Choć cała jesień jest naznaczona różnymi odcieniami nostalgii, to są chwile, kiedy mimo wszystko obecna pora roku zdaje się dodawać nam sił i energii. Wystarczy jeden cieplejszy i słoneczny dzień (a ostatnio ich nie brakowało), a jesień wybucha feerią barw. Od kolorowych liści po rumiane jabłuszka i pękate dynie – każde z nich cieszy oko paletą ciepłych barw. A za tym wszystkim stoi w szczególności jedna grupa związków chemicznych – karotenoidy.
Karotenoidy posiadają zróżnicowane struktury, jakkolwiek można wskazać ich wspólne cechy – zbudowane są z łańcuchów węglowodorowych, w których naprzemiennie występują pojedyncze i podwójne wiązania między atomami węgla. Mówimy, że występują w nich sprzężone wiązania podwójne. I to one właśnie odpowiadają za barwę tych związków. Wiązanie podwójne, kiedy występują pojedynczo, silnie absorbują nadfiolet. Jednak każde kolejne takie wiązanie w cząsteczce sprawia, że absorbuje ona promieniowanie o dłuższej fali, aż przy kilku wiązaniach podwójnych cząsteczka pochłania promieniowanie o takiej długości, że w efekcie widzimy barwę żółtą, a przy około 10 wiązaniach (lub więcej) – barwę pomarańczową po czerwoną.
[User:Slashme, Public domain, via Wikimedia Commons]
W roślinach karotenoidy pełnią funkcje pomocnicze względem chlorofilu. Pochłaniając promieniowanie w innym zakresie niż chlorofil zwiększają możliwości wychwytywania energii aby ją wykorzystać w fotosyntezie. Choć należy zauważyć, że same karotenoidy nie uczestniczą bezpośrednio w tym procesie, ale w wyniku szeregu reakcji przekazują energię do chlorofilu. Karotenoidy występują w liściach w mniejszej ilości niż chlorofil. Dlatego jego barwa dominuje. Jednak chlorofil jest dość nietrwały i rośliny muszą go nieustannie uzupełniać. Jesienią jego produkcja ustaje a obecne już w liściach cząsteczki ulegają degradacji. Pozostają już tylko bardziej stabilne karotenoidy.
[rente42, PDM-owner, via Wikimedia Commons]
W przypadku wielu warzyw i owoców, jak np. dynia, pomidor i marchew, kolor dotyczy tych organów, które nie prowadzą fotosyntezy. W ich wypadku rolą karotenoidów jest zwiększenie atrakcyjności dla konsumenta (który rozniesie nasiona) i/albo stanowią naturalny konserwant. Oczywiście z tym konserwantami mówię z przymrużeniem oka, ale chciałem zaznaczyć, że ważną cechą karotenoidów są ich właściwości antyoksydacyjne. To znaczy, że ulegają one łatwo reakcji z różnymi utleniaczami. I dlatego stanowią pierwszą linię frontu, chroniąc tkanki roślin przed czynnikami utleniającymi, które mogłyby je zniszczyć.
Dla ludzi i zwierząt karotenoidy stanowią nie tylko tzw. atraktant, czyli czynnik przyciągający uwagę (gdyż kojarzą się ze smacznym pożywieniem). Wiele z tych związków ma istotne znaczenie odżywcze. Do karotenów (grupy karotenoidów o 40 atomach węgla) należy prowitamina A, czyli β-karoten. Przekształcany w organizmie w witaminę A, jest on ważnym czynnikiem regulującym proces widzenia (pracę receptorów światła w oku).
[Public domain, via Wikimedia Commons]
Do karotenów należy również likopen (odpowiedzialny za kolor m.in. pomidorów). Parę lat temu byliśmy świadkami wielkiej jego popularności, gdyż jako efektywny antyutleniacz, miał być remedium na różnorodne choroby, z nowotworami na czele. Jakkolwiek późniejsze badania nieco zweryfikowały wiele z oczekiwań, jednak pozostaje on ważnym składnikiem odżywczym.
A więc wybierając się na jesienny spacer, czy po prostu w drodze do szkoły lub pracy, cieszmy się kolorami jesieni. Od dzisiaj nie są już dla nikogo z Was anonimowe. Ich wspólne miano to właśnie karotenoidy 🙂
Wojciech Smułek
29.10.2022