пигменты растений

Цель работы: изучение растительных пигментов.

Молекулу хлорофилла делят на две части: порфириновое ядро и фитольный хвост. Фитольный хвост в два раза длиннее ядра. Порфириновое ядро благодаря наличию атомов кислорода и азота гидрофильно. Фитольный хвост — это углеводородная, а это значит — гидрофобная часть молекулы хлорофилла. Поэтому порфириновое ядро размещается в гидрофильной части мембраны тилакоида, а фитольный хвост в гидрофобной. Имея разные свойства, две части молекулы хлорофилла выполняют различную функцию: порфириновое ядро, содержащее конъюгированные связи, поглощает свет, а фитольный хвост играет роль якоря, который удерживает молекулу хлорофилла в определенной части мембраны тилакоида [2].
Таким образом, видим, что подобно тому, как отдельные органы многоклеточного организма или органеллы в клетке имеют определенное строение и выполняют в связи с этим особую функцию, так и особые части молекулы хлорофилла владеют специальными свойствами, а соответственно и функциями.
Хлорофилл а — самый важный из фотосинтетических пигментов, он присутствует во всех фотосинтезирующих растениях. Существуют и другие формы хлорофиллов (b, с1, с2 и d), их называют вспомогательными [2].
Каротиноиды — полиеновые углеводороды красного, желтого и оранжевого цветов, производные изопрена — СН2 = С(СН3) — СН = СН2, содержащие 40 атомов углерода. Каротиноиды представляют собой цепи, обладающие, как и хлорофиллы, сопряженными двойными связями. На обоих концах цепи находятся иононовые кольца (рис. 2). Каротиноиды присутствуют в хлоропластах всех растений. Они входят также в состав хромопластов. Свое название эти вещества получили от латинского названия моркови Daucus carota, в корнеплоде которой они содержатся в большом количестве. В зеленых листьях каротиноиды обычно незаметны из-за присутствия хлорофилла, но осенью, когда хлорофилл исчезает, окрашивают листья в желтый и оранжевый цвета.
Каротиноиды делятся на 2 группы: каротины (С40Н56) и ксантофиллы (С40Н56О2 и С40Н56О4). Каротины представляют собой углеводороды (тетратерпены), а ксантофиллы — содержат дополнительные гидроокси- и эпоксигруппы (см. рис. 2). У высших растений известны два каротина (α-каротин и β-каротин) и 4 ксантофилла (лютеин, виолаксантин, зеаксантин и антероксантин).
β-Каротин (см. рис. 2) имеет два β-иононовых кольца (двойная связь между С5 и С6 атомами). α-Каротин отличается от β-каротина тем, что у него одно кольцо β-иононовое, а второе — ε-иононовое (двойная связь между С4 и С5 атомами).
Лютеин — производное а-каротина, а зеаксантин — β-каротина [3]. Эти ксантофиллы имеют по одной гидроксильной группе в каждом иононовом кольце. Виолаксантин имеет еще дополнительно 2 атома кислорода по двойным связям С5 и С6. Каротиноиды нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в бензоле, бензине, ацетоне, сероуглероде.

Каротиноидные и антоциановые пигменты обладают не только красящей способностью, но и высокой биологической активностью, что позволяет рассматривать их как биологически активные добавки, применяемые для профилактики, вспомогательной терапии и поддержки в физиологических границах функциональной активности органов и систем организма человека. Каротиноиды, антоцианы и их смеси являются хорошими антиоксидантами, что подтверждается исследованиями АОА спиртовых растворов колорантов.
Исключительное значение имеют антоцианы, так как благодаря заряду на атоме кислорода в углеродном кольце антоцианидины и антоцианины легче проникают через мембраны клеток.
Именно антиоксидантные свойства антоцианов определяют множественное проявление их биологической активности. Употребление большого количества антоцианов объясняет «французский парадокс» (уменьшение частоты заболеваний сердечно-сосудистой системы вследствие регулярного умеренного употребления красного сухого вина), благоприятное влияние черники и препаратов не ее основе на зрительный аппарат; антоцианы способствуют выводу из организма холестерина, обладают антисептическими и антибактериальными свойствами, препятствуют развитию воспалительных процессов [13].
О значимости каротиноидов свидетельствует тот факт, что важнейший из них – β-каротин – является основным «сырьем» в синтезе витамина А, при недостатке которого происходит задержка роста и развития растущего организма человека, животных, снижение их продуктивности.
Витамин А обеспечивает нормальную деятельность органов зрения, оказывает благоприятное влияние на функции слезных и потовых желез, повышает устойчивость организма к инфекциям. Принимает участие в окислительно-восстановительных процессах, нормализует потребление кислорода тканями организма.