Beta-karoten
Obsah boxu
Šablona:Infobox Chemická látka Beta-karoten (též β-karoten) je organická sloučenina, která patří do skupiny terpenoidů, konkrétně karotenoidů. Jedná se o silně zbarvený červeno-oranžový pigment, který se hojně vyskytuje v rostlinách a ovoci. Je nejběžnější formou karotenu v rostlinné říši. Pro člověka a další živočichy je nejdůležitějším prekurzorem vitamínu A (retinolu), a proto je často označován jako provitamín A. Kromě toho působí v těle jako významný antioxidant.
Chemicky se jedná o uhlovodík s čtyřiceti atomy uhlíku, který se skládá ze dvou retinylových skupin. Jeho název je odvozen z latinského názvu pro mrkev (Daucus carota), z níž byl poprvé izolován.
🧪 Chemická struktura a vlastnosti
Beta-karoten je symetrický tetraterpen, což znamená, že je formálně syntetizován ze osmi isoprenových jednotek. Jeho molekula se skládá z dlouhého polyenového řetězce tvořeného konjugovanými dvojnými vazbami, který je na obou koncích zakončen cyklickou strukturou známou jako beta-iononový kruh.
Právě tento systém konjugovaných dvojných vazeb je zodpovědný za jeho charakteristickou barvu. Absorbuje světlo v modré a zelené části světelného spektra (s absorpčním maximem kolem 450 nm) a odráží světlo žluté, oranžové a červené. Tento systém je také klíčový pro jeho antioxidační aktivitu, protože umožňuje molekule stabilizovat volné radikály.
Beta-karoten je látka lipofilní (rozpustná v tucích) a nerozpustná ve vodě. Je citlivý na světlo, teplo a kyslík, které mohou způsobit jeho degradaci a ztrátu biologické aktivity.
Existuje několik izomerů karotenu, z nichž nejvýznamnější jsou:
- Alfa-karoten (α-karoten)
- Beta-karoten (β-karoten)
- Gama-karoten (γ-karoten)
- Delta-karoten (δ-karoten)
- Epsilon-karoten (ε-karoten)
Z těchto izomerů má beta-karoten nejvyšší provitamínovou aktivitu, protože jeho molekula může být v těle rozštěpena na dvě molekuly retinalu.
🥕 Zdroje v potravinách
Beta-karoten se nachází v široké škále ovoce a zeleniny. Jeho přítomnost je obvykle spojena s oranžovou, žlutou nebo červenou barvou, ale ve vysokých koncentracích se nachází i v tmavě zelené listové zelenině, kde je jeho barva maskována přítomností chlorofylu.
Mezi nejbohatší zdroje beta-karotenu patří:
- Oranžová a žlutá zelenina: mrkev, batáty (sladké brambory), dýně (zejména dýně hokkaidó), máslová dýně.
- Tmavě zelená listová zelenina: špenát, kadeřávek, mangold, římský salát.
- Ovoce: meruňka, meloun cantaloupe, mango, papája, broskev.
- Ostatní: brokolice, hrášek, červená paprika.
Pro lepší vstřebávání beta-karotenu z potravy je doporučeno konzumovat tyto potraviny s malým množstvím tuku (např. olivový olej, ořechy nebo avokádo), protože jako látka rozpustná v tucích vyžaduje tuk pro absorpci ve střevech. Tepelná úprava (např. vaření nebo dušení) může také zvýšit jeho biologickou dostupnost tím, že naruší buněčné stěny rostlinných tkání.
🧬 Biologická funkce a význam
Beta-karoten plní v lidském těle dvě hlavní a klíčové funkce: slouží jako prekurzor vitamínu A a působí jako antioxidant.
👁️ Provitamín A
Nejdůležitější rolí beta-karotenu je jeho schopnost přeměny na vitamín A (retinol). Tento proces probíhá primárně v buňkách tenkého střeva a v játrech za pomoci enzymu beta-karoten-15,15'-monooxygenázy. Tento enzym štěpí jednu molekulu beta-karotenu symetricky na dvě molekuly retinalu. Retinal může být následně buď přeměněn na kyselinu retinovou (důležitou pro genovou expresi) nebo redukován na retinol (vitamín A).
Vitamín A je nezbytný pro mnoho životně důležitých procesů v těle, včetně:
- Zrak: Je klíčovou součástí rodopsinu, zrakového pigmentu v sítnici, který umožňuje vidění za šera. Jeho nedostatek vede k šerosleposti.
- Imunitní systém: Podporuje funkci a tvorbu bílých krvinek a udržuje zdravé sliznice, které tvoří první obrannou linii proti infekcím.
- Buněčný růst a diferenciace: Hraje zásadní roli ve správném vývoji a funkci kůže, kostí a dalších tkání.
- Reprodukce a embryonální vývoj: Je nezbytný pro normální reprodukční funkce a zdravý vývoj plodu.
Tělo si přeměnu beta-karotenu na vitamín A reguluje samo podle aktuální potřeby. Pokud má tělo dostatek vitamínu A, přeměna se zpomalí, což zabraňuje předávkování vitamínem A z rostlinných zdrojů.
🛡️ Antioxidant
Beta-karoten je silný antioxidant. Díky svému systému konjugovaných dvojných vazeb dokáže efektivně neutralizovat volné radikály, zejména singletový kyslík. Volné radikály jsou nestabilní molekuly, které mohou poškozovat buňky, DNA, proteiny a lipidy, a přispívat tak k procesu stárnutí a rozvoji chronických onemocnění, jako jsou kardiovaskulární onemocnění nebo některé druhy rakoviny.
Svou antioxidační aktivitou pomáhá chránit buňky před oxidačním stresem a podporuje celkové zdraví.
⚕️ Zdravotní účinky a rizika
Konzumace beta-karotenu, zejména z přírodních potravinových zdrojů, je obecně považována za velmi prospěšnou.
✅ Přínosy
- Zdraví očí: Dostatečný příjem beta-karotenu pomáhá předcházet nedostatku vitamínu A, a tím i šerosleposti. Některé studie naznačují, že strava bohatá na karotenoidy může snižovat riziko věkem podmíněné makulární degenerace a šedého zákalu.
- Podpora imunity: Jako prekurzor vitamínu A a antioxidant posiluje obranyschopnost organismu.
- Zdraví kůže: Beta-karoten může pomáhat chránit kůži před poškozením způsobeným UV zářením ze slunce. Často je součástí doplňků stravy určených pro podporu opálení a ochranu pokožky.
⚠️ Rizika a předávkování
Předávkování beta-karotenem z běžné stravy je prakticky nemožné. Tělo si jeho přeměnu na vitamín A reguluje, takže nehrozí hypervitaminóza A. Nadměrná konzumace (obvykle z doplňků stravy nebo velkého množství mrkvové šťávy) však může vést k tzv. karotenodermii. Jedná se o neškodný stav, kdy se kůže, zejména na dlaních a chodidlech, zbarví do žluto-oranžova. Tento stav po snížení příjmu beta-karotenu samovolně odezní.
Závažnější rizika byla zjištěna v souvislosti s užíváním vysokých dávek beta-karotenu ve formě doplňků stravy u specifických rizikových skupin. Dvě velké klinické studie (ATBC a CARET) v 90. letech 20. století ukázaly, že kuřákům a pracovníkům s azbestem, kteří užívali vysoké dávky syntetického beta-karotenu, se paradoxně zvýšilo riziko vzniku rakoviny plic. Mechanismus tohoto jevu není zcela objasněn, ale předpokládá se, že ve plicích vystavených cigaretovému kouři může beta-karoten působit prooxidačně. Z tohoto důvodu se kuřákům nedoporučuje užívat doplňky stravy s vysokým obsahem beta-karotenu.
⚙️ Využití
Beta-karoten má široké využití v různých odvětvích:
- Potravinářství: Používá se jako přírodní potravinářské barvivo s označením E160a. Přidává se do margarínů, másla, sýrů, nápojů, pečiva a mnoha dalších produktů pro dodání žluté až oranžové barvy.
- Doplňky stravy: Je dostupný ve formě kapslí nebo tablet jako zdroj provitamínu A a antioxidant. Často je součástí multivitaminových přípravků a produktů na podporu zdraví očí a kůže.
- Kosmetika: Přidává se do krémů, pleťových mlék a přípravků na opalování pro své antioxidační vlastnosti a schopnost chránit pokožku.
- Krmivářství: Používá se jako přísada do krmiv pro drůbež pro dosažení sytější barvy vaječných žloutků a kůže.
📜 Historie objevu
Historie beta-karotenu je úzce spjata s mrkví. V roce 1831 německý chemik Heinrich Wilhelm Ferdinand Wackenroder úspěšně izoloval krystalickou oranžovou látku z kořene mrkve a pojmenoval ji karoten (z latinského carota). Trvalo však téměř sto let, než byla plně objasněna jeho struktura. V roce 1930 švýcarský chemik Paul Karrer popsal správnou chemickou strukturu beta-karotenu, což přispělo k jeho Nobelově ceně za chemii v roce 1937. Karrer také jako první prokázal, že beta-karoten je v těle přeměňován na vitamín A.
🤔 Pro laiky
Beta-karoten si můžete představit jako přírodní barvivo, které dává mrkvi, dýním nebo meruňkám jejich typickou oranžovou barvu. Pro naše tělo je velmi důležitý, protože si z něj umí vyrobit vitamín A. Tento vitamín je nezbytný pro dobrý zrak (hlavně za šera), silnou imunitu a zdravou pokožku. Kromě toho funguje beta-karoten v těle jako "uklízeč" – chytá a zneškodňuje škodlivé částice (volné radikály), které by jinak mohly poškozovat naše buňky. Najdeme ho hlavně v oranžovém, žlutém a červeném ovoci a zelenině, ale také v tmavě zelené listové zelenině, jako je špenát.