Caroteen, de kleurstof van de natuur

Caroteen is een oranje kleurstof die in veel gele, oranje en rode groenten voorkomt. Het zorgt voor de kleurverandering in bladeren als het herfst wordt en tijdens het rijpen van fruit. Caroteen is belangrijk voor de fotosynthese, dat in het blad onder invloed van licht plaatsvindt. Caroteen geeft de opgevangen energie door aan het chlorofyl.

De kleur

Caroteen is een oranje kleurstof die in veel groenten voorkomt. Het is een antioxidant. Groenten waarin veel caroteen zit zijn bijvoorbeeld wortelen, mango’s en mandarijnen. In bladeren komt ook caroteen voor. Normaal zijn bladeren groen. Dit komt doordat in de groene delen van planten een lichtabsorberend pigment zit, dat chlorofyl heet. Dit absorbeert rood en blauw licht. Alleen groen licht kaatst het terug, waardoor bladeren groen zijn. Chlorofyl bevindt zich in de chloroplasten, ook wel bladgroenkorrels genoemd. Als het herfst is, en de temperatuur daalt, wordt het chlorofyl afgebroken. Het caroteen in de bladeren blijft dan over. De bladeren veranderen dan van kleur en worden bijvoorbeeld geel of oranje. Hetzelfde gebeurt bij het rijpen van fruit: de groene kleur van bijvoorbeeld tomaten of bananen verdwijnt en dan komt de oranje, rode of gele kleur van caroteen naar voren.

Fotosynthese

Caroteen heeft daarnaast nog een hele belangrijke rol bij de fotosynthese. Fotosynthese is een proces waarbij energie uit licht wordt gebruikt om koolstofdioxide om te zetten in glucose en zuurstof. Caroteen geeft de opgevangen energie door aan het chlorofyl in de bladgroenkorrels. Verder beschermt het chlorofylmoleculen tegen de schadelijke gevolgen van zonlicht, met name van bijvoorbeeld UV-stralen.

Carotenoïden

De stof caroteen wordt ondergebracht bij de carotenoïden, een grote groep van gele tot roodachtige kleurstoffen. Carotenoïden komen vooral voor in de chromoplasten van planten. Chromoplasten zijn veranderde chloroplasten en geven kleur aan veel plantendelen. Carotenoïden worden verdeeld in twee groepen: aan de ene kant de xantofyl groep die bestaat uit onder andere luteïne en zeaxanthine. Deze bevatten zuurstofatomen. Aan de andere kant heb je de carotenen zoals alfacaroteen en betacaroteen, die alleen uit koolstof- en waterstofatomen bestaan. Hierdoor zijn carotenen wel in vet oplosbaar maar niet in water.
Carotenoïden zijn onderdeel van een grotere groep plantaardige verbindingen die terpenen heten. Deze verbindingen bevatten 10, 15, 20, 25, 30 en 40 koolstofatomen. Dit suggereert dat ze bestaan uit ‘bouwsteentjes’ van vijf koolstofatomen. De structuur doet vermoeden dat ze worden gemaakt door isopreen eenheden te verbinden op een ‘kop tot staart’ manier. Isopreen is de triviale naam voor 2-methyl-1,3-butadieen, waarvan het vertakte einde de ‘kop’ is en het onvertakte einde de ‘staart’, Carotenoïden zijn tetraterpenen (acht isopreen-eenheden).

In planten komt alleen alfa en betacaroteen voor. Het verschil zit in de plaats van de dubbele bindingen in de cyclische groep aan het einde van het molecuul. Betacaroteen komt meer voor dan alfacaroteen. De vuistregel is: hoe intenser de oranje kleur van de groente of het fruit, hoe meer Betacaroteen het bevat. Alfacaroteen zit voornamelijk in wortels. De inname van teveel caroteen kan leiden tot Carotenodermia, waarbij de huid oranjegeel verkleurd.