19042

ROZDZIAŁ, IDENTYFIKACJA I ANALIZA ILOŚCIOWA CHLOROFILU I KAROTENU METODĄ SPEKTROSKOPII ABSORPCYJNEJ

Barwniki odpowiedzialne za barwę liści to między innymi chlorofile i karotenoidy.

Chlorofile należę do grupy roślinnych barwników porfirynowych. Występuję w chloroplastach i maję istotne znaczenie w procesie fotosyntezy u roślin wyższych (chlorofil a i b), glonów i bakterii (bakteriochlorofile).

Wzór strukturalny chlorofilu (R1 = fitol - reszta 20-węglowego nienasyconego

alifatycznego alkoholu o właściwościach hydrofobowych, połęczonego wiązaniem estrowym z grupę kwasową).

Chlorofile sę dosyć nietrwałe. W żywych tkankach występują w formie związanej np. z białkami, fosfolipidami, co powoduje stabilność zielonej barwy. Z kolei zniszczenie żywej tkanki roślinnej oraz struktury chlorofili poprzez np. ogrzewanie, odwadnianie, kontakt z rozpuszczalnikami, enzymami, prowadzi do przemian chlorofili i zmiany barwy. Rozpad chlorofilu przyśpiesza również działanie światła i tlenu. W środowisku kwaśnym następuje przemiana chlorofilu, związana z zastąpieniem jonu magnezu poprzez dwa jony wodoru i powstanie feofityny (oliwkowozielona) lub przy niższym pH, również odszczepienie fitolu i powstanie feoforbidyny (brunatna barwa). Środowisko zasadowe prowadzi do hydrolizy wiązań estrowych, z zachowaniem jonu magnezu w strukturze chlorofilu a produktami reakcji są chlorofiliny (zielona barwa), które pod wpływem enzymu chlorofilazy tracą fitol i przekształcają chlorofilidy. Chlorofile z łatwością ulegają reakcji wymiany jonów magnezu na jony metali dwuwartośdowych, takich jak żelazo (barwa szarobrunatna), miedź (zielona barwa) czy cynk (również barwa zielona). Barwniki chlorofilowe, jak również ich pochodne,

znajdują zastosowanie w przemyśle spożywczym, kosmetycznym i farmaceutycznym. Chlorofile zalicza się do

grupy związków chełatowych. Szkielet struktury to cykliczny układ czterech połączonych ze sobą, przez mostki metinowe (»CH-), pierścieni pirolowych oraz centralnie położonego dwuwartościowego jonu magnezu połączonego z atomami azotu pierścieni pirolowych a także podstawników charakterystycznych dla danej odmiany chlorofilu (Rysunek 1). Z uwagi na obecność podwójnych wiązań sprzężonych chlorofile są efektywnymi fotoreceptorami. Charakterystyczną cechą takich związków jest bardzo silna absorpcja w zakresie światła widzialnego wyrażona poprzez wysokie molowe współczynniki absorpcji, jedne z najwyższych, jakie znane są dla związków organicznych (rysunki poniżej).

Dtugott lali. wn    Długość fali. nm

Metaloporfiryny podobnie jak porfiryny charakteryzują się obecnością dwóch pasm absorpcji w zakresie UV -vis. Pierwsze, to dość ostre pasmo, zwane pasmem Soreta (nazwisko francuskiego fizyka Charlesa Soreta) znajduje się w zakresie 400-500 nm a molowy współczynnik absorpcji e jest rzędu 105-106. Drugie pasmo 0, składające się z czterech części składowych (wolne porfiryny) jest około 10 razy słabsze i leży w zakresie 500-700 nm. W przypadku metalopochodnych porfiryny ilość pasm Q ulega zmniejszeniu z czterech do dwóch lub trzech, natomiast pasmo Soreta przesunięciu wraz ze zmianą molowego współczynnika absorpcji. Karoten jest naturalnie występującym barwnikiem z grupy karotenoidów. Karotenoidy występują w liściach, lecz ich żółto-pomarańaowa barwa jest zwykle maskowana przez