Біологічні пігменти (біохроми) - забарвлені речовини, що входять до складу тканин організмів. Колір пігментів визначається наявністю в їх молекулах хромофорних груп. вибірково поглинають світло в певній частині видимого спектру сонячного світла [1]. Пігментна система живих істот - ланка, що зв'язує світлові умови навколишнього середовища і обмін речовин організму. Біологічні пігменти грають важливу роль в життєдіяльності живих істот.
Групи біологічних пігментів
Біологічні пігменти поділяються на кілька класів у залежності від своєї будови.
каротиноїди
Каротиноїди надають забарвлення більшості помаранчевих овочів і фруктів.
Каротиноїди - найбільш поширений клас біологічних пігментів. Вони виявлені у більшості живих істот, у тому числі у всіх без винятків рослин. багатьох мікроорганізмів. Каротиноїди обумовлюють забарвлення багатьох тварин, особливо комах. птахів і риб. Каротиноїди і їх похідні, крім іншого, є основою зорових пігментів, що відповідають за сприйняття світла і кольору у тварин [2].
Хінони - хімічні сполуки, похідні моноциклических або поліциклічних ароматичних вуглеводнів. в складі яких присутній ненасичених циклічний дикетонов. Їх забарвлення варіює від блідо-жовтої до помаранчевої, червоною, пурпурової, коричневої і майже чорної. Виявлено у багатьох грибів. лишайників і в деяких групах безхребетних. Широко використовується барвник алізарин відноситься до групи хинонов [3].
флавоноїди
Яскраве забарвлення пелюсток квітів обумовлена антоцианом.
Флавоноїди - O-гетероциклічні фенольні сполуки. У природі синтезуються майже виключно вищими рослинами. В їх число входять антоціани. обумовлюють найбільш яскраві кольори рослин - червоні, пурпурні, сині частини квітів і плодів; флавони, флавоноли, аурони, халкони визначають жовту і помаранчеве забарвлення плодів і листя. До групи флавоноїдів відносяться також природні антиоксиданти катехіни [4].
Пігменти на основі порфірину
У цю групу входять біологічні пігменти, в складі яких присутній порфіриновий комплекс. Гем. один з видів порфиринов, входить в якості простетичної групи до складу таких сполук, як гемоглобін. білірубін. цитохром c. цитохром P450 і інші. До цієї групи належать також рослинні пігменти - хлорофіл. феофітин і т. п. Як правило, пігменти цього класу беруть участь у фотохімічних процесах, а також є ферментами. задіяними в обміні речовин. Їх роль як власне барвників другорядна [5].
Меланін - один з найпоширеніших пігментів у тварин. який зумовлює їх темне забарвлення. Також зустрічається у рослин і мікроорганізмів. У хребетних синтезується в особливих клітинах - меланоцитах [6]. Меланіни широко поширені в рослинних і тваринних тканинах, а також у найпростіших. Вони визначають забарвлення шкіри і волосся, наприклад масті коней. колір пір'я птахів (спільно з інтерференційної забарвленням), луски риб, кутикули комах. Меланіни поглинають ультрафіолетові промені. і тим самим захищають тканини глибоких шарів шкіри від променевого ушкодження. Інший недавно виявленої функцією є засвоєння деякими грибами ультрафіолетового та гамма-випромінювання для забезпечення життєдіяльності. [Джерело не вказано 392 дня]
Люциферином - група світловипромінюючих біологічних пігментів, зустрічаються у організмів, здатних до біолюмінесценції. Являють собою невеликі молекули, службовці субстратом для відповідних ферментів люціферази. здійснюють їх окислення [7].
Природні пігменти виконують безліч функцій. Вони визначають забарвлення організмів, важливу для їх пристосування до зовнішнього середовища. Забарвлення окремих частин рослин служить для залучення комах-запилювачів і птахів, які поширюють насіння, забарвлення тіла у тварин сприяє захисту від ворогів, маскує їх при вистежуванні видобутку або попереджає ворогів про отруйність. Також ці пігменти можуть здійснювати захист організму від ультрафіолетового випромінювання сонця. Багато природні пігменти беруть участь у фотохімічних процесах, зокрема, хлорофіл. бактеріохлорофіл. бактеріородопсин є фотосинтезуючими ферментами, родопсин тварин задіяний в зоровому процесі. Дихальні пігменти (гемоглобін. Гемерітрін. Гемоцианин. Цитохроми. Дихальні хромогени і ін.) Беруть участь у перенесенні кисню до тканин і тканинному диханні.
Біологічні пігменти, як правило, знаходяться в різних структурах клітини. рідше - у вільному стані в рідинах організму. Так, хлорофіл розташований в хлоропластах. каротиноїди - в хромопласти і хлоропластах, гемоглобін, як правило, в еритроцитах. меланін - в меланоцитах.
Ряд природних пігментів знайшов застосування як барвники в промисловості. Зокрема, широко застосовуються фарби на основі алізарину. раніше застосовувалися такі природні барвники, як індиго. кармін. шафран та інші.