Carotenoid là nhóm chất màu không tan trong nước, tan trong chất béo, có màu từ vàng, da cam đến đỏ, bao gồm 65-70 sắc tố tự nhiên. Nhóm chất màu này là một trong những thành phần chủ yếu hiện diện trong thực phẩm bởi vì màu sắc của nó, cũng như nh ững hợp chất bay hơi được tạo thành từ sự phân hủy carotenoid. Carotenoidthường được phân làm hai nhóm:
- Nhóm Carotene: là những hydrocacbon, trong phân tử không chứa oxy như là β-carotene, torulene…
- Nhóm Xanthophyll: là dẫn xuất của carotene, có chứa oxy trong phân tử, ví dụ như torularhodin, astaxantin…
Bản chất tự nhiên của nhóm carotenoidlà các hợp chất tertraterpene (C40H56 ) chứa 8 gốc isoprene. Cấu trúc cơ bản của các carotenoid là một mạch thẳng, gồm 40 carbon được cấu thành từ 5 đơn vị - carbon isoprenoid liên kết với nhau, đối xứng qua trung tâm, một số khác chứa vòng sáu cạnh, còn một sốkhác nữa chứa thêm oxy như
các gốc rượu, aldehyde, cetone, cacboxylic, epoxyde. Điểm nổi bật và đặc biệt trong cấu trúc là hệthống nối đôi liên hợp, xen kẽnối đơn, nối đôi tạo chuỗi polyene. Chính cấu trúc này đã tạo nên các đặc tính quan trọng như: dễ bị oxy hóa, đồng phân hóa, hấp thụ ánh sáng (đặc biệt là ánh sáng tử ngoại) và thể hiện màu của hợp chất (màu
Hình 1.5: Chuỗi Polyene
Từcấu trúc cơ bản này có thểbiến đổi theo các cách: cộng hợp H2hoặc hydroxyl hóa, cacboxyl hóa, di chuyển nối đôi, đóng vòng, cắt thành nhiều chuỗi nhỏ… tạo nên một lượng lớn các cấu trúc khác nhau. Kết quả là có khoảng 600 hợp chất khác nhau
đã được tách chiết và xác định đặc tính. Một số cấu trúc chính được trình bày dưới
đây:
Phytofluene:
Phytofluene được tìm thấy trong phần lớn các loại trái cây và rau quả.
Hình 1.6: Phytofluene
Lycopene:
Lycopene có trong quả cà chua, dưa hấu, nho, hồng và ổi. Lycopene là tiền β- carotene, nó có tác dụng chống lại ung thư tuyến tiền liệt, có tác dụng chống oxy hóa mạnh. Lycopene có cấu tạo như sau:
Hình 1.7: Lycopene
Bằng cách tạo vòng ở một hoặc hai đầu phân tử lycopene thì sẽ được các đồng phânα, β, γ-carotene.
Carotene:
Trong các loại rau quả: cà rốt, mơ, bí ngô, bắp cải, rau spinach… có chứa nhóm carotene. Trong nhóm carotene thìβ-carotene có vai trò quan trọng nhất. β-carotene có công thức hóa học là C40H56 và khối lượng phân tử 536.88 g/mol. β-carotene hấp thụ
cực đạiở bước sóng 450 nm.
Hình 1.5: Chuỗi Polyene
Từcấu trúc cơ bản này có thểbiến đổi theo các cách: cộng hợp H2hoặc hydroxyl hóa, cacboxyl hóa, di chuyển nối đôi, đóng vòng, cắt thành nhiều chuỗi nhỏ… tạo nên một lượng lớn các cấu trúc khác nhau. Kết quảlà có khoảng 600 hợp chất khác nhau
đã được tách chiết và xác định đặc tính. Một số cấu trúc chính được trình bày dưới
đây:
Phytofluene:
Phytofluene được tìm thấy trong phần lớn các loại trái cây và rau quả.
Hình 1.6: Phytofluene
Lycopene:
Lycopene có trong quả cà chua, dưa hấu, nho, hồng và ổi. Lycopene là tiền β- carotene, nó có tác dụng chống lại ung thư tuyến tiền liệt, có tác dụng chống oxy hóa mạnh. Lycopene có cấu tạo như sau:
Hình 1.7: Lycopene
Bằng cách tạo vòng ở một hoặc hai đầu phân tử lycopene thì sẽ được các đồng phânα, β, γ-carotene.
Carotene:
Trong các loại rau quả: cà rốt, mơ, bí ngô, bắp cải, rau spinach… có chứa nhóm carotene. Trong nhóm carotene thìβ-carotene có vai trò quan trọng nhất. β-carotene có công thức hóa học là C40H56 và khối lượng phân tử 536.88 g/mol. β-carotene hấp thụ
cực đạiở bước sóng 450 nm.
Hình 1.5: Chuỗi Polyene
Từcấu trúc cơ bản này có thểbiến đổi theo các cách: cộng hợp H2hoặc hydroxyl hóa, cacboxyl hóa, di chuyển nối đôi, đóng vòng, cắt thành nhiều chuỗi nhỏ… tạo nên một lượng lớn các cấu trúc khác nhau. Kết quảlà có khoảng 600 hợp chất khác nhau
đã được tách chiết và xác định đặc tính. Một số cấu trúc chính được trình bày dưới
đây:
Phytofluene:
Phytofluene được tìm thấy trong phần lớn các loại trái cây và rau quả.
Hình 1.6: Phytofluene
Lycopene:
Lycopene có trong quả cà chua, dưa hấu, nho, hồng và ổi. Lycopene là tiền β- carotene, nó có tác dụng chống lại ung thư tuyến tiền liệt, có tác dụng chống oxy hóa mạnh. Lycopene có cấu tạo như sau:
Hình 1.7: Lycopene
Bằng cách tạo vòng ở một hoặc hai đầu phân tử lycopene thì sẽ được các đồng phânα, β, γ-carotene.
Carotene:
Trong các loại rau quả: cà rốt, mơ, bí ngô, bắp cải, rau spinach… có chứa nhóm carotene. Trong nhóm carotene thìβ-carotene có vai trò quan trọng nhất. β-carotene có công thức hóa học là C40H56 và khối lượng phân tử 536.88 g/mol. β-carotene hấp thụ
α-carotene có cấu trúc rất giống với β-carotene, chỉ khác nhau ở vị trí nối đôi.
Hiện nay các nghiên cứu chỉ tập chung vào β-carotene, chỉ biết một chút về α- carotene.
Dưới đây là cấu tạo của các carotene:
Hình 1.8: α-carotene
Hình 1.9: β-carotene
Hình 1.10: γ-carotene
Crypthoxanthin:
Crypthoxanthin có công thức là C40H56O. Màu da cam rất đẹp của cam, quýt chủ
yếu là do crypthoxanthin.
Hình 1.11: β-crypthoxanthin
Hình 1.12: α-crypthoxanthin
α-carotene có cấu trúc rất giống với β-carotene, chỉ khác nhau ở vị trí nối đôi.
Hiện nay các nghiên cứu chỉ tập chung vào β-carotene, chỉ biết một chút về α- carotene.
Dưới đây là cấu tạo của các carotene:
Hình 1.8: α-carotene
Hình 1.9: β-carotene
Hình 1.10: γ-carotene
Crypthoxanthin:
Crypthoxanthin có công thức là C40H56O. Màu da cam rất đẹp của cam, quýt chủ
yếu là do crypthoxanthin.
Hình 1.11: β-crypthoxanthin
Hình 1.12: α-crypthoxanthin
α-carotene có cấu trúc rất giống với β-carotene, chỉ khác nhau ở vị trí nối đôi.
Hiện nay các nghiên cứu chỉ tập chung vào β-carotene, chỉ biết một chút về α- carotene.
Dưới đây là cấu tạo của các carotene:
Hình 1.8: α-carotene
Hình 1.9: β-carotene
Hình 1.10: γ-carotene
Crypthoxanthin:
Crypthoxanthin có công thức là C40H56O. Màu da cam rất đẹp của cam, quýt chủ
yếu là do crypthoxanthin.
Hình 1.11: β-crypthoxanthin
Xanthophyll:
Xanthophyll có công thức là C40H56O2,có được bằng cách gắn thêm hai nhóm hydroxyl vào phân tử α-carotene, do đó còn có tên là 3,3’-hydroxyl-α-carotene. Xanthophyll là chất màu vàng nhưng sáng hơn carotene vì có chứa ít nối đôi hơn.
Trong lòng đỏ trứng gà có hai xanthophyll là hydroxyl-α-carotene và hydroxyl-β- carotene với tỷ lệ là (2:1). Xanthophyll cùng với carotene có chứa trong rau xanh, cùng với carotene và lycopene có trong cà chua. Công thức cấu tạo như sau:
Hình 1.13: Xanthophyll
Trong các nhóm trên thì α, β, γ-carotene và crypthoxanthin là những tiền chất vitamin A quan trọng, cung cấp vitamin A cho cơ thể người và động vật. Một phân tử α, γ-carotene và crypthoxanthin vào cơ thể động vật, sau khi thủy phân cho một phân tử vitamin A, nhưng một phân tử β-carotene sau khi thủy phân cho hai phân tửvitamin A. Vì vậy β-carotene được đánh giá là chất có hoạt tính sinh học mạnh và quan trọng nhất trong nhóm các carotenoid.