Biologiska pigment ( biokromer ) är färgade ämnen som utgör organismers vävnader . Färgen på pigment bestäms av närvaron i deras molekyler av kromoforgrupper som selektivt absorberar ljus i en viss del av det synliga spektrumet av solljus [1] . Pigmentsystemet hos levande varelser är en länk som kopplar samman ljusförhållandena i miljön och kroppens ämnesomsättning . Biologiska pigment spelar en viktig roll i levande varelsers liv.
Biologiska pigment är indelade i flera klasser beroende på deras struktur.
Karotenoider är den vanligaste klassen av biologiska pigment. De finns i de flesta levande varelser, inklusive alla växter utan undantag , många mikroorganismer . Karotenoider är ansvariga för färgningen av många djur, särskilt insekter , fåglar och fiskar . Karotenoider och deras derivat är bland annat basen för visuella pigment som ansvarar för uppfattningen av ljus och färg hos djur [2] .
Karotenoider inkluderar pigment som karoten , hematokrom , xantofyll , lykopen , lutein , rhodopsin (visuellt lila) och andra.
Kinoner är kemiska föreningar som härrör från monocykliska eller polycykliska aromatiska kolväten , som innehåller en omättad cyklisk diketon . Deras färg varierar från ljusgul till orange, röd, lila, brun och nästan svart. Finns i många svampar , lavar och i vissa grupper av ryggradslösa djur. Det mycket använda färgämnet alizarin tillhör gruppen kinoner [3] .
Flavonoider är O-heterocykliska fenolföreningar . I naturen syntetiseras de nästan uteslutande av högre växter . Dessa inkluderar antocyaniner , som orsakar de ljusaste färgerna på växter - röda, lila, blå delar av blommor och frukter ; flavoner , flavonoler , auroner , chalconer bestämmer den gula och orange färgen på frukter och blad. I gruppen flavonoider ingår även naturliga antioxidanter katekiner [4] .
Denna grupp inkluderar biologiska pigment, som innehåller ett porfyrinkomplex . Hem , en av typerna av porfyriner, ingår som en protesgrupp i föreningar som hemoglobin , bilirubin , cytokrom c , cytokrom P450 och andra. Denna grupp inkluderar också växtpigment - klorofyll , feofytin , etc. Som regel är pigment av denna klass involverade i fotokemiska processer, och är också enzymer involverade i metabolism. Deras roll som riktiga färgämnen är sekundär [5] .
Melanin är ett av de vanligaste pigmenten hos djur , vilket orsakar deras mörka färg. Det finns också i växter och mikroorganismer. Hos ryggradsdjur syntetiseras det i speciella celler - melanocyter [6] . Melaniner är utbredda i växt- och djurvävnader, såväl som i protozoer. De bestämmer färgen på huden och håret, till exempel färgen på hästar , färgen på fågelfjädrar (tillsammans med interferensfärgning ), fiskfjäll, insektsnagelband . Melaniner absorberar ultravioletta strålar och skyddar på så sätt vävnaderna i de djupa lagren av huden från strålningsskador. En annan nyligen upptäckt funktion är assimileringen av ultraviolett och gammastrålning av vissa svampar för livet.
Luciferiner är en grupp ljusemitterande biologiska pigment som finns i organismer som kan bioluminescens . De är små molekyler som fungerar som substrat för motsvarande luciferasenzymer som utför sin oxidation [7] .
Naturliga pigment fyller många funktioner. De bestämmer färgen på organismer, vilket är viktigt för deras anpassning till den yttre miljön. Färgen på vissa delar av växter tjänar till att locka till sig pollinerande insekter och fåglar som sprider frön, kroppsfärg hos djur bidrar till skydd mot fiender, döljer dem när de spårar byten eller varnar fiender för giftighet. Dessutom kan dessa pigment skydda kroppen från ultraviolett strålning från solen. Många naturliga pigment är involverade i fotokemiska processer, i synnerhet klorofyll , bakterioklorofyll , bakterioklorofyll är fotosyntetiska enzymer, djurrodopsin är involverat i den visuella processen . Andningspigment ( hemoglobin , hemerytrin , hemocyanin , cytokromer , luftvägskromogener , etc. ) är involverade i överföringen av syre till vävnader och vävnadsandning .
Biologiska pigment, som regel, finns i olika cellstrukturer , mindre ofta i fritt tillstånd i kroppsvätskor. Så, klorofyll finns i kloroplaster , karotenoider - i kromoplaster och kloroplaster, hemoglobin, som regel i erytrocyter , melanin - i melanocyter.
Ett antal naturliga pigment har använts som färgämnen i industrin . I synnerhet används alizarinbaserade färger i stor utsträckning ; tidigare användes sådana naturliga färgämnen som indigo , karmin , saffran och andra.