Ugljikovodici i pigmenti


Neke molekule otopljene u biljnim uljima katkad ima daju dodatna svojstva – boju, brzinu upijanja, ali su i nutritivno bitne. U ovoj klasi nalaze se karotenoidi, omiljeni u prehrani zbog nama povoljnih bioloških funkcija.

Ugljikovodici

Ugljikovodici (spojevi ugljika i vodika) dio su neosapunjive frakcije. Uglavnom potječu od nedovršenog procesa biosinteze sterola/triterpena, ali mogu imati i druge funkcije zbog kojih ih biljke ugrađuju u sastav biljnih ulja. Napoznatiji predstavnici ove grupe spojeva su skvalen te jedna skupina karotenoida.

Skvalen pripada velikoj skupini spojeva terpena. Njegov sadržaj varira ovisno od ulja do ulja, a može davati zanimljiva svojstva korisna u kozmetici. Skvalen ubrzava apsorpciju biljnih ulja u kožu, odnosno pojačivač je apsorpcije. Skvalen je prirodan sastojak kože i na površini kože ga ima oko 13% (Zih-Rou et al.) Za usporedbu, maslinovo ulje sadrži 0,2-7,5 g/kg skvalena i čini 90% svih ugljikovodika u tom ulju (Perrin et al., Rev. Franç.Corps Gras 39: 25-32, 1992), dok ga ulje amaranta (Amaranthus sp.) sadrži čak 36-61g/kg (He et al.).

Skvalen je vrlo kontroverzna molekula. Protivnici cijepljenja (vakcinacije) često upiru u tu molekulu kao opasnu, a s druge strane, skvalen se forsira kao koristan dijetetski ili kozmetički sastojak. Još 1969. godine Gershbein i Singh objavili su kako je ulje jetre morskog psa iznimno bogato skvalenom (2,35% u masi ulja), te se već desetljećima ovo ulje reklamira kao sredstvo za prevenciju tumora ili kao adjuvantna terapija tumora.

Drugi ugljikovodici su prisutni u manjim količinama u biljnim uljima, te se uglavnom i radi o prekursorima u sintezi sterola (diterpenski ugljikovodici), a ulja također sadrže i manje količine prirodnih parafina.

Pigmenti

Pigmenti uljima osim boje daju i neka važna biološka djelovanja, a od presudne su važnosti ne samo za biljnu fiziologiju već za život na zemlji uopće.

Klorofil je spoj koji je u potpunosti unio revoluciju u životu na planeti zemlji. Prve su ga sintetizirale cijanobakterije, najvjerojatnije prije više od 3 milijarde godina. Vremenom su se neke vrste cijanobakterija udružile s eukariotskim stanicama i tako su nastale biljke. Klorofil sudjeluje u procesu prijenosa elektrona tijekom procesa fotosinteze u kojem iz ugljičnog dioksida i vode nastaje šećer glukoza i kisik. Gotovo sav slobodan kisik na planeti zemlji potječe od cijanobakterija, a kasnije i biljaka, te je bio presudan za pojavu “hrđanja oceana”, kada su se iz oceana istaložile ogromne naslage željeznog oksida koje danas koristimo za dobivanje željeza i bez kojeg je civilizacija nezamisliva. Stvaranje kisika uzrokovalo je i nastajanje zaštitnog omotača ozona u atmosferi, koji sprječava štetnim ultraljubičastim (UV) zrakama da u većoj mjeri dopru do tla. UV zrake su pogubne po DNA molekulu, tako da je klorofil omogućio život na kopnu. Klorofil je omogućio i nastajanje procesa razgradnje organskih molekula oksidacijom, što je jedini način na koji životinje i stvaraju energiju potrebnu za život. Klorofil je i maseno zastupljen u ogromnim količinama te je njegova raspodjela u oceanu vidljiva i iz svemira.

Klorofil biljnim uljima daje zeleno-žutu boju, poput maslinovog ulja. Sadržaj klorofila iznimno varira te ne postoji norma koliko klorofila u ulju treba biti.

Glavni oblik klorofila u uljima je feofitin α, oblik molekule klorofila bez magnezija, koji je inače tipičan sastojak molekula klorofila. Tijekom vremena i pod utjecajem svjetla, klorofil se razgrađuje što dovodi do procesa blijeđenja ulja, koji je poznat svima koji imaju maslinovo ulje.

Blijeda i bezbojna ulja gotovo ne sadrže klorofil u svom sastavu. Premda o biološkom djelovanju klorofila postoji puno podataka, vrlo je upitno koliko je ta molekula presudna za biološko djelovanje biljnih ulja.

Karotenoidi su druga velika skupina spojeva u biljnim uljima. Ono su svi redom tetraterpeni (imaju 40 ugljikovih atoma), te su obično žute do crvene boje što i daje nekim biljnim uljima poput ploda divlje ruže i boju. Nekoliko stotina poznatih karotenoida u prirodi dijelimo na dvije velike skupine:

  1. karotene, koji ne sadrže kisik u svojoj strukturi i koji su po svojoj strukturi ugljikovodici ;
  2. ksantofile, koji sadrže kisik u svojoj strukturi i uglavnom su po strukturi alkoholi.

Najpoznatiji karoteni su oni iz kojih nastaje vitamin A. Kako je vitamin A vrsta hormona koji je neophodan ne samo za vid već kontrolira brojne metaboličke i imunološke procese, važnost takvih karotenoida, ne samo u biljnim uljima već i u hrani, je enormna. Ne nastaje iz svih karotenoida vitamin A. Na sljedećoj slici su prikazani neki važniji karotenoidi. Da bi nastao iz njih vitamin A, molekula mora u svojoj strukturi sadržavati  β-iononski prsten koji je na slici prikazan crvenom bojom. δ-karoten u strukturi ne sadrži ovaj prsten i iz njega ne može nastati vitamin A. Iz jedne molekule β-karotena mogu nastati čak dvije molekule vitamina A. Vitamin A nastaje i iz ksantofila β-kriptoksantina. Razgradnja karotena i kriptoksantina je enzimski kontrolirani proces.

Karotenoidi su vrlo česti sastojci kozmetike i dodataka prehrani. Kapsule, ali i hrana bogata β-karotenom poput soka mrkve, već su desetljećima popularni dodaci prehrani prije sunčanja. U zadnjih desetak godina polako ga na tržištu istiskuju astaksantin i zeaksantin, spojevi koji i enzimski nastaju u biljakama iz β-karotena.

Astaksantin je prirodni ksantofil, derivat zeaksantina. Proizvode ga brojne alge, biljke i mikroorganizmi, a nagomilava se u prehrambenom lancu. Različitim rakovima, pticama plamencima te lososu astaksantin daje roza-crvenu boju, jer ga unose prehranom algama i mikroorganizmima. Astaksantin je i prehrambena boja E161j koja se dobiva iz različitih vrsta kril račića (pacifički kril, Euphasia pacifica ; antarktički kril, Euphasia superba i arktički kril, Pandalus borealis), no u dodacima prehrani koristi se biotehnološki astaksantin iz jednostanične alge Haematococcus pluvialis. Astaksantin se ne razgrađuje na vitamin A te djeluje na drugačije načine, što je opisano u dijelu mehanizma djelovanja.

Zeaksantin je drugi poznati ksantofil vrlo široko rasprostranjen u biljnom svijetu (paprika, razne vrste voća, kukuruz). Zeaksantin se danas industrijski dobiva uglavnom iz kukuruza.  Kao i astaksantin, koristi se u dodacima prehrani i kozmetici, uglavnom reklamiran kao antioksidans.  On je i prehrambena boja E161h. Premda postoje indicije da kao i njegov srodni spoj lutein djeluje kao prevencija makularnoj degeneraciji i kataraktu (koristi se za zdravlje očiju), regulatorne agencije još uvijek nisu odobrile ovu zdravstvenu tvrdnju.

Lutein je također poznati prirodni pigment kojim je bogato zeleno povrće te neke sorte mrkvi.  U Hrvatskoj on dominira u dodacima prehrani za prevenciju makularne degeneracije i katarakta.

Likopen je također poznati karoten kojeg u prehrani uglavnom dobivamo iz rajčica po kojima je i dobio ime (Lycopersicum je rod rajčica). Likopen je i prehrambena boja E160d. Namirnica najbogatija likopenom je egzotično voće Momordica cochinchinensis. Masni obrok ovelike povećava apsorpciju likopena, stoga drevni recept pizza-e ima i svoje zdravstveno opravdanje. Premda regulatorne agencije ne odobravaju zdravstvene tvrdnje likopena, on je sve popularniji karoten u prevenciji karcinoma, te održavanje zdravlja prostate.  Biljno ulje sjemenki rajčice bogato je likopenom i stječe popularnost u kozmetičkoj upotrebi.