Хлорофилл: роль в растениях и значение для человека¶
Хлорофилл — природный зелёный пигмент, входящий в состав хлоропластов зелёных растений, водорослей и цианобактерий, обеспечивающий поглощение световой энергии и преобразование её в энергию химических связей в процессе фотосинтеза. Для человека хлорофилл представляет интерес прежде всего как пищевая добавка (Е140) и источник биологически активных соединений, а также как объект изучения в контексте влияния растительных пигментов на обмен веществ.
¶Строение и химические свойства
Молекула хлорофилла состоит из порфиринового кольца с ионом магния в центре и длинной фитольной цепи, придающей молекуле липофильность. В природе существует несколько хлорофиллов:
- Хлорофилл a (C₅₅H₇₂O₅N₄Mg) — основной пигмент зелёных растений и цианобактерий;
- Хлорофилл b (C₅₅H₇₀O₆N�4Mg) — дополнительный пигмент высших растений;
- Хлорофиллы c, d, f — встречаются у различных групп водорослей и фотосинтезирующих бактерий.
При удалении иона магния и замене его на водород образуется феофитин, при удалении фитольной цепи — хлорофиллин. Именно хлорофиллин и его соли (например, натриевая и медная соли) чаще всего используются в пищевой промышленности и в составе биологически активных добавок, поскольку обладают большей стабильностью, чем исходный хлорофилл.
¶Роль в фотосинтезе
Основная биологическая функция хлорофилла — поглощение квантов света и передача энергии возбуждения к реакционным центрам фотосистем I и II. Поглощая преимущественно синие (430–470 нм) и красные (640–680 нм) лучи, хлорофилл отражает зелёную часть спектра, что и определяет зелёную окраску растений. В результате сложной цепи переноса электронов из воды и CO₂ синтезируются органические вещества, а выделяется кислород. Этот процесс лежит в основе практически всего продовольствия планеты и формирования атмосферного кислорода.
¶Хлорофилл в пищевой промышленности
В России и Евросоюзе хлорофилл и его производные разрешены к использованию в качестве пищевого красителя Е140. Он применяется для окрашивания продуктов в зелёный цвет:
- мороженого и кондитерских изделий;
- напитков;
- жевательных резинок;
- некоторых молочных продуктов.
Источником промышленного получения служат, как правило, люцерна, крапива, спирулина и другие зелёные растения. Экстракция проводится с использованием органических растворителей, после чего хлорофилл модифицируется в более стабильную форму хлорофиллина.
¶Значение для человека
¶Пищевая ценность и метаболизм
Хлорофилл не является незаменимым нутриентом для человека: в организме он не участвует в известных физиологических процессах в том виде, в каком это происходит в растениях. Тем не менее ряд исследований указывает на возможные эффекты, связанные с употреблением хлорофилла и хлорофиллина:
- Детоксикационные свойства. В опытах на животных и в ряде клинических исследований показано, что хлорофиллин способен связывать некоторые канцерогены (в частности, бензопирен) в просвете кишечника и снижать их биодоступность.
- Антиоксидантная активность. Фенольные производные хлорофилла проявляют способность нейтрализовать активные формы кислорода в лабораторных моделях.
- Влияние на микрофлору. Отмечается нормализующее действие на состав кишечной микробиоты при длительном приёме хлорофиллсодержащих добавок.
- Дезодорирующий эффект. Хлорофилл и хлорофиллин традиционно используются для уменьшения запахов, в том числе при лечении нарушений пищеварения.
¶Применение в медицине и косметологии
Хлорофиллин входит в состав некоторых лекарственных средств наружного применения (мази, растворы) с ранозаживляющим и подсушивающим действием. В косметологии экстракты хлорофилла используются как компонент уходовых средств, обладающих смягчающим и антиоксидантным действием.
¶Пищевые добавки
На рынке биологически активных добавок хлорофилл представлен в форме капсул, таблеток и жидких концентратов (так называемая «жидкая зелень»). Производители заявляют общеукрепляющее и детоксикационное действие, однако доказательная база клинических эффектов остаётся ограниченной: значительная часть исследований выполнена на клеточных моделях или на животных, а число масштабных рандомизированных исследований на людях невелико.
¶Безопасность
Хлорофилл и хлорофиллин признаны безопасными пищевыми добавками регуляторными органами США (FDA), Евросоюза и ряда других стран. При приёме внутрь в разумных дозировках побочные эффекты наблюдаются редко; возможны окрашивание стула и мочи в зеленоватый цвет, а при передозировке — лёгкие желудочно-кишечные расстройства. Отдельные источники указывают на потенциальную фотосенсибилизацию при одновременном приёме больших доз хлорофилла и воздействии ультрафиолета, однако клинически подтверждённых данных мало.
¶Исторические сведения
Хлорофилл был впервые выделен в 1817 году французскими химиками П. Ж. Пеллетье и Ж. Б. Каванту, которые назвали его «хлорофиллом» (от др.-греч. χλωρός — «зелёный» и φύλλον — «лист»). В 1913 году немецкий биохимик Рихард Вилштетр установил структуру основного хлорофилла и получил за эти работы Нобелевскую премию по химии (1915). В 1960-х годах Роберт Бернгард Удвароши синтезировал хлорофилл в лаборатории, что стало важным достижением органической химии.
¶Источники
- Лекции по ботанике и биохимии растений (МГУ им. М. В. Ломоносова)
- «Биохимия растений» — учебное пособие
- Материалы FDA и EFSA по пищевой добавке Е140
- Статьи в журналах «Photosynthesis Research», «Journal of Medicinal Food»