Реферат
Дисципліна: Фізіологіярослин з основами біохімії
Тема: В«Каротиноїди.Визначення. Значення для рослин В»
План
Введення
Історичні дані
1. Основна частина
1.1 Каротиноїди
1.2 Властивості каротину
1.3 Фізіологічна роль каротиноїдів
1.4 Каротиноїди і летючі ароматніречовини
Висновок
Введення
Вперше каротин буввиділений в 1831 році Вакенродером з жовтої ріпи та моркви. На ім'я цієїостанньої - Daucus carota - він і отримав свою назву. Кілька років по тому, в1837 році, Берцеліус шляхом екстрагування спиртом виділив з осіннього листязелених рослин жовте барвник, назване їм ксантофиллом. У 1847році Цейзе описав пігмент моркви, присвоївши йому імовірно емпіричнуформулу С5 М 8. Пізніше, в 1861 році, Гуземана приписав каротину новуемпіричну формулу С18 Н24О на підставі даних елементарного аналізу на вуглецьі водень (С = 84,14, Н = 9,80 і С = 83,98, Н = 9,77). У 1883 році Бородінимбуло зроблено спостереження, що лягло в основу всіх подальших досліджень у сферічервоно-жовто-помаранчевих природних пігментів. Бородін довів, що жовтийпігмент, вибравшись з зелених рослин, не цілком ідентичний каротину морквиі складається з суміші мінімум двох різних пігментів, в якій каротинприсутній лише як складова частина в тих чи інших кількостях. ПропозиціяБородіна підтвердилося в роботах ще одного російського ботаніка - Монтеверде таінших дослідників. Так було покладено початок вивченню комплексу каротиновогофарбувальних речовин, яке продовжується і до теперішнього часу. ЗапропонованаАрно емпірична формула для каротину залишалася не спростованою в перебігу 20років. Зусилля вчених в кінці XIX і в перші роки XX ст. були спрямовані до того,щоб внести якусь визначеність в характеристики і класифікаціюжовто-оранжевих рослинних пігментів. Бугарель отримав каротин із зеленихлистя в кристалічному вигляді і назвав його ерітрофіллом. Інші дослідникинамагалися розділити і класифікувати супутників каротину. У своїх роботах вониприйняли найпростіші фізико-хімічні прийоми - фільтрування через активнийвугілля, обробку різними розчинниками і т.д. Деяка намітка наможливість класифікації жовтих пігментів з'явилася тоді, коли в Сорбі іКраус звернулися по допомогу спектрального аналізу, визначивши смуги поглинаннярозчинів речовин, виділених з різних растворітельних матеріалів. Однак ітут, як правильно відзначає Любименко, "попри готівку оптичнихвідмінностей у досліджених Краусом пігментів, цей вчений не схильний був надаватиїм великого значення і замість того, щоб ближче вивчити хімічні і фізичніознаки окремих представників намічених груп, він просто оголосив їхформами ксантофилла ". Деяке пожвавлення в дослідженні природних фарбуючихнамітилося на початку поточного сторіччя. Воно пов'язане з роботами Вальштеттера подослідженню хлорофілу, поділу та ідентифікації пігментів, супутніхйому в рослинних органах. У своїй роботі "Дослідження хлорофілу"Вильштеттер присвячує окрему главу "жовтим супутникам" цьогоПоширення в природі пігменту. Вильштеттер і Мить в 1907 році виділяликаротин з сушених листя пекучої кропиви шляхом екстрагування петролейнимефіром. За своїми властивостями цей пігмент виявився абсолютно ідентичним каротинуз моркви. Аналіз очищеного речовини дав наступні результати в трьох пробах: I.С = 89,09 II. С = 89,50 III. С = 89,23 Н = 10,48 Н = 10,59 Н = 10,54 Середнєспіввідношення між С і Н в аналізах Вильштеттера і Міга було отримано рівним1,406 (у Арно - 1,428). Такий результат найбільше наближається до емпіричноїформулою С5 Н7. Визначення же молекулярної ваги речовини по точці кипіння вхлороформі і сероуглероде привели авторів до остаточної формулі С40Н56.Вильштеттер і Мить підтверджують правильність своїх висновків також на прикладіаналізу иодида каротину, у результаті якого було отримано: I. С = 51,62 II.С = 51,69 Н = 6,20 Н = 6,25 I = 41,53 I = 41,71 Ці дані більше відповідаютьформулою С40Н56I3 (С = 52,35; Н = 6,15; I = 41,50), ніж формулі для іодіда,припущень Арно (С26Н38I). Вольштеттер розмежував поняття "каротин" і"Ксантофілл" і характеризував ксантофілл, як оксіпроізводное каротину.Вольштеттер вказав також на помилку Гуземана, який брав своє оксисоединениеза каротин, в той час як за розрахунками Вильштеттера воно якраз відповідалоксантофиллу, що має формулу С40Н56О2. Таким чином з робіт Вильштеттеравипливає, що в рослинах виявлено наче тільки два жовтих пігменту -каротин і ксантофілл. Емпірична формула каротину, дана Вильштеттером,отримала згодом підтвердження згідно структурному аналізу.Існування ж, крім каротину, тільки одного ксантофілл було сумнівним,оскільки ще до досліджень Вильштеттера, ботаніками був накопичений значнийматеріал по вилучення рослинних жовтих пігментів, які володіють різнимиспектральними характеристиками і розчинність. Мається на увазі цитованівище роботи Бородіна та інших авторів.
Втім і самВильштеттер, врешті-решт, висловив сумнів у однорідності отриманих нимпрепаратів, що надалі цілком справдилося. Різноманітність жовтих, червонихі помаранчевих барвників рослин в цей час було підтверджено такожфактом виділення вуглеводню лікопіну в цілому ряді рослин, де вінсупроводжує каротину ксантофиллу. Було встановлено також наявність лікопіну втоматах. Назрівала необхідність ввести хоча б попередню раціональнукласифікацію каротинового фарбувальних речовин. Перша спроба в цьому напрямізроблена в 1916 році Любименко в його роботі "Про перетвореннях пігментів пластид вживої тканини рослини ". Класифікація Любименко базувалася на двох ознаках -розчинності пігментів в одному і тому ж органічному розчиннику і схожостіспектрів поглинання в сероуглеводороде, определяющихся візуально за допомогоюспектроскопа.
У 1928 році Цейхмейстері його співробітники, каталітично гідріруя каротин, встановили, що його молекуламістить велику алифатическую угруповання. Подальші роботи по з'ясуваннюбудови каротину належать, головним чином, Каррера, широко використовувавхроматографічний метод Кольори для поділу пігментів і їх ізомерів. У 1930році, тобто майже через сто років після відкриття каротину, була встановлена ​​йогоструктурна формула. У цей же період часу були виділені і вивчені деякіізомери каротину і ряд каротиноїдів. Виникла нова сучасна класифікаціякаратінових фарбувальних речовин. Відповідно до цієї класифікації всі відомі намкаротинові фарбувальні речовини по структурному ознакою можна розділити на двіосновних групи: сполуки з 40 вуглецевими атомами в молекулі і з'єднання зчислом атомів вуглецю в молекулі меншим 40. До першої групи належатьвуглеводні (каротин, його ізомери і лікопін), оксисоединение - безперервніспирти, які отримали збірна назва "ксантофілл", і оксосоедіненія(Кетони). Друга група каротинового фарбувальних речовин представлена ​​карбоновими іоксикарбоновиє кислоти. Крім того, виявлено ще кілька специфічнихкаротиноїдів, виділених з органів тварин. Число вуглецевих атомів в їхмолекулі досягає 80 (афаніцін).
1. Основначастина
1.1 Каротиноїди
У переважнійбільшості випадків ізомери каротину у природних джерелах супроводжуються тимчи іншим кількістю надзвичайно споріднених їм за будовою інших рослиннихпігментів - каротиноїдів. Деякі з цих каротиноїдів, як буде зазначенодалі, мають також провітаміном активністю. Інші позбавлені цих властивостей,але, будучи частими супутниками каротину у вихідних матеріалах, єбаластом, від якого потрібно звільнятися при приготуванні чистих препаратівкаротину і при аналітичному визначенні активності. Каратиноїди, так само як іізомери каротину, належать до поліеновим природним барвним речовинам. Їхмолекули побудовані за аналогічним з каротином структурному принципом - циклиабо псевдоцікли з'єднані аліфатичної угрупованням з ізопрена залишків.Між каротином і каратиноидами існує, очевидно, також і певнагенетичний зв'язок. Слід зазначити, що деякі росли...
