カロテノイド

カロテノイドは天然に存在する色素で、化学式 C₄₀H₅₆ の基本構造を持つ化合物の誘導体をいい、カロチノイドともいう。テルペノイドの一種で、テトラテルペンに分類される。炭素と水素のみでできているものはカロテン (Carotene) 類、それ以外のものを含むものはキサントフィル (Xanthophyll) 類という。カロテンやキサントフィルは二重結合を多く含むので抗酸化作用が大きく、植物では酸素が多く発生する場所に多く存在する。極性溶媒に溶けにくく、非極性溶媒に溶ける。従って、脂肪とともに摂取すると効率的である。なお、カロテンは動物に吸収されるとビタミンAとなる。

生合成経路

説明図_カロテノイド生合成経路.png | メバロン酸経路を経た後、イソペンテニル二リン酸、がジメチルアリル二リン酸を介してその二量体のゲラニル二リン酸となりがそれが二量化して（すなわち4量体の）ゲラニルゲラニル二リン酸となる。さらに二量化して脱ピロリン酸でシクロプロパン誘導体を経由して、リコペルセン (lycopersene) を生成するその後、脱水素化により、フィトエン (phytoene)、フィトフルエン (Phytofuluene)、ζカロテン（ぜーた-、ζ-carotene）、ニューロスポレン (Neurosporene)、リコペン (Lycopene) が生成する。末端の環化あるいは二重結合の転位により各種カロテンができる。

あるいはカロテンが酸化されたりしてキサントフィルができる。動物にはゲラニル二リン酸まで生合成できる酵素があるものの、そのゲラニルゲラニル二リン酸を作ることができないので摂取する必要がある。

主な化合物

カロテン類

αカロテン

αカロテン（あるふぁ-、α-carotene）は化学式 C₂₀H₅₆、分子量 296.6 のカロテン。IUPAC命名法では β,ε-カロテンとなる。CAS登録番号は 7488-99-5。融点 185.50 ℃（真空封管）の濃紫色プリズム晶。

^{18}_{643}

=+385°、極大吸収 (CHCl₃) 485, 454 nm。

生物内ではγカロテンによって作られ緑黄色野菜のみならず、多くの植物にみられる。水にはほとんど溶けない脂溶性の物質で、純物質は紫色をしている。体内で酸化されレチノイドとなるが、βカロテンに比べると効力が低いとされている。

構造式_alpha-carotene.PNG

βカロテン

βカロテン（べーた-、β-carotene）は、化学式 C₄₀H₅₆ の植物のもつ黄色色素。IUPAC命名法では β,β-カロテンと呼ばれる。CAS登録番号は 7235-40-7。融点 183 ℃（真空封管）の濃紫色六方プリズム晶。極大吸収 (CHCl₃) 497, 466nm。

かつてはドイツ語を由来としたβ-カロチンという語でも言い表された。

構造式 beta-carotene.PNG

細胞膜の損傷を防ぐ働きをする。胃ガンや肺ガンに対する予防効果が注目されていたが、その効果を否定する臨床試験の結果がでた。

人体の脂肪組織に蓄えられ、肝臓や小腸の粘膜の中で、必要な時にβ-カロテンが2分子に分かれビタミンAになるため、プロビタミンAとも呼ばれる。

β-カロテンを多く含む食べ物
緑黄色野菜 : カボチャ、ニンジン、アシタバ、コマツナ、シソ、ホウレンソウ、マンゴー

γカロテン

γカロテン（がんま-、γ-carotene）は化学式 C₄₀H₅₆、分子量 296.6 のカロテン。IUPAC命名法では β,ψ-カロテンとなる。CAS登録番号は 472-93-5。結晶多形を持ち、天然型は融点 177.5 ℃のわずかに濃い赤色プリズム晶、極大吸収 (CHCl₃) 508.5, 475, 446 nm。または融点 152–153 ℃の赤色板状晶、極大吸収（エーテル）494, 462 nm。

生物内ではリコペンの異性化、βゼアカロテンの脱水素化によって作られる。水にはほとんど溶けない脂溶性の物質。αカロテンやβカロテンの前駆体として人参等に存在するが微量。ビタミンA効力は低い。

構造式 gamma-carotene.PNG

δカロテン

δカロテン（でるた-、δ-carotene）は化学式 C₄₀H₅₆ のカロテン。IUPAC命名法では ε,ψ-カロテンとなる。CAS登録番号は 472-92-4。融点 140.5 ℃の橙赤色針状晶。

^{25}_{D}

=+352°。

人参などの緑黄色野菜に含まれている。ビタミンA効力はかなり低い。脂溶性なので、有機溶媒で抽出しクロマトグラフィーで単離する。

構造式gamma-carotene.png

リコペン

リコペン（en:Lycopene、ドイツ語読みでリコピン）は化学式 C₄₀H₅₆、分子量 536.87 のカロテノイド。水にはほとんど溶けない脂溶性の赤色色素。多くの植物ではβカロテンやαカロテンの前駆体としてわずかに存在するのみであるが、トマトや柿などに多量に存在する。抗酸化作用が大きいと考えられている。

構造式 lycopene.png

ε-カロテン

構造式 Epsilon-carotene.png

キサントフィル類

ルテイン

ルテイン (Lutein) は分子式 C₄₀H₅₆O₂、ジヒドロキシ-αカロテンに相当する。また、狭義にはルテインを指してキサントフィル (Xanthophyll) と称することもある。CAS登録番号 127-40-2。色は黄色で、高い抗酸化作用を持ち、緑黄色野菜、果物に多く含まれる。カナリアの羽毛の黄色色素でもある。

人間の目(黄斑部、水晶体)、乳房、子宮頸部にも含まれる。目の機能強化、白内障や黄斑変性症などの眼病予防に役立つとして、近年注目されている。

構造式 Lutein.png