Chlorofyl

Rozbalit box

Obsah boxu

Chlorofyl (někdy označovaný jako listová zeleň) je zelený pigment, který se nachází v rostlinách, řasách a sinicích. Je klíčovou molekulou pro fotosyntézu, proces, při kterém organismy přeměňují světelnou energii na chemickou energii. Tato energie je následně využívána k syntéze sacharidů z oxidu uhličitého a vody, přičemž jako vedlejší produkt vzniká kyslík. Právě tento proces je základním zdrojem energie pro téměř veškerý život na Zemi.

🧪 Chemická struktura a typy

Základem molekuly chlorofylu je porfyrinový kruh, což je velká heterocyklická molekula. V centru tohoto kruhu je komplexně vázán iont hořčíku (Mg²⁺). Na tento kruh je navázán dlouhý uhlovodíkový řetězec zvaný fytol, který ukotvuje molekulu v membránách chloroplastů.

Struktura chlorofylu je pozoruhodně podobná struktuře hemoglobinu, červeného krevního barviva, které přenáší kyslík v krvi živočichů. Hlavní rozdíl spočívá v centrálním atomu – zatímco chlorofyl obsahuje hořčík, hemoglobin obsahuje železo.

Existuje několik typů chlorofylu, které se mírně liší svou chemickou strukturou a absorpčním spektrem:

Chlorofyl a: Je nejdůležitější a vyskytuje se u všech fotosyntetizujících organismů (rostlin, řas, sinic). Má modrozelenou barvu a je klíčový pro přeměnu světelné energie na chemickou.
Chlorofyl b: Vyskytuje se u vyšších rostlin a zelených řas. Má žlutozelenou barvu a funguje jako doplňkový pigment, který rozšiřuje spektrum absorbovaného světla.
Chlorofyl c1 a c2: Nachází se u hnědých řas a rozsivek.
Chlorofyl d: Vyskytuje se u některých sinic a ruduch.
Chlorofyl f: Objeven v roce 2010, umožňuje některým sinicím využívat i infračervené světlo.

☀️ Role ve fotosyntéze

Chlorofyl je nezbytný pro první fázi fotosyntézy, tzv. světelnou fázi. Jeho hlavní funkcí je pohlcovat světelnou energii ze Slunce. Molekuly chlorofylu jsou organizovány do komplexů zvaných fotosystémy (Fotosystém I a II), které se nacházejí v thylakoidních membránách uvnitř chloroplastů.

Chlorofyl nejefektivněji absorbuje světlo v modrofialové a červené části viditelného spektra. Naopak zelenou část spektra odráží, a proto se nám rostliny jeví jako zelené. Pohlcená energie uvede elektrony v molekule chlorofylu do excitovaného stavu. Tato energie je následně využita k rozkladu molekul vody (fotolýza vody), při čemž se uvolňuje kyslík, a k vytvoření energetických molekul ATP a NADPH. Tyto molekuly pak slouží jako "palivo" pro druhou, temnostní fázi fotosyntézy (Calvinův cyklus), kde dochází k fixaci oxidu uhličitého a tvorbě sacharidů.

🌿 Výskyt v přírodě

Chlorofyl se nachází ve všech zelených částech rostlin, především v listech. Dále je přítomen v řasách, od mikroskopických jednobuněčných až po velké chaluhy, a v sinicích. Na podzim, když se dny zkracují a ochlazuje se, rostliny produkci chlorofylu zastavují. Zelená barva tak ustupuje a odhalují se další pigmenty přítomné v listech, jako jsou žluté a oranžové karotenoidy, což způsobuje typické podzimní zbarvení listů.

Nejbohatšími přírodními zdroji chlorofylu jsou:

Listová zelenina: špenát, kadeřávek, mangold, rukola.
Bylinky: petržel, koriandr, kopřiva, medvědí česnek.
Zelená zelenina: brokolice, růžičková kapusta, chřest.
Sladkovodní a mořské řasy: chlorella, spirulina.
Mladý ječmen]] a mladá pšenice.

⏳ Historie objevu

Chlorofyl byl poprvé izolován a pojmenován v roce 1817 francouzskými chemiky Josephem Caventouem a Pierrem Pelletierem. Významný pokrok v pochopení jeho struktury přišel na začátku 20. století díky práci německého chemika Richarda Willstättera, který za svůj výzkum obdržel v roce 1915 Nobelovu cenu za chemii. Zjistil, že molekula obsahuje centrální atom hořčíku. Kompletní chemickou strukturu chlorofylu a objasnil v roce 1940 německý chemik Hans Fischer, nositel Nobelovy ceny z roku 1930 za výzkum struktury hemu, čímž definitivně potvrdil podobnost mezi oběma "pigmenty života".

💡 Využití a aplikace

Kromě své zásadní biologické role má chlorofyl i řadu praktických využití.

Potravinářství: Používá se jako přírodní zelené barvivo pod označením E140. Jeho rozpustnější a stabilnější derivát, chlorofylin (E141), se získává nahrazením hořčíku mědí a používá se k barvení nápojů, dezertů, těstovin a dalších potravin.
Doplňky stravy: Chlorofyl a chlorofylin jsou populární jako doplňky stravy, často prodávané ve formě tekutých kapek, tablet nebo prášku. Přisuzují se jim antioxidační, detoxikační a protizánětlivé účinky. Některé studie naznačují, že může podporovat krvetvorbu, hojení ran a neutralizovat tělesné pachy.
Kosmetika a hygiena: Díky svým deodoračním a antibakteriálním vlastnostem se chlorofyl přidává do zubních past, ústních vod, žvýkaček a deodorantů.

🤔 Chlorofyl pro laiky (Solární panel rostliny)

Představte si rostlinu jako malou, soběstačnou továrnu. Každý list je jako solární panel na střeše této továrny. Chlorofyl jsou miniaturní buňky v těchto panelech, které zachytávají energii ze slunečního svitu. Tato energie funguje jako elektřina, která pohání stroje uvnitř továrny.

Stroje (chemické procesy v rostlině) vezmou jednoduché suroviny – oxid uhličitý ze vzduchu (který my vydechujeme) a vodu z půdy – a pomocí sluneční energie je přemění na cukr (glukózu). Tento cukr je pro rostlinu jídlo a palivo, které potřebuje k růstu. Jako úžasný vedlejší produkt této výroby se do vzduchu uvolňuje kyslík, který zase potřebujeme k dýchání my.

Chlorofyl je tedy ten kouzelný prvek, který spouští celý tento proces – bez něj by "solární panely" nefungovaly a továrna by neměla žádnou energii.

Zdroje