Karotenoider – de gule, orange og røde farvestoffer

Karotenoider er gule, orange og røde farvestoffer, som planter, alger, nogle bakterier og svampe selv danner. Mere end 1.100 forskellige er beskrevet. De giver gulerødder, tomater og græskar deres farve, men sidder også skjult i grønne blade, hvor klorofyl dækker dem. Siden gennemgår stoffernes kemi og forekomst i fødevarer. Hvad de betyder for kroppen, er ikke emnet.

Hvad er karotenoider?

Alle karotenoider er afledt af tetraterpener: otte isoprenenheder, i alt 40 kulstofatomer. De deles i to grupper efter, om molekylet indeholder ilt.

Gruppe	Opbygning	Eksempler	Typisk farve
Carotener	kun kulstof og brint	betacaroten, alfacaroten, lycopen	orange til dyb rød
Xanthofyller	indeholder også ilt	lutein, zeaxanthin, astaxanthin, canthaxanthin	gul til rød

Betacaroten og lycopen har begge formlen C40H56. Lutein har formlen C40H56O2 med en hydroxylgruppe i hver ende. Astaxanthin, C40H52O4, har både hydroxyl- og ketongrupper.

Hvorfor har de farve?

Farven kommer fra kæden af konjugerede dobbeltbindinger, altså dobbeltbindinger, der veksler med enkeltbindinger langs molekylet. Kæden optager lys med bølgelængder mellem ca. 400 og 550 nm, fra violet til grønt. Det lys, der kastes tilbage, ser gult, orange eller rødt ud.

Jo længere kæde af konjugerede dobbeltbindinger, desto mere forskydes optagelsen mod den røde ende. Lutein optager blåt lys og ser gult ud i lav koncentration og orangerødt i høj koncentration.

Hvorfor er gulerødder orange?

Betacaroten er et rødorange pigment, og det er det, der giver gulerødder, græskar og søde kartofler deres farve. I grønne blade dækker klorofylen farven. I tomater er det i stedet lycopen, som er dybt rødt og har 11 konjugerede dobbeltbindinger.

Fedtopløselige farvestoffer

Karotenoider er fedtopløselige. De lange, umættede kæder er upolære, så molekylerne opløses i olie og fedt og ikke i vand. Det har kemiske konsekvenser i køkkenet (se nedenfor). Det er modsætningen til anthocyaninerne i fx rødkål og blåbær, som er vandopløselige og sidder i cellernes vakuoler. Dem gennemgår polyfenoler og flavonoider.

Hvor findes de?

• Grøntsager og frugt: gulerødder, græskar, majs, tomater og søde kartofler. Spinat og grønkål indeholder bl.a. lutein og betacaroten. Paprikas røde farve skyldes bl.a. capsanthin og capsorubin.
• Æggeblommer: Dyr kan generelt ikke danne karotenoider selv og får dem gennem foderet. Foderet afgør derfor både æggeblommens gule farve og flamingoers orange fjer.
• Laks, rejer og hummer: Det røde skyldes astaxanthin. Det dannes af mikroalger, fx ferskvandsalgen Haematococcus pluvialis, og følger fødekæden op til krebsdyr og laksefisk. I skallen på skaldyr sidder astaxanthin bundet til protein. Når protein denatureres ved tilberedning, frigøres farvestoffet, og skallen bliver rød.

Efterårsløv

I plantens blade er karotenoider hjælpepigmenter ved fotosyntesen: De hjælper med at fange lys og kan optage overskydende lysenergi fra klorofyl. Så længe klorofylen er til stede, dækker den farven. Om efteråret nedbrydes klorofylen, og karotenoiderne, som har været der hele tiden, bliver synlige. For ca. 15-30 % af træarterne er karotenoider det dominerende pigment i løvets efterårsfarve. De røde og lilla nuancer kommer hovedsagelig fra andre pigmenter.

Betacaroten som provitamin A: et kemisk faktum

Betacaroten har en uændret betaionon-ring i hver ende af molekylet og kan kemisk spaltes på midten i to molekyler retinal, en form for A-vitamin. Derfor kaldes betacaroten et provitamin A. Det samme gælder alfacaroten, gammacaroten og beta-cryptoxanthin, som har tilsvarende ringe. Lycopen er også et caroten, men har ikke A-vitaminaktivitet og er ikke et provitamin A. Det er en kemisk klassificering, og siden siger ikke noget om, hvad det betyder for kroppen.

Farvestoffer i fødevarer: E160-serien

Karotenoider og beslægtede stoffer bruges som farvestoffer. Her er et udpluk fra E-nummersystemet:

E-nummer	Navn
E160a	Carotener (alfa-, beta- og gammacaroten)
E160b	Annatto, bixin, norbixin
E160c	Paprikaoleoresin (capsanthin, capsorubin)
E160d	Lycopen
E160e	Beta-apo-8’-carotenal
E160f	Ethylester af beta-apo-8’-carotensyre
E161b	Lutein
E161g	Canthaxanthin
E161j	Astaxanthin

Hvilke af dem der er godkendt, og til hvilke fødevarer, afgøres af EU’s regler og varierer. Det er samlet under E-numre. Lutein til tilsætningsstof udvindes fra kronbladene på blomsten Tagetes erecta, og lycopen fås ofte fra tomater.

Hvad gør varme og fedt i madlavning?

Kemien her handler om stoffernes opløselighed og stabilitet:

• Fedt trækker farven ud. Fordi karotenoider er fedtopløselige, farves olien eller smørret orange eller rød, når gulerødder eller tomater tilberedes i fedt. Kogevand forbliver derimod næsten farveløst.
• Varme og lys ændrer molekylets form. For lycopen kan lys og varme omdanne den naturlige alltrans-form til cis-isomerer, som er mindre lineære.
• Ilt, lys og varme nedbryder kæden. Den lange kæde af dobbeltbindinger er følsom over for oxidation. Karotenoidrige fødevarer, der tørres, mister derfor farve ved termisk nedbrydning, formentlig gennem isomerisering og oxidation. Det er samme logik som i oxidation: Den kæde, der giver farven, er også der, hvor molekylet angribes.

Hvordan antioxidanter i det hele taget reagerer med frie radikaler, står under sådan virker en antioxidant kemisk. Oversigter findes i stoflisten og under antioxidanter i fødevarer. Forsiden om antioxidanter samler emnet.