Где содержится хлорофилл и какую функцию они выполняют
Строение хлорофилла c1 и c2
Хлорофи́лл (от греч. χλωρός, «зелёный» и φύλλον, «лист») — зелёный пигмент, окрашивающий хлоропласты растений в зелёный цвет. При его участии происходит фотосинтез. По химическому строению хлорофиллы — магниевые комплексы различных тетрапирролов. Хлорофиллы имеют порфириновое строение и близки гему.
Хлорофилл зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е140.
История открытия[править | править код]
В 1817 году Жозеф Бьенеме Каванту и Пьер Жозеф Пеллетье выделили из листьев растений зелёный пигмент, который они назвали хлорофиллом[1]. В 1900-х годах Михаил Цвет[2] и Рихард Вильштеттер независимо обнаружили, что хлорофилл состоит из нескольких компонентов. Вильтштеттер очистил и кристаллизовал два компонента хлорофилла, названные им хлорофиллами а и b и установил брутто-формулу хлорофилла а. В 1915 году за исследования хлорофилла ему была вручена Нобелевская премия. В 1940 Ханс Фишер, получивший в 1930 Нобелевскую премию за открытие структуры гема, установил химическую структуру хлорофилла a. Его синтез был впервые осуществлен в 1960 Робертом Вудвордом[3], а в 1967 была окончательно установлена его стереохимическая структура[4].
В природе[править | править код]
Цвет листвы фотосинтезирующих растений обусловлен высокой концентрацией хлорофилла
Хлорофилл присутствует во всех фотосинтезирующих организмах — высших растениях, водорослях, синезелёных водорослях (цианобактериях), фотоавтотрофных простейших (протистах) и бактериях.
Некоторые высшие растения, наоборот, лишены хлорофилла (как, например, петров крест).
Синтез[править | править код]
Синтезирован Робертом Вудвордом в 1960 году.
Синтез включает в себя 15 реакций, которые можно разделить на 3 этапа. Исходными веществами для синтеза хлорофилла являются глицин и ацетат. На первом этапе образуется аминолевулиновая кислота. На втором этапе происходит синтез одной молекулы протопорфирина из четырёх пиррольных колец. Третий этап представляет собой образование и превращение магнийпорфиринов.
Свойства и функция при фотосинтезе[править | править код]
В процессе фотосинтеза молекула хлорофилла претерпевает изменения, поглощая световую энергию, которая затем используется в фотохимической реакции взаимодействия углекислого газа и воды с образованием органических веществ (как правило, углеводов):
После передачи поглощенной энергии молекула хлорофилла возвращается в исходное состояние.
Хотя максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм (где находится и максимум чувствительности глаза), поглощается хлорофиллом преимущественно синий, частично — красный свет из солнечного спектра (чем и обуславливается зелёный цвет отражённого света).
Растения могут использовать и свет с теми длинами волн, которые слабо поглощаются хлорофиллом. Энергию фотонов при этом улавливают другие фотосинтетические пигменты, которые затем передают энергию хлорофиллу. Этим объясняется разнообразие окраски растений (и других фотосинтезирующих организмов) и её зависимость от спектрального состава падающего света.
Химическая структура[править | править код]
Хлорофиллы можно рассматривать как производные протопорфирина — порфирина с двумя карбоксильными заместителями (свободными или этерифицированными). Так, хлорофилл a имеет карбоксиметиловую группу при С10, фитоловый эфир пропионовой кислоты — при С7. Удаление магния, легко достигаемое мягкой кислотной обработкой, дает продукт, известный как феофитин. Гидролиз фитоловой эфирной связи хлорофилла приводит к образованию хлорофиллида (хлорофиллид, лишенный атома металла, известен как феофорбид a).
Все эти соединения интенсивно окрашены и сильно флуоресцируют, исключая те случаи, когда они растворены в органических растворителях в строго безводных условиях. Они имеют характерные спектры поглощения, пригодные для качественного и количественного определения состава пигментов. Для этой же цели часто используются также данные о растворимости этих соединений в соляной кислоте, в частности для определения наличия или отсутствия этерифицированных спиртов. Хлороводородное число определяется как концентрация HCl (%, масс./об.), при которой из равного объёма эфирного раствора пигмента экстрагируется 2/3 общего количества пигмента. «Фазовый тест» — окрашивание зоны раздела фаз — проводят, подслаивая под эфирный раствор хлорофилла равный объём 30%-го раствора KOH в MeOH. В интерфазе должно образовываться окрашенное кольцо. С помощью тонкослойной хроматографии можно быстро определять хлорофиллы в сырых экстрактах.
Хлорофиллы неустойчивы на свету; они могут окисляться до алломерных хлорофиллов на воздухе в метанольном или этанольном растворе.
Хлорофиллы образуют комплексы с белками in vivo и могут быть выделены в таком виде. В составе комплексов их спектры поглощения значительно отличаются от спектров свободных хлорофиллов в органических растворителях.
Хлорофиллы можно получить в виде кристаллов. Добавление H2O или Ca2+ к органическому растворителю способствует кристаллизации.
| Хлорофилл a | Хлорофилл b | Хлорофилл c1 | Хлорофилл c2 | Хлорофилл d | Хлорофилл f | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Формула | C55H72O5N4Mg | C55H70O6N4Mg | C35H30O5N4Mg | C35H28O5N4Mg | C54H70O6N4Mg | C55H70O6N4Mg |
| C2 группа | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CHO |
| C3 группа | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CHO | -CH=CH2 |
| C7 группа | -CH3 | -CHO | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 |
| C8 группа | -CH2CH3 | -CH2CH3 | -CH2CH3 | -CH=CH2 | -CH2CH3 | -CH2CH3 |
| C17 группа | -CH2CH2COO-Phytyl | -CH2CH2COO-Phytyl | -CH=CHCOOH | -CH=CHCOOH | -CH2CH2COO-Phytyl | -CH2CH2COO-Phytyl |
| C17-C18 связь | Одинарная | Одинарная | Двойная | Двойная | Одинарная | Одинарная |
| Распространение | Везде | Большинство наземных растений | Некоторые водоросли | Некоторые водоросли | Цианобактерии | Цианобактерии |
Общая структура хлорофилла a, b и d
Оптический спектр поглощения хлорофиллов a (голубой) и b (красный)
Хроматограмма зелёного пигмента растений
Применение[править | править код]
Хлорофилл находит применение как пищевая добавка (регистрационный номер в европейском реестре E140), однако при хранении в этанольном растворе, особенно в кислой среде, неустойчив, приобретает грязно-коричнево-зеленый оттенок, и не может использоваться как натуральный краситель. Нерастворимость нативного хлорофилла в воде также ограничивает его применение в качестве натурального пищевого красителя. Но хлорофилл вполне успешно используется в качестве натуральной замены синтетических красителей при изготовлении кондитерских изделий.[источник не указан 3123 дня]
Производное хлорофилла — хлофиллин медный комплекс (тринатриевая соль) получил распространение в качестве пищевого красителя (Регистрационный номер в европейском реестре E141). В отличие от нативного хлорофилла, медный комплекс устойчив в кислой среде, сохраняет изумрудно-зеленый цвет при длительном хранении и растворим в воде и водно-спиртовых растворах. Американская (USP) и Европейская (EP) фармакопеи относят хлорофиллид меди к пищевым красителям, однако вводят лимит на концентрацию свободной и связанной меди (тяжелый металл).
Хлорофилл придаёт листьям зелёный цвет и поглощает свет при фотосинтезе
В клетках эукариотов хлорофилл обычно находится в хлоропластах
Карта распределения хлорофилла по поверхности мирового океана в период с 1998 по 2006 по данным спутникового прибора SeaWiFS
Примечания[править | править код]
- ↑ Pelletier and Caventou (1817) «Notice sur la matière verte des feuilles»(Замечания о зелёном материале листmtd), Journal de Pharmacie, 3 : 486—491.
- ↑ M. Tswett (1906) Physikalisch-chemische Studien über das Chlorophyll. Die Adsorptionen. (Физико-химические исследования хлорофилла. Адсорбция.) Ber. Dtsch. Botan. Ges. 24, 316—323 .
- ↑ R. B. Woodward, W. A. Ayer, J. M. Beaton, F. Bickelhaupt, R. Bonnett. THE TOTAL SYNTHESIS OF CHLOROPHYLL (EN) // Journal of the American Chemical Society. — 1960. — Т. 82, вып. 14. — С. 3800–3802. — doi:10.1021/ja01499a093.
- ↑ Ian Fleming. Absolute Configuration and the Structure of Chlorophyll (англ.) // Nature. — 1967-10-14. — Vol. 216, iss. 5111. — P. 151–152. — doi:10.1038/216151a0.
Ссылки[править | править код]
- Монтеверде Н. А., Любименко В. Н. Исследования над образованием хлорофилла у растений // Известия Императорской Академии наук. VII серия. — СПБ., 1913. — Т. VII, № 17. — С. 1007–1028.
- Speer, Brian R. (1997). «Photosynthetic Pigments» на сайте UCMP Glossary (online). University of California, Berkeley Museum of Paleontology. Verified availability August 4, 2005. (англ.)
- Chlorophyll d: the puzzle resolved (англ.)
- Билич Г. Л., Крыжановский В. А. Биология. Полный курс: В 4 т. — издание 5-е, дополненное и переработанное. — М.: Издательство Оникс, 2009. — Т. 1. — 864 с. — ISBN 978-5-488-02311-6
Источник
Хлорофилл – зеленый светочувствительный пигмент растений. Молекулы хлорофилла обладают уникальной способностью преобразовывать энергию солнца, поглощаемую растительными клетками, в химическую энергию. Процесс преобразования солнечной энергии называется фотосинтезом.
Функции хлорофилла
Ученые обнаружили поразительное сходство в строении молекулы хлорофилла и молекулы гемоглобина – главного дыхательного компонента крови человека. Единственное отличие в их строении в том, что в центре хелатного комплекса в растительном пигменте располагается атом магния, а в гемоглобине – атом железа.
Растения, поглощая углекислый газ в процессе фотосинтеза, выделяют в воздух кислород. Образование кислорода в процессе фотосинтеза – еще одна удивительная функция хлорофилла. По выполняемым функциям хлорофилл можно сравнить с гемоглобином, однако спектр воздействия хлорофилла на организм человека значительно шире.
Во многих отзывах о хлорофилле подтверждается то, что данное вещество активизирует функцию поджелудочной железы и улучшает работу щитовидной железы. Пигмент регулирует артериальное давление, устраняет нервозность, способствует оздоровлению кишечника. Известный врач Б.С. Тайц рекомендовал добавлять хлорофилл в пищу детям при аллергии.
Отзывы о хлорофилле подтверждают, что это вещество значительно ускоряет заживление язвы двенадцатиперстной кишки и язвы желудка. Кроме того, он укрепляет мембраны клеток, ускоряет фагоцитоз, усиливает иммунитет.
Уникальный состав хлорофилла делает его прекрасным средством для устранения потенциально вредных для организма человека веществ. Пигмент связывает и выводит токсины из организма. Немаловажной функцией хлорофилла является защита клеток от разрушения свободными радикалами. Данное вещество способно оказывать противоопухолевое действие. В некоторых отзывах о хлорофилле говорится, что он оказывает благотворное влияние на пищеварительную, сердечно-сосудистую и дыхательную системы.
Благодаря своему составу хлорофилл является мощным антиоксидантом и тонизирующим средством, замедляющим процессы старения.
Витамин К в составе хлорофилла, регулируя скорость образования кристаллов оксалата кальция в моче, предотвращает развитие мочекаменной болезни.
В фармацевтической промышленности на основе хлорофилла производят различные биологически активные добавки. В пищевой промышленности его используют в качестве пищевой добавки Е140. Натуральный краситель Е140 добавляют при изготовлении мороженого, кремов, молочных десертов, майонеза и различных соусов для придания продуктам приятного оливкового оттенка.
Получение жидкого хлорофилла
Чаще всего жидкий хлорофилл получают из люцерны. Из листьев растения выжимают сок, после чего сок высушивают по специальной технологии. Из готового продукта делают раствор либо изготавливают капсулы.
Жидкий хлорофилл, полученный из люцерны, наделен всеми полезными свойствами растения. Люцерна – самый лучший источник жидкого хлорофилла. Большая и глубокая система корней позволяет растению доставать из недр земли все самое полезное. Все витамины и минералы в люцерне находятся в легкой для усваивания организмом форме. В ней достаточно много железа, магния и калия. В растении в четыре раза больше аскорбиновой кислоты, чем в цитрусовых.
Хлорофилловые добавки очень полезны любому человеку, поскольку они помогают обезвредить канцерогены, попадающие в организм вместе с пищей.
Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.
Источник
Хлорофилл в зелени растений является одной из загадок, созданных природой. Не случайно великие ученые называли его самым интересным органическим веществом и исходной точкой жизни.
Природные источники хлорофилла — зеленые целебные растения трансформируют световую энергию солнца в органические вещества.
Этот процесс (фотосинтез) идет с поглощением углекислого газа и выделением кислорода, без которого невозможна жизнь на земле.
Огромная фабрика растений создает для людей миллиарды тонн органических веществ (крахмал, белок, сахар), в которых сконцентрирована солнечная энергия. Хлорофилл обладает необыкновенными свойствами омоложения человеческого организма, замедляя признаки старения. Читайте, целебные свойства хлорофилла.
В природе существует несколько видов хлорофилла, а вот хлорофилл «a» и хлорофилл «b» присутствуют только в зеленых растениях. Подобно каротиноидам, oни не растворяются в вoде, только в органических растворителях. Немного отличаются по цвету, хлорофилл «а» с сине-зеленым оттенком, хлорофилл «b» имеет желто-зеленую окраску и его содержание в зеленых листьях в три раза меньше, чем хлорофилла «а».
Все растения отличаются по содержанию хлорофилла в листьях, его количество зависит от вида и сорта растения, может изменяться от интенсивности освещения, условий произрастания, питания, возраста растений и листьев.
Ученые отмечают, что в неблагоприятных экологических зонах, например в лесопосадках близ дорог или рядом с заводами, концентрация пигментов хлорофилла в зеленых листьях растений резко падает. Зеленых пигментов содержится гораздо больше в молоденьких листьях, к концу лета, их число становится меньшим. Вот некоторые источники хлорофилла, вполне доступные для употребления:
Где содержится хлорофилл — основные источники
Брокколи
В перерасчете на сухо вещество содержит в 1 кг — от 8 до 12 г хлорофилла. Считается королевой среди всех видов капусты. Ее сочная зелень содержит целый комплекс целебных витаминов и микроэлементов. Специалисты утверждают, что по количеству сoдержащихся в ней витаминoв А, Е, В, РР, К, U, С она не уступает цитрусовым, особенно по витамину С.
Микроэлементы капусты оказывают поддержку работы сердца и сосудов, пищеварения (особенно кишечника), тормозят образование раковых клеток. Брокколи содержит витамин красоты бета-каротин, полезные аминокислоты, которые способствуют выработке эндорфина — гормона счастья.
По количеству белка ее сравнивают с белком куриного яйца, но не содержащим холестерин, поэтому она так полезна сердечникам.
Клетчатка брокколи мягко очищает кишечник, активирует работу печени по выделению желчи, систематическое употребление капусты и ее сока восстанавливает поврежденные клетки и ткани организма. Хорошо выводит шлаки и яды из организма, считается диетическим продуктом питания.
Зеленые ростки ячменя, пшеницы, овса
Относятся к основным источникам хлорофилла, в перерасчете на сухое вещество содержат чуть меньшее количество хлорофилла: 7 г на один килограмм. Злаки употребляли еще в древности и заслуженно считали их продуктами здоровья и энергии жизни, теперь их называют по модному: суперфуд долголетия.
Они в процессе роста совершенно не накапливают в себе токсические вещества, полностью всасываются кишечника, совершенно не вызывая в нем брожения.
Для поддержания отличного самочувствия и тонуса организма в сутки требуется всего лишь — 30 мл сока злаковых. Для профилактики заболеваний в период эпидемий и повышения иммунитета необходимо — 60 мл сока витграсс для здоровья.
А для лечения хронических заболеваний и очищения организма от ядoв, шлакoв и токсинoв, в день нужно выпивать до 100 мл сока или съедать перемолотой зелени злаков.
Люцерна
Считается одним из самых богатых источников по содержанию хлорофилла. В перерасчете на сухое вещество, в одном килограмме она содержит от 2 до 4 г хлорофилла. В одних странах она считается кормовой травой, в других, как ценнейшее целебное растение.
Человек может употреблять в пищу только молоденькие побеги люцерны и листья, ведь наш организм не приспособлен перерабатывать грубую клетчатку, в сравнении со жвачными животными.
В настоящее время разработаны современные методики, способные выделять жидкий хлорофилл из люцерны в промышленных объемах. Это растение имеет мощную корневую систему до 10 м в длину, которыми всасывает питательные вещества с большой глубины.
Все другие растения имеют поверхностные корни и питание получают с поверхностных истощенных слоев почвы. Поэтому по содержанию целебных веществ люцерна гораздо превосходит другие растения.
Крапива
Особенно молодые побеги содержат в перерасчете на сухое вещество 6-7,5 г хлорофилла на один кг. зелени. В ней сконцентрировано огромное количество ценных веществ для здоровья человека, благодаря которым укрепляется иммунитет, повышается сопротивляемость организма к заболеваниям, нормализуется обмен веществ.
Поэтому ее используют в качестве профилактики и для лечения многих заболеваний: желчнокаменной, почечнокаменной, заболеваний печени и желудка, сердца и легких.
Народная медицина, кроме перечисленных заболеваний, использует крапиву для лечения кожных заболеваний, ран, как слабительное, витаминное, общеукрепляющее средство, а так же для косметических целей: укрепление волос и обогащение кожи и волос витаминами и минералами.
Шпинат
Уникален не только высоким содержанием хлорофилла, но и способностью сохранять все минералы и витамины даже после термической обработки. Содержит в своих листьях большое количество белка и йода, которые необходимы для здоровья. Высокое содержание витаминов позволяет использовать его для лечения авитаминозов и болезней, связанных с нарушением обмена веществ.
Шпинат омолаживает организм, замедляя старение клеток. Снимает воспалительные процессы, регулирует работу нервной системы и щитовидной железы, укрепляет иммунную систему, полезен гипертоникам, регулирует остроту зрения.
Как и другие растения, богатые хлорофиллом является природным дезодорирующим средством, уничтожающим гнилостные запахи организма, сдерживает образование опухолевых клеток.
Петрушка
Является кладовой хлорофилла. Лидирует по содержанию в листьях витамина С, витамина А, фолиевoй кислoты, необходимoй для формирoвания нервнoй трубки плoда при беременности.
Благотворно влияет на работу кишечника,снижая метеоризм, способствует чистке организма от шлакoв и токсинoв, растворяет и выводит соли из суставов. Помогает устранять симптомы заболеваний мочеполовой системы, глазных и сосудистых заболеваний.
Морские водоросли спирулина и хлорелла
Морские источники хлорофилла. Спирулину, как целебную водоросль используют как для профилактики болезней, так и для лечения и оздоровления организма. Она является прекрасным средством повышения уровня гемоглобина в крови, ускоряет процесс выздоровления организма, способствует быстрому заживлению ран.
Оперативно действует на восстановление микрофлоры кишечника, повышая механизмы очищения организма от ненужных веществ. Прием спирулины облегчает состояние при любом заболевании. Ежедневный прием этой водоросли останавливает рост метастазов.
Хлорелла — древнейшая водоросль, с огромной питательной ценностью, поскольку является мощным источником хлорофилла и быстро размножается. Содержит уникальные фитонутриенты, которые обладают редчайшей способностью связывать тяжелые металлы, токсины, радиацию и удалять все это из организма.
Хлорелла имеет щелочной баланс, позволяющий нейтрализовать окислительный стресс в организме, который является причиной всех болезней.
Другие природные источники хлорофилла
Поскольку все зеленые растения и многие знакомые нам овощи содержат хлорофилл, то его ежедневное употребление, особенно в летний период не является сложным.
Природными источниками хлорофилла является любая зелень, растущая на грядке: лук порей, все зеленые листовые салаты, капуста, ревень, укроп, листья свеклы, листья репки, редьки, мангольд, кинза, сельдерей, топинамбур, кукуруза …
Ранней весной, когда еще посаженная зелень не выросла, можно использовать молодые зеленые листочки березы, осины, ивы, дуба, бука, винограда и других деревьев и кустарников, растущих вокруг. Используйте и дикорастущие травы, любые сорняки, только не ядовитые: одуванчик, подорожник, конотоп, мокрец, лебеда …
Перед употреблением, зелень растений, для более максимального усвоения всех содержащихся в них целебных веществ, лучше измельчить в блендере или выжать сок. Как приготовить витграсс (сок ) вы уже знаете, если вы будете растирать зелень в пюре для употребления, то для достижения оздоравливающего эффекта, ее потребуется больше. Если сока необходимо от 30 — 100 мл, то кашицы зеленых растений уже от 100 — 500 мл в день.
Не забывайте, что больше хлорофилла содержится в молодой, сочной зелени, да и усваиваться организмом она будет лучше. При тепловой обработке содержание хлорофилла в растениях резко сокращается, поэтому лучше есть зелень и овощи в сырoм видe, в крайнeм случае, пригoтовленными на пaру.
В зимний период, в качестве природного источника хлорофилла, можно использовать зеленую хвою деревьев, либо выращивать зеленые побеги пшеницы и ячменя на своем подоконнике, как вырастить витграсс.
Еще одной альтернативой являются пищевые добавки с хлорофиллом или жидкий хлорофилл, который готовят из люцерны.
В статьях блога используются картинки, из открытых источников Интернета. Если вы, вдруг, увидите свое авторское фото, сообщите об этом редактору блога через форму Обратная связь. Фотография будет удалена, либо будет поставлена ссылка на ваш ресурс. Спасибо за понимание!
Источник