वे आसानी से पौधों से निकाले जाते हैं और दवाओं और रंगों के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

अधिकांश कैरोटीनॉयड 8 आइसोप्रेनॉइड अवशेषों के संघनन के आधार पर निर्मित होते हैं। कुछ कैरोटीनॉयड में, पॉलीआइसोप्रेनॉइड श्रृंखला खुली होती है और इसमें चक्रीय समूह नहीं होते हैं। ऐसे कैरोटीनॉयड को स्निग्ध कहा जाता है। अधिकांश में श्रृंखला के एक या दोनों सिरों पर एक सुगंधित या बीटा-आयोनोन रिंग होती है। पहले प्रकार के कैरोटीनॉयड एरिल होते हैं, दूसरे प्रकार के कैरोटीनॉयड एलिसाइक्लिक होते हैं। ऐसे कैरोटीनॉयड भी होते हैं जिनके अणु में ऑक्सीजन नहीं होती है, और ऑक्सीजन युक्त कैरोटीनॉयड भी होते हैं, जिनका सामान्य नाम ज़ैंथोफिल है।

प्रकाश संश्लेषक यूबैक्टेरिया में कैरोटीनॉयड की संरचना विविध है। विभिन्न समूहों में समान पिगमेंट के साथ, उनमें से प्रत्येक के लिए कुछ निश्चित कैरोटीनॉयड या बाद के सेट पाए गए।

बैंगनी बैक्टीरिया में कैरोटीनॉयड वर्णक की सबसे विविध संरचना, जिसमें से 50 से अधिक कैरोटीनॉयड पृथक किए गए हैं। अधिकांश बैंगनी जीवाणुओं की कोशिकाओं में केवल एलिफैटिक कैरोटीनॉयड होते हैं, जिनमें से कई ज़ैंथोफिल्स समूह से संबंधित होते हैं। एरिल मोनोसाइक्लिक कैरोटीनॉयड ओकेनॉन कुछ बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया में पाया गया है, और बीटा-कैरोटीन की थोड़ी मात्रा, सायनोबैक्टीरिया और प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोटिक जीवों में आम एक एलिसेक्लिक कैरोटीनॉयड, गैर-सल्फर बैंगनी बैक्टीरिया की दो प्रजातियों में पाया गया है।

बैंगनी बैक्टीरिया की विशेषता वाले कुछ कैरोटीनॉयड के संरचनात्मक सूत्र चित्र में दिखाए गए हैं। 70, 2-5. व्यक्तिगत कैरोटीनॉयड का सेट और मात्रा बैंगनी बैक्टीरिया का रंग निर्धारित करती है, जिनके मोटे निलंबन बैंगनी-बैंगनी, लाल, गुलाबी, भूरे और पीले होते हैं।

कैरोटीनॉयड वर्णक स्पेक्ट्रम के नीले और हरे क्षेत्रों में प्रकाश को अवशोषित करते हैं, अर्थात। 400-550 एनएम की तरंग दैर्ध्य रेंज में। ये रंगद्रव्य, क्लोरोफिल की तरह, झिल्लियों में स्थानीयकृत होते हैं और सहसंयोजक बंधों की भागीदारी के बिना झिल्ली प्रोटीन से जुड़े होते हैं।

प्रकाश संश्लेषक यूबैक्टेरिया में कैरोटीनॉयड के कार्य विविध हैं। सहायक प्रकाश संश्लेषक रंगद्रव्य के रूप में, कैरोटीनॉयड स्पेक्ट्रम के लघु तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में प्रकाश क्वांटा को अवशोषित करते हैं, जिन्हें फिर क्लोरोफिल में स्थानांतरित किया जाता है। सायनोबैक्टीरिया में, कैरोटीनॉयड द्वारा अवशोषित प्रकाश ऊर्जा फोटोसिस्टम I में प्रवेश करती है। विभिन्न कैरोटीनॉयड के लिए ऊर्जा हस्तांतरण दक्षता 30 से 90% तक होती है।

फोटोटैक्सिस प्रतिक्रियाओं के कार्यान्वयन के साथ-साथ सिंगलेट ऑक्सीजन के विषाक्त प्रभाव से कोशिका की सुरक्षा में कैरोटीनॉयड की भागीदारी ज्ञात है।

कैरोटीनॉयड की क्रिया फोटोडायनामिक प्रभाव से सुरक्षा में उनकी भागीदारी तक सीमित नहीं है। वे ऑक्सीजन की एकल अवस्था को बुझाते हैं, चाहे यह किसी भी प्रतिक्रिया में हो: प्रकाश में या अंधेरे में।

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25.11.2018

प्राकृतिक रंग जो पत्तियों, फूलों, फलों, जड़ों और पौधों के अन्य भागों को एक रंग (पीला, नारंगी, लाल, भूरा) देते हैं, एक समूह बनाते हैंकैरोटीनॉयड , जल-अघुलनशील जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ जो सभी प्रकार के पौधों, साथ ही कुछ सूक्ष्मजीवों द्वारा संश्लेषित होते हैं।

कैरोटीनॉयड के साथक्लोरोफिल पौधों को हरा रंग प्रदान करने वाले दो समूह हैंप्रकाश संश्लेषक रंगद्रव्य और प्रकाश को अवशोषित करने के साथ-साथ सौर ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने का कार्य करते हैं। इसके अलावा, कैरोटीनॉयड एक सुरक्षात्मक भूमिका निभाते हैं, क्लोरोफिल को सौर ऊर्जा के अत्यधिक संपर्क से और प्रकाश संश्लेषण के दौरान जारी ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकरण से बचाते हैं। वे प्रकाश संश्लेषक झिल्लियों में एक कड़ाई से परिभाषित स्थान पर रहते हुए, फोटोसिस्टम की संरचना भी प्रदान करते हैं।

पौधों के जीवन में उनकी भूमिका की समानता के बावजूद, क्लोरोफिल और कैरोटीनॉयड में कई अंतर हैं। तो, क्लोरोफिल मुख्य रूप से स्पेक्ट्रम के लाल, अवरक्त (तरंग दैर्ध्य 650 - 710 एनएम), नीले और पराबैंगनी (तरंग दैर्ध्य 400 - 500 एनएम) भागों की प्रकाश तरंगों को अवशोषित करते हैं, और कैरोटीनॉयड - मुख्य रूप से हरा, नीला, बैंगनी, पराबैंगनी क्षेत्र (लंबाई तरंगें) 280 - 550 एनएम)। इसके अलावा, उनकी एक अलग आणविक संरचना होती है; क्लोरोफिल के विपरीत कैरोटीनॉयड में धातु नहीं होते हैं।

कैरोटीनॉयड, बदले में, टेरपीन श्रृंखला के दो प्रकार के वसा-घुलनशील पॉलीअनसेचुरेटेड हाइड्रोकार्बन यौगिकों द्वारा दर्शाए जाते हैं:कैरोटीनोंऔर ज़ैंथोफिल्स . ज़ैंथोफिल्स कैरोटीन से इस मायने में भिन्न होते हैं कि उनमें कार्बन और हाइड्रोजन के अलावा ऑक्सीजन परमाणु भी होते हैं।

पौधों के ऊतकों और कोशिकाओं में होने के कारण, ज़ैंथोफिल उन्हें पीला रंग प्रदान करते हैं। इन्हें पहली बार 1837 में स्वीडिश रसायनज्ञ और खनिजविज्ञानी जॉन्स जैकब बर्ज़ेलियस ने शरद ऋतु के पत्तों से अलग किया था, जिन्होंने उन्हें यह नाम दिया था।

आज तक, कैरोटीनॉयड के लगभग 650 विभिन्न प्रतिनिधियों का अध्ययन किया गया है। उनमें से सबसे आम और सबसे प्रसिद्ध नारंगी रंगद्रव्य है। कैरोटीन, फलों और सब्जियों के फलों के साथ-साथ पौधों के अन्य भागों (पत्तियाँ, जड़ें, आदि) को पीला-नारंगी रंग और एक लाल रंग देता है। लाइकोपीन(टमाटर के फल, तरबूज का गूदा, फल, जामुन), जो संक्षेप में इसका आइसोमर है। आप कैरोटीन को लाइकोपीन का व्युत्पन्न भी मान सकते हैं।

पहला कैरोटीनॉयड वर्णक जिसे आज हम जानते हैंकैरोटीन(अव्य. कैरोटा ), 1831 में जर्मन वैज्ञानिक फर्डिनेंड वेकेनरोडर द्वारा गाजर और पीले शलजम की जड़ों से प्राप्त किया गया था। बहुत बाद में, जर्मन रसायनज्ञ रिचर्ड विल्स्टेटर ने कैरोटीन सी के लिए एक अनुभवजन्य सूत्र प्रस्तावित किया 40 एन 56 . और केवल 1930 में, कैरोटीन की आधिकारिक खोज के लगभग एक सदी बाद, स्विस रसायनज्ञ पॉल कैरर ने अंततः इसके संरचनात्मक सूत्र की पुष्टि की, जिसके लिए वैज्ञानिक को नोबेल पुरस्कार (1937) से सम्मानित किया गया था।

अध्ययनों से पता चला है कि कैरोटीन चार रूपों में मौजूद हो सकता है:α -कैरोटीन, β -कैरोटीन, γ -कैरोटीन और δ -कैरोटीन, जिसके पहले तीन रूप हैंप्रोविटामिन ए . एक बार मानव (पशु) शरीर में, वे महत्वपूर्ण पदार्थों में परिवर्तित हो जाते हैंरेटिनोइड्स(ए 1, ए 2 , रेटिनोइक एसिड, आदि), जिनमें एंटीऑक्सीडेंट गुण होते हैं (प्रकाश ऊर्जा के हानिकारक प्रभावों से कोशिकाओं की सुरक्षा)। β-कैरोटीन अपनी क्रिया में सबसे प्रभावी है, क्योंकि यह रेटिनॉल के दो अणुओं में परिवर्तित हो जाता है, जबकि बाकी (α- और γ-कैरोटीन) केवल एक ही बना सकता है।

प्रारंभिक विटामिन ए 1913 में हुआ. जैव जीवों के जीवन के लिए इसके महत्व को शायद ही कम करके आंका जा सकता है। कोशिका झिल्ली के एक संरचनात्मक घटक के रूप में, इसका वृद्धि और विकास पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, और यह मुख्य दृश्य वर्णक का हिस्सा है।rhodopsin एंटीऑक्सीडेंट सुरक्षा प्रदान करता है। आहार में इस विटामिन की कमी से प्रतिरक्षा में काफी कमी आती है, विकास प्रक्रिया धीमी हो जाती है और दृश्य कार्यों पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।

हाल के अध्ययनों ने β-कैरोटीन के एंटीट्यूमर और रेडियोप्रोटेक्टिव गुणों की पुष्टि की है। यह शरीर की सुरक्षा को बहाल करने में मदद करता है, हृदय प्रणाली के कामकाज पर सकारात्मक प्रभाव डालता है, कुछ स्त्रीरोग संबंधी रोगों और इंट्रासेल्युलर हाइपोक्सिया के लिए संकेत दिया जाता है। पुनर्योजी गुणों के कारण, कैरोटीन के साथ तेल की तैयारी का उपयोग जलने, शीतदंश और विभिन्न त्वचा रोगों के इलाज के लिए किया जाता है। इसके अलावा, β-कैरोटीन एक कार्सिनो- और हेपेटोप्रोटेक्टर है।

चूँकि मानव शरीर स्वयं विटामिन ए को संश्लेषित करने में सक्षम नहीं है, इसलिए इसके भंडार की भरपाई उचित रूप से चयनित पोषण के माध्यम से की जाती है। प्रोविटामिन ए से भरपूर पौधों के खाद्य पदार्थों में गाजर, टमाटर, लाल मिर्च, पालक के पत्ते, कद्दू, हरा प्याज, ब्रोकोली और कई जामुन और फल शामिल हैं। β-कैरोटीन से भरपूर खाद्य पदार्थ खाते समय, यह याद रखना चाहिए कि यह पानी में खराब घुलनशील है, इसलिए थोड़ी मात्रा में वसा के साथ मिलाने पर प्रोविटामिन का अच्छा अवशोषण सुनिश्चित होता है। रेटिनोइड्स (सबसे सुलभ रूप में विटामिन ए) युक्त पशु उत्पाद बहुत उपयोगी हैं: दूध, मक्खन, खट्टा क्रीम, पनीर, अंडे की जर्दी, मछली का तेल, यकृत, कैवियार।

रंग भरने वाले पदार्थ (डाई E160 और E160a) के रूप में कैरोटीन का उपयोग खाद्य और कन्फेक्शनरी उद्योग में किया जाता है। इसके औद्योगिक उत्पादन के मुख्य स्रोत समुद्री हिरन का सींग, जंगली गुलाब, कुछ प्रकार के कवक और सूक्ष्मजीव जैसे पौधों के फल हैं।

कैरोटीनॉयड लिपोफिलिक रंगद्रव्य हैं जो पौधों में क्लोरोप्लास्ट और क्रोमोप्लास्ट में स्थानीयकृत होते हैं। वे सभी जीवों द्वारा संश्लेषित होते हैं जो ऑक्सीजनयुक्त प्रकाश संश्लेषण करते हैं: सायनोबैक्टीरिया, शैवाल, उच्च पौधे। इसके अलावा, कई कवक कैरोटीनॉयड को संश्लेषित और जमा करते हैं, उदाहरण के लिए, चेंटरेल में महत्वपूर्ण मात्रा में (3-कैरोटीन और कैंथैक्सैन्थिन) होते हैं। अधिकांश जानवर कैरोटीनॉयड को संश्लेषित करने में सक्षम नहीं होते हैं। इसलिए, वे पौधों से सामान्य चयापचय के लिए आवश्यक कैरोटीनॉयड प्राप्त करते हैं।

कैरोटीनॉयड की संरचना और जैवसंश्लेषण

अधिकांश कैरोटीनॉयड - आठ आइसोप्रीन इकाइयों से निर्मित टेट्राटेरपेनोइड - में 40 कार्बन परमाणुओं से युक्त एक कार्बन श्रृंखला होती है। कई कैरोटीनॉयड में, कार्बन पॉलीआइसोप्रीन श्रृंखला सिरों पर चक्रित होती है, जिससे कई प्रकार के आयनोन रिंग बनते हैं। 600 से अधिक कैरोटीनॉयड ज्ञात हैं। वे प्रकाश अवशोषण शिखर के स्थान में भिन्न होते हैं, जो, हालांकि, हमेशा 400-550 एनएम (बैंगनी-हरा) की सीमा के भीतर होते हैं। कैरोटीनॉयड को कैरोटीन में विभाजित किया जाता है, जिसमें केवल कार्बन और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, और ज़ैंथोफिल होते हैं, जिसमें हाइड्रॉक्सी, मेथॉक्सी, एपॉक्सी या कीटो समूहों के रूप में ऑक्सीजन परमाणु भी होते हैं।

कैरोटीन आमतौर पर नारंगी रंग का होता है। सबसे आम हैं a- और (3-कैरोटीन (चित्र 57)। A-कैरोटीन में (3- और?-आयोनोन वलय होते हैं, और (3-कैरोटीन) में दो (3-आयोनोन वलय होते हैं। कई पौधों में लाइकोपीन होता है - कैरोटीन) चमकीला - लाल रंग, बिना आयनोन रिंग के। लाइकोपीन कैरोटीनॉयड के संश्लेषण में एक मध्यवर्ती है, जिसमें ए- और (3-कैरोटीन) शामिल हैं।

ज़ैंथोफिल्स का रंग हल्के पीले से लेकर गहरे लाल तक भिन्न होता है, हालाँकि उन्हें अपना नाम ग्रीक शब्द ज़ैंथोस से मिला है, जिसका अर्थ पीला होता है। उदाहरण के लिए, एस्टैक्सैन्थिन (चित्र 57) एडोनिस की पंखुड़ियों को एक चमकीला लाल रंग देता है, और कैप्सैन्थिन और कैप्सोरबिन काली मिर्च के फलों को रंग देते हैं। शिमला मिर्चगहरे लाल रंग में. ज़ैंथोफिल में सबसे आम पीले रंगद्रव्य ल्यूटिन, ज़ेक्सैन्थिन और वायलैक्सैन्थिन हैं। कैंथैक्सैन्थिन और एस्टैक्सैन्थिन (चित्र 57) अपने एंटीऑक्सीडेंट गुणों के लिए जाने जाते हैं।

एपोकैरोटेनॉयड्स, कैरोटीनॉयड की कार्बन श्रृंखला के ऑक्सीडेटिव दरार के उत्पाद, अत्यधिक कार्यात्मक महत्व के हैं। पौधों में, अध्ययन किए गए एपोकैरोटेनॉयड्स 8"-एपोकैरेटिनल, साथ ही फाइटोहोर्मोन हैं: एब्सिसिक एसिड और स्ट्रिगोलैक्टोन। जानवरों और मनुष्यों को रेटिनल, रेटिनॉल और रेटिनोइक एसिड - रेटिनोइड्स की आवश्यकता होती है, जिन्हें सामूहिक रूप से विटामिन ए कहा जाता है (चित्र 57)।

चावल। 57.

पौधों में, कैरोटीनॉयड का संश्लेषण प्लास्टिड्स में होता है, जहां ये रंगद्रव्य आमतौर पर रहते हैं: हरी पत्तियों में, ये क्लोरोप्लास्ट होते हैं, और फलों, फूलों की पंखुड़ियों और जड़ फसलों में, क्रोमोप्लास्ट होते हैं। प्रारंभ में, geranylgeranyl डिफॉस्फेट को आइसोपेंटेनिलट्रांसफेरेज़ - geranylgeranyl डिफॉस्फेट सिंथेज़ (छवि 58) की भागीदारी के साथ प्रीनिल सी 5 ब्लॉक से संश्लेषित किया जाता है। फिर, जेरानिलगेरानिल डिफॉस्फेट के दो अणु फाइटोइन सिंथेज़ की भागीदारी के साथ पूंछ-से-पूंछ से जुड़े होते हैं। इसके अलावा, रंगहीन फाइटोइन को असंतृप्त किया जाता है और संयुग्मित दोहरे बंधन की एक प्रणाली के साथ लाल रंगद्रव्य लाइकोपीन में परिवर्तित किया जाता है। विशिष्ट साइक्लेज़ की कार्रवाई के तहत, लाइकोपीन को ए- या (3-कैरोटीन) में परिवर्तित किया जा सकता है। कैरोटीन, बदले में, ज़ैंथोफिल के अग्रदूत के रूप में काम करते हैं, जिसमें वे विभिन्न ऑक्सीजनेज़ का उपयोग करके परिवर्तित होते हैं: हाइड्रॉक्सिलेज़, एपॉक्सीडेस और अन्य। इसके अलावा, कैरोटीनॉयड की कार्बन श्रृंखला हो सकती है

बड़ी मात्रा में कैरोटीनॉयड जमा करने की क्षमता इसकी विशेषता है। कैरोटीनॉयड एक टेरपेनॉइड प्रकृति के यौगिक हैं और उनमें से अधिकांश टेट्रास्पेन से संबंधित हैं जिनमें प्रति अणु 40 कार्बोहाइड्रेट परमाणु (सी 40 यौगिक) होते हैं। वे आठ आइसोप्रीन इकाइयों से बने होते हैं और दो टुकड़ों के "पूंछ से पूंछ" को जोड़कर बनते हैं, जिनमें से प्रत्येक में "सिर से सिर" से जुड़े चार आइसोप्रीन अवशेष होते हैं। इस प्रकार, दो केंद्रीय मिथाइल समूह एक दूसरे के सापेक्ष 1,6-स्थिति में हैं, जबकि शेष गैर-टर्मिनल मिथाइल समूह 1,5-स्थिति में हैं (चित्र 1)।

चित्र 1 - कैरोटीनॉयड अणुओं के मध्य भाग में आइसोप्रीन अवशेषों के कनेक्शन की योजना।

कैरोटीनॉयड। सामान्य विशेषताएँ

सभी कैरोटीनॉयड को औपचारिक रूप से एसाइक्लिक यौगिक लाइकोपीन (छवि 2) से हाइड्रोजनीकरण, डिहाइड्रोजनेशन, चक्रीकरण, विभिन्न पदों पर ऑक्सीजन सम्मिलन, डबल बॉन्ड माइग्रेशन, मिथाइल ग्रुप माइग्रेशन, चेन एक्सटेंशन, चेन शॉर्टिंग सहित प्रतिक्रियाओं के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है।

चित्र 2 - लाइकोपीन की संरचना

विशेष रूप से कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं से मिलकर बने होने के कारण इन्हें कैरोटीन कहा जाता है। इनमें लाइकोपीन, फाइटोइन, फाइटोफ्लुइन, 'अल्फा;, 'बीटा;, 'गामा;, 'डेल्टा;, 'जेटा;, 'एप्सिलॉन;-कैरोटीन, न्यूरोस्पोरिन, 'अल्फा;- और 'बीटा;-ज़ीकैरोटीन (चित्र 4) शामिल हैं। ). ऑक्सीजन युक्त कैरोटीनॉयड कहलाते हैं ज़ैंथोफिल्स. वर्तमान में ज्ञात अधिकांश कैरोटीनॉयड ज़ैंथोफिल हैं (चित्र 4)। कैरोटीनॉयड जिसमें एकल और दोहरे बंधन एक स्थिति से स्थानांतरित होते हैं, कहलाते हैं रेट्रोकैरोटीनोइड्स. उदाहरण के लिए, रेट्रोकैरोटेनॉयड्स में ज़ैंथोफिलिक वर्णक एस्चस्कोल्ज़क्सैन्थिन शामिल है।

चित्र 3 - क्रोमोप्लास्ट कैरोटीन के संरचनात्मक सूत्र।

पौधों में सी 40-कैरोटीनॉयड के अलावा, उनके व्युत्पन्न आम हैं, जिनमें 40 से कम कार्बन परमाणु (एपोकैरोटीनॉयड) होते हैं, जिनके उदाहरण 3-सिट्राउरिन और क्रोसेटिन हैं। कवक और बैक्टीरिया में, सी 45 - और सी 50 - कैरोटीनॉयड भी होते हैं जो उच्च पौधों में नहीं पाए जाते हैं।

कैरोटीनॉयड की संरचना में संयुग्मित दोहरे बंधनों की उपस्थिति का कारण बन सकता है सीआईएस-ट्रांस-टोमेरिकली. अधिकांश प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले कैरोटीनॉयड ट्रांस रूप में होते हैं। हालाँकि, कुछ कैरोटीनॉयड के सीआईएस-आइसोमर्स, जैसे सीस-फाइटोइन, सीस-फाइटोफ्लुइन, प्रोलीकोपीन (लाइकोपीन का सीस-आइसोमर), पौधों सहित जीवित जीवों में भी पाए गए हैं। कई कैरोटीनॉयड में चक्रीय संरचनाओं में असममित कार्बन परमाणु होते हैं, जो कई स्टीरियोइसोमर्स के अस्तित्व की ओर भी ले जाते हैं। विशेष रूप से, क्रिसेंथेमैक्सैन्थिन और फ्लेवोक्सैन्थिन का संरचनात्मक सूत्र समान होता है, लेकिन पार्श्व समूहों के स्थानिक अभिविन्यास में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।

चित्र 4 - क्रोमोप्लास्ट के ज़ैंथोफिल के संरचनात्मक सूत्र।

कैरोटीनॉयड मुक्त अवस्था में होता है या फैटी एसिड, एसीटेट और कार्बोहाइड्रेट के साथ एस्ट्रिफ़ाइड किया जा सकता है। पामिटिक, स्टीयरिक, मिरिस्टैनिक, लॉरिक एसिड और एसीटेट के साथ ज़ैंथोफिल के एस्टर वार्षिक सूरजमुखी के फूलों की पंखुड़ियों में पाए गए, और क्रोसेटिन की मुख्य मात्रा, केसर की पंखुड़ियों में सबसे प्रचुर मात्रा में वर्णक, विभिन्न संयोजनों में जेंटियोबायोस और ग्लूकोज के साथ एस्टरीकृत किया गया था।

कैरोटीनॉयड का वितरण और स्थानीयकरण

प्रकाश संश्लेषक ऊतकों के कैरोटीनॉयड मुख्य रूप से क्लोरोप्लास्ट के ग्रैना में स्थानीयकृत होते हैं, संभवतः इस रूप में क्रोमोप्रोटीन. विशेष रूप से, वायलैक्सैन्थिन और 'बीटा;-कैरोटीन' वाले प्रोटीन कॉम्प्लेक्स पाए गए हैं। जब क्लोरोप्लास्ट प्रोटीन को डिटर्जेंट के साथ घुलनशील किया जाता है, तो उन्हें सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा दो मुख्य अंशों, हल्के और भारी में अलग किया जा सकता है, जो फोटोसिस्टम I और II के अनुरूप होते हैं। कैरोटीनॉयड इन दो अंशों के बीच असमान रूप से वितरित होते हैं। फोटोसिस्टम I बीटा-कैरोटीन से समृद्ध है, फोटोसिस्टम II में ज़ेंथोफिल्स का प्रभुत्व है।

एटिओलेटेड अंकुरों के वर्णक एटियोप्लास्ट में स्थानीयकृत होते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एटिओलेटेड अंकुरों के एटियोप्लास्ट और परिपक्व पत्तियों के क्लोरोप्लास्ट में प्रमुख वर्णक एक दूसरे से भिन्न होते हैं। इस प्रकार, आम बीन एटियोप्लास्ट के मुख्य ज़ैंथोफिल फ्लेवोक्सैन्थिन और क्रिसेंथेमैक्सैन्थिन हैं, जो हरी पत्तियों में अनुपस्थित हैं। साथ ही, उनमें नियोक्सैन्थिन नहीं होता है, जो वयस्क पौधों की पत्तियों में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला रंगद्रव्य है।

फूलों की पंखुड़ियों में कैरोटीनॉयड क्रोमोप्लास्ट में स्थानीयकृत होते हैं।

पीले नार्सिसस के क्रोमोप्लास्ट में, कैरोटीनॉयड मुख्य रूप से कई संकेंद्रित झिल्लियों में जमा होते हैं। 'बीटा; - स्नो-व्हाइट डैफोडिल के मुकुट के प्लास्टिड्स में कैरोटीन इंट्राथाइलाकोइड स्पेस में स्थित क्रिस्टल में स्थित होता है। गुलदाउदी सैटिवम और स्पैनिश गोरसे, ट्यूलिप, सारोटामनसस ब्रूम और कई अन्य पौधों के फूलों के क्रोमोप्लास्ट में, कैरोटीनॉयड ऑस्मियोफिलिक प्लास्टोग्लोब्यूल्स में स्थानीयकृत होते हैं। मार्श मार्श मैरीगोल्ड की पंखुड़ियों में, कैरोटीनॉयड, क्रोमोप्लास्ट के अलावा, क्लोरोप्लास्ट में भी पाए जाते हैं, और कुछ पौधों के फूलों में कैरोटीनॉयड अनुपस्थित होते हैं।

ट्यूलिप फूलों के क्रोमोप्लास्ट में, कैरोटीनॉयड ऑस्मियोफिलिक प्लास्टोग्लोबुल्स में स्थानीयकृत होते हैं।

फूल क्रोमोप्लास्ट में ज़ैंथोफिल, प्रकाश संश्लेषक ऊतकों के रंगद्रव्य के विपरीत, पामिटिक, स्टीयरिक, मिरिस्टिक या लॉरिक एसिड के साथ एस्ट्रिफ़ाइड होते हैं। एसीटेट और कार्बोहाइड्रेट के साथ एस्टरीकृत कैरोटीनॉयड भी पाए गए हैं।

कई पौधों के पके फल उनमें मौजूद कुछ कैरोटीनॉयड के कारण रंगीन होते हैं। फूलों की तरह, फल कैरोटीनॉयड क्रोमोप्लास्ट में स्थानीयकृत होते हैं, जो परिपक्वता के दौरान क्लोरोप्लास्ट से विकसित होते हैं। कुछ मामलों में, जैसे कि घाटी के मई लिली के फलों में, क्रोमोप्लास्ट प्रोप्लास्टिड्स से बनते हैं।

क्रोमोप्लास्ट में कैरोटीनॉयडवार्षिक काली मिर्च के लाल फल, आम कद्दू, झुर्रीदार गुलाब और कुछ अन्य पौधों के फल ऑस्मियोफिलिक प्लास्टोग्लोबुल्स और ट्यूबलर संरचनाओं में स्थानीयकृत होते हैं। वार्षिक मिर्च की पीली, नारंगी और सफेद किस्मों के फलों में कैरोटीनॉयड क्रिस्टलीय संरचनाओं के रूप में जमा होते हैं। फलों के साथ-साथ फूलों में भी ज़ैंथोफिल बड़े पैमाने पर एस्टरीकृत होते हैं।

कैरोटीनॉयड गाजर और शकरकंद के भूमिगत अंगों में आम हैं, हालांकि यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि गाजर की कुछ एशियाई किस्मों का रंग एंथोसायनिन की उपस्थिति के कारण होता है। गाजर की नारंगी किस्मों में 90-95% कैरोटीनॉयड होते हैं कैरोटीनों. उनमें से, सबसे प्रचुर मात्रा में 'अल्फा; 'बीटा;, वी-कैरोटीन और लाइकोपीन, जबकि 'गामा;-कैरोटीन, 'जेटा;-कैरोटीन, न्यूरोस्पोरिन, फाइटोइन और फाइटोफ्लुइन सूक्ष्म मात्रा में पाए जाते हैं। नारंगी गाजर में ज़ैंथोफिल कैरोटीनॉयड की कुल मात्रा का केवल 5-10% होता है, लेकिन पीली गाजर की किस्मों में उनकी संख्या 75-93% और सफेद गाजर में कम से कम 95% तक बढ़ जाती है।

शकरकंद का मुख्य रंगद्रव्य ( इपोमिया बटाटास एडुलिस) है 'बीटा कैरोटीन. गाजर में, वर्णक क्रिस्टलीय क्रोमोप्लास्ट में स्थानीयकृत होते हैं, जिनकी संरचना का विस्तार से अध्ययन किया गया है। कैरोटीनॉयड विभिन्न पौधों के बीज, परागकोश, पुंकेसर, पराग में भी पाए जाते हैं। यह दिखाया गया कि वे विभाजित टाइफोनियम और अरम के कानों के उपांगों में क्रोमोप्लास्ट में स्थानीयकृत हैं।

क्रोमोप्लास्ट की कैरोटीनॉयड संरचना बहुत अजीब है और क्लोरोप्लास्ट में वर्णक की संरचना से काफी भिन्न होती है। इस तथ्य के बावजूद कि अधिकांश क्रोमोप्लास्ट के मुख्य कैरोटीनॉयड प्रकाश संश्लेषक ऊतकों के क्लोरोप्लास्ट में भी पाए गए, इन अंगों में उनका मात्रात्मक अनुपात अलग है। वहीं, कुछ पौधों के क्रोमोप्लास्ट में विशिष्ट कैरोटीनॉयड होते हैं जो क्लोरोप्लास्ट में नहीं पाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, कैप्सैन्थिन, परिपक्व टमाटरों में प्रमुख रंगों में से एक, केवल क्रोमोप्लास्ट में पाया जाता है। इसके अलावा, यह एक प्रजाति-विशिष्ट वर्णक है, क्योंकि यह अभी तक अन्य पौधों में नहीं पाया गया है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, पौधों के कैरोटीनॉयड का बड़ा हिस्सा प्लास्टिड्स में स्थानीयकृत होता है। हालाँकि, पौधों की कोशिकाओं के गैर-प्लास्टिड संरचनात्मक घटकों में कैरोटीनॉयड की भी पहचान की गई है। विशेष रूप से, प्रतिकूल विकासात्मक परिस्थितियों में, आमतौर पर नाइट्रोजन भुखमरी के तहत कई हरे शैवाल, झिल्ली को सीमित किए बिना और लिपिड रिक्तिका में इंट्रासेल्युलर जमा में बड़ी मात्रा में कैरोटीनॉयड जमा करते हैं। एस ब्राउनएन और जे. प्रीबल, लाइपेस और पॉलीफेनोल ऑक्सडेस को रोकने के लिए विशेष सावधानी बरतते हुए, पाया गया कि फूलगोभी होमोजेनेट के सुक्रोज के घनत्व ढाल में अंतर सेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान अंशों में कैरोटीन का वितरण सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज के वितरण के साथ मेल खाता है, एक एंजाइम जो माइटोकॉन्ड्रिया के लिए एक मार्कर है।

इन प्रयोगों के आधार पर, लेखकों ने निष्कर्ष निकाला कि माइटोकॉन्ड्रिया में कैरोटीनॉयड होते हैं। इसी तरह के निष्कर्ष आलू के कंदों के प्रयोगों में निकाले गए थे, जहां कैरोटीनॉयड अन्य अंशों में भी पाए गए थे, विशेष रूप से, "प्रकाश" झिल्ली के अंश में और माइक्रोसोम में। हालाँकि, गैर-प्लास्टिड अंशों में वर्णक की मात्रा नगण्य थी, जो परिणामों की व्याख्या को कुछ हद तक जटिल बनाती है।

कैरोटीनॉयड अधिकांश जैविक जीवों के सामान्य कामकाज के लिए आवश्यक प्राकृतिक रंगद्रव्य का एक व्यापक वर्ग है। ये पदार्थ, जो 600 से अधिक किस्में, ग्रह पर सबसे आम कार्बनिक यौगिकों में से हैं। हालाँकि, मनुष्यों सहित अधिकांश उच्च स्तनधारी, अपने शरीर में कैरोटीनॉयड को संश्लेषित नहीं कर सकते हैं, इसलिए बाहर से इन पदार्थों की पर्याप्त खुराक प्राप्त करना बेहद महत्वपूर्ण है। प्रश्न का उत्तर देने से पहले: "कैरोटीनॉयड - वे क्या हैं?" कैरोटीनॉयड के स्रोतों की जानकारी से परामर्श लिया जाना चाहिए।

कैरोटीनॉयड के स्रोत

पिगमेंट के इस वर्ग के पहले प्रतिनिधियों की खोज की गई थी 19 वीं सदीऊतक विश्लेषण में गाजर और कद्दू. यह गाजर के अंग्रेजी नाम से लिया गया है ( गाजर- केरोट) और पदार्थों के पूरे समूह का नाम बना।

"कैरोटिनॉयड के स्रोत पीले, नारंगी और लाल रंग की लगभग सभी सब्जियां और फल हैं"

बहुत जल्द ही यह पता चला कि कई पौधे और कुछ जानवर जिनका रंग पीला और लाल होता है, उनके शरीर में काफी मात्रा में कैरोटीनॉयड जमा हो जाता है। शरीर में इन यौगिकों के भंडार को फिर से भरने के लिए, निम्नलिखित उत्पाद उपयुक्त हैं:

लेकिन जब कच्ची सब्जियां और फल खाते हैं औसतन, केवल 1% ही अवशोषित होता हैउनमें मौजूद कैरोटीनॉयड का द्रव्यमान। इस आंकड़े को बढ़ाने में शुरुआती मदद मिलेगी थर्मल(उबालें, तलें) और यांत्रिक(काटना, कद्दूकस करना) प्रसंस्करण जो पौधों के ऊतकों की कोशिका दीवारों को नष्ट कर देता है। ऐसे उत्पादों को वसा (उदाहरण के लिए, सूरजमुखी तेल) के साथ सेवन करने की भी सिफारिश की जाती है, जिससे पोषक तत्वों का अवशोषण 25% तक बढ़ जाएगा।

हालाँकि, यह विचार करने योग्य है कि सभी पीले-लाल रंग समान रूप से उपयोगी नहीं होते हैं। अक्सर उनकी प्रभावशीलता भिन्न हो सकती है। 1000 बार. इसलिए जो लोग जवानी और सेहत बरकरार रखना चाहते हैं उनके लिए ये जानना बेहद जरूरी है सबसे स्वास्थ्यप्रद कैरोटीनॉयड क्या हैं?और उनका सर्वोत्तम उपयोग कैसे करें।

कैरोटीनॉयड की तुलना

सभी कैरोटीनॉयड का मानव शरीर पर जटिल प्रभाव पड़ता है:

• मुक्त कणों (एंटीऑक्सीडेशन) के निर्माण का प्रतिकार करना;
• अंतःस्रावी तंत्र की उत्तेजना;
• कोशिका झिल्ली को मजबूत बनाना;
• विटामिन ए (प्रोविटामिन) का स्रोत;
• कैल्शियम के अवशोषण में सुधार;
• प्रतिरक्षा प्रणाली की उत्तेजना और भी बहुत कुछ।

फिलहाल तो हैं ही खंडित अध्ययन, एक दूसरे के सापेक्ष कैरोटीनॉयड के एक भाग की प्रभावशीलता का विश्लेषण करना। विशेष रूप से, इन पदार्थों के एंटीऑक्सीडेंट गुणों का गहन अध्ययन किया जा रहा है।

प्रयोगों के एक महत्वपूर्ण भाग से संकेत मिलता है कि उनमें से सबसे उपयोगी एस्टैक्सैन्थिन है, एक वर्णक जिसकी अधिकतम सामग्री पाई जाती है सामन मछलीऔर कुछ सूक्ष्मजीवों. कई प्रयोगों में, यह यौगिक अपने प्रतिस्पर्धियों से दसियों और सैकड़ों गुना बेहतर है, लेकिन प्राकृतिक उत्पादों में इसकी सांद्रता बेहद कम है। सौभाग्य से, आधुनिक औषध विज्ञान ने इस स्थिति से बाहर निकलने का एक रास्ता खोज लिया है।

"भोजन में मौजूद कैरोटीनॉयड का केवल एक छोटा सा हिस्सा ही भोजन से अवशोषित किया जा सकता है"

कैरोटीनॉयड पर आधारित आहार अनुपूरक

प्राकृतिक कच्चे माल पर आधारित अत्यधिक संकेंद्रित तैयारी बनाकर पदार्थों के विचारित समूह की पाचनशक्ति को बढ़ाना संभव है। और अगर गाजर या संतरे से कैरोटीनॉयड निकालना काफी सरल है, तो एस्टैक्सैन्थिन के मामले में वैज्ञानिकों को अपना दिमाग लगाना पड़ा।

चूंकि सबसे शक्तिशाली एंटीऑक्सीडेंट में से एक प्राप्त करने का इष्टतम स्रोत माइक्रोएल्गे हैं