I carotenoidi sono una grande famiglia di pigmenti liposolubili, perlopiù gialli, arancioni o rossi.
Tra gli oltre 700 carotenoidi identificati, alcuni apportano una serie di benefici importanti alla salute umana:
α-carotene, β-carotene e β-criptoxantina sono importanti per l’attività provitaminica. Dopo l’ingestione vengono infatti convertiti in retinolo (vitamina A), un nutriente essenziale per gli occhi e l’interno organismo.
Altri carotenoidi non possono essere convertiti in vitamina A, ma sono ugualmente importanti come antiossidanti. Ad esempio:
la luteina e la zeaxantina proteggono la retina dai radicali liberi e dal fotodanneggiamento, prevenendo l’insorgenza della degenerazione maculare legata all’età 1, che rappresenta la principale causa di cecità nel mondo occidentale 2;
il licopene migliora la funzione endoteliale e riduce l’incidenza della malattia coronarica 3; può anche avere un effetto protettivo nei confronti del cancro alla prostata e dalle scottature solari.
In generale, è stata segnalata un’associazione tra l’assunzione di alimenti ricchi di carotenoidi e un ridotto rischio di diabete di tipo 2 4, cancro del colon-retto 5 e obesità 6.
Carotenoidi e Colore del Cibo
In uno studio, sono stati proposti cinque distinti modelli di carotenoidi in relazione al colore del cibo consumato 7:
ROSSO: grandi quantità di licopene aciclico, come nei pomodori;
ARANCIONE: grandi quantità di β-carotene e/o β-criptoxantina e zeaxantina;
COLORE GIALLO-ARANCIONE: simile al pattern 2 ma con aggiunta di α-carotene e/o suoi derivati idrossilici, in particolare luteina;
COLORE GIALLO: grandi quantità di epossidi di carotenoidi;
CAROTENOIDI TIPICI (colore giallo, arancione o rosso): unici o caratteristici di determinate specie, ad esempio capsantina e capsorubina nei peperoni rossi e crocetina nello zafferano.
Negli alimenti è possibile trovare anche alcuni carotenoidi incolori, come fitoene e fitofluene.
Secondo alcune stime, una dieta varia ed equilibrata fornisce circa 50 diversi carotenoidi, che possono essere assorbiti e metabolizzati 8, 9.
Tuttavia, solitamente, nel sangue si possono rilevare solo 8 carotenoidi principali, che sono β-carotene, α-carotene, β-criptoxantina, luteina, zeaxantina, licopene, fitoene e fitofluene 10.
Si ritiene che che questi 8 carotenoidi riflettano l’assunzione dietetica a breve termine
Generalità
Le principali fonti alimentari di carotenoidi sono in genere frutta e verdura.
Tuttavia, i carotenoidi sono presenti anche in altri prodotti vegetali (spezie, legumi, cereali o anche oli), alghe, alimenti di origine animale, additivi o integratori 11.
Come spiegato, i carotenoidi abbondano nella frutta e nella verdura profondamente pigmentate. Tuttavia, anche certi alimenti di origine animale sono una fonte importante di carotenoidi 12.
Il tuorlo d’uovo è una fonte altamente biodisponibile di zeaxantina e luteina.
Salmone, gamberi, aragoste e affini sono ricchi di astaxantina.
Cibi Ricchi di Carotenoidi
La determinazione del contenuto di carotenoidi negli alimenti presenta alcune criticità 13:
sono particolarmente difficili da analizzare con precisione a causa della loro lipofilia, instabilità e somiglianza strutturale;
esistono grandi variazioni nel contenuto di ciascun carotenoide e nel contenuto totale di carotenoidi, ad esempio in base alle diverse varietà di una specie, allo stadio di maturazione, alle condizioni di crescita, ai metodi di conservazione e alla stagionalità 14, 15, 16, 17, 18.
Ad esempio, è noto che i pomodori della stessa varietà coltivati nelle stesse condizioni mostrano differenze nel contenuto di fitoene e fitofluene rispettivamente di 4 e 6 volte 17.
Per quanto riguarda le differenze tra le cultivar di pomodoro, uno studio ha mostrato che i livelli del carotenoide fitoene variavano da 0,3 (“giallo ciliegia”) a 252,6 mg/100 g di peso secco (“arancione”) (differenza di quasi 840 volte). Il fitofluene ha invece oscillato tra livelli non rilevabili e 12,3 mg/100 g di peso secco (“Arancione”) 18.
Pertanto, se si confrontano fonti diverse, i contenuti di carotenoidi per lo stesso alimento possono variare anche sensibilmente.
Il β-carotene è il carotenoide con attività provitaminica A più diffuso e importante.
Il beta-carotene contribuisce per circa il 30-35% all’apporto dietetico di vitamina A nei paesi occidentali, mentre nei paesi in via di sviluppo (dove l’accesso agli alimenti carnei è minore) rappresenta la fonte più abbondante, e in alcuni casi unica, di vitamina A 20, 21.
Il beta-carotene ha molteplici benefici per la salute: protegge la salute del cervello, degli occhi e della pelle. Aiuta anche a prevenire la sindrome metabolica e il diabete.
Tuttavia, l’integrazione con beta-carotene ad alte dosi può aumentare il rischio di cancro e malattie cardiache nei fumatori e in coloro che bevono alcolici.
Tra gli alimenti più ricchi di β-carotene si segnalano:
frutti come albicocche, zucca o mango;
verdure arancioni e gialle, come carote e alcune varietà di peperoni;
verdure a foglia verde scuro, come cavoli, spinaci e lattuga.
La luteina e la zeaxantina sono strutturalmente molto simili, con una leggera differenza nella disposizione dei loro atomi 23. Agiscono come antiossidanti e sono note per proteggere gli occhi dai danni dei radicali liberi.
Questi carotenoidi sembrano funzionare meglio insieme e in questo modo possono combattere i radicali liberi in modo più efficace 24.
La luteina è presente nella dieta principalmente grazie all’apporto delle verdure a foglia verde. Tuttavia, anche alcuni frutti e prodotti animali possono contribuire all’assunzione giornaliera.
La luteina è la xantofilla (un ampio gruppo di carotenoidi) più comune nelle verdure a foglia verde scuro, ad esempio spinaci, cavoli, crescione, broccoli, cavolini di Bruxelles, prezzemolo e lattuga.
Tra le importanti fonti di zeaxantina ricordiamo mais, arancia, peperone rosso e uova. Fonti eccezionali di zeaxantina sono le bacche di Goji e i frutti e gli arilli dell’alchechengi.
Alimento
Luteina / zeaxantina (microgrammi per 100 grammi) 27
Altri alimenti presenti nel pasto possono avere un forte effetto sull’assorbimento del licopene. In particolare, il consumo di questo carotenoide con una fonte di grassi può aumentarne l’assorbimento fino a quattro volte 28.
Bisogna anche considerare che non tutti i soggetti assorbono il licopene alla stessa velocità 29.
L’astaxantina è un potente antiossidante che può aiutare con l’invecchiamento della pelle, ridurre i rischi cardiovascolari, proteggere il cervello e modulare il sistema immunitario
Sul versante degli integratori, l’astaxantina è contenuta in buone quantità nella propoli e nell’olio di krill.
Il contenuto di astaxantina nella carne di varie specie di salmonidi varia da 3 a 38 mg per kg. Nello specifico, il contenuto di astaxantina nel salmone atlantico d’allevamento varia da 6 a 8 mg/kg di carne30.
Per ottenere 3,6 mg di astaxantina si possono mangiare 165 grammi di salmone. Tale apporto può essere benefico per la salute 31.
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Effetti della Cottura e Biodisponibilità
La natura insatura dei carotenoidi li rende inclini all’ossidazione, quindi a subire gli effetti deleteri della conservazione e di alcuni metodi di cottura 36. Anche altri fattori come il pH, la luce e la temperatura possono influenzare il colore e il valore nutritivo degli alimenti 37.
Alcuni metodi di cottura domestici comuni, ad esempio bollitura, cottura a vapore e cottura a microonde, possono modificare l’entità del contenuto di carotenoidi negli alimenti, ma in generale in maniera scarsamente significativa 38. Tuttavia, il calore estremo può causare danni ossidativi ai carotenoidi 38.
Il contenuto di α-carotene, β-carotene e carotenoidi totali era significativamente più alto quando veniva utilizzata la cottura a vapore rispetto ad altre tecniche di cottura.
Scottatura, pastorizzazione, cottura, inscatolamento, frittura, essiccazione e disidratazione
Riducono il contenuto di licopene e in alcuni casi possono favorirne l’isomerizzazione cis/trans. Inoltre, possono favorire la rottura delle matrici alimentari (es. pareti cellulari e membrane) facilitando la liberazione e la solubilizzazione del licopene, determinando spesso una maggiore bioaccessibilità di questo carotenoide. Condizioni di cold-break (60–80 °C per 2–2,5 min), hot-break (90 °C per 5–10 min) o di pastorizzazione (93 °C per 5–10 min o 80 °C per 20 min) non causano perdite di licopene. Tuttavia, la sterilizzazione del pomodoro a 121 °C per 2 min o 100 °C per 30 min ha aumentato il licopene rispettivamente del 20% e del 37%
I metodi di cottura più delicati e brevi generalmente migliorano la bioaccessibilità dei carotenoidi perché ammorbidiscono e distruggono le pareti cellulari e denaturano le proteine che possono legarli 14 , 15 , 46, 47.
Tuttavia, la lavorazione pesante o prolungata, come la raffinazione, l’essiccazione o l’ebollizione duratura, possono isomerizzare o distruggere i carotenoidi.
Effetti della Conservazione
Il congelamento e la surgelazione possono determinare perdite di carotenoidi da lievi a importanti.
Nelle verdure confezionate in buste di polietilene e conservate a -27,5 °C per un massimo di 90 giorni, il β-carotene è rimasto invariato nei fagiolini e nei broccoli, mentre si sono osservate perdite importanti nel caso dei piselli (70%), degli spinaci (45%) e delle carote (41%) 48.
In uno studio, la conservazione delle carote per 2 anni a diverse temperature di congelamento (da -15 a -50°C) ha preservato il contenuto di α -carotene, β-carotene e luteina. Tuttavia, ha prodotto perdite sostanziali di licopene (-22%) già dopo 2 mesi a -18°C, che sono arrivate al 57% dopo due anni. Il licopene è stato conservato meglio a -30 e -50 ° C con perdite finali di circa il 12% 49.
Diversi altri studi hanno riportato perdite significative di licopene durante la conservazione. Ad esempio, si sono verificate perdite finali di circa il 60%-70% nei succhi di pomodoro conservati a 4°C per 3-4 mesi in bottiglie di polipropilene, e perdite di licopene di circa il 65% in succhi di pomodoro in scatola conservati a 4, 25 e 37° C per 3 mesi 50.
Al contrario, il licopene è risultato molto stabile quando il succo di pomodoro è stato conservato in vetro o tratrapack a 8, 22 e 37 °C.
Lo stoccaggio in contenitori di vetro sigillati e in atmosfera inerte (azoto), potrebbe indurre una migliore conservazione dei carotenoidi grazie alla rimozione dell’ossigeno, prevenendo così l’ossidazione 51.
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