Ksantofyllit – keltaiset kasvipigmentit: määritelmä ja merkitys

Ksantofyllit — keltaiset kasvipigmentit: selkeä määritelmä, merkitys lehtien värissä ja rooli valon puutteessa sekä ero klorofylliin.

Ksantofyllit ovat erilaisia keltaisia pigmenttejä, joita voi nähdä luonnossa. Niitä esiintyy useimpien vihreiden kasvien lehdissä ja monissa muissa kudoksissa, kuten kukissa, hedelmissä ja lehtivihreää sisältävissä levissä. Usein ksantofyllit ovat kuitenkin lehdissä piilossa, koska vahva klorofylli antaa lehdelle vihreän värin. Ksantofyllit ovat karotenoidien happipitoisia alaryhmä, ja niiden synteesi on kasveissa monilta osin valoa säätelevää; niiden esiintyminen ei siis ole täysin riippumaton valosta, kuten joskus virheellisesti väitetään. Ksantofyllit muuttuvat näkyviksi esimerkiksi silloin, kun klorofylli hajoaa tai vähenee (esim. lehtien syksyinen ruska, stressi tai etiolyysi).

Rakenne ja tyypit

Ksantofyllit ovat oksidoituneita karotenoideja, eli ne sisältävät happiatomeja ja ovat usein polarimpia kuin karoteenit. Tunnetuimpia ksantofyllejä ovat muun muassa:

• luteiini
• zeaksantiini
• violak­santiini
• neoksantii­ni

Nämä yhdisteet eroavat kemiallisesti ja spektroskooppisesti, mutta yleisesti ne absorboivat sinistä valoa, mikä antaa niille keltaisen tai oranssin sävyn.

Toiminnot kasveissa

Ksantofyllit eivät ole vain väripigmenttejä: niillä on useita tärkeitä tehtäviä kasvin fysiologiassa.

• Valosuojaus ja fotoprotektio: ksantofyllit osallistuvat ylimääräisen valoenergian poistamiseen eli non-photochemical quenching -prosessiin, jolloin ne suojaavat lehtivihreää ja fotosynteettisiä fotokemiallisia järjestelmiä vaurioilta.
• Valonkeräys: osana valonkeräyskomplekseja ne voivat siirtää valon energiaa klorofyllille.
• Antioksidanttinen vaikutus: suojaavat soluja reaktiivisilta happilajeilta.

Näkyminen lehdissä ja vuodenaikavaihtelut

Ksantofyllit näkyvät lehdissä yleensä silloin, kun klorofyllin määrä vähenee tai hajoaa. Tämä tapahtuu tyypillisesti syksyllä lehtien ruskan aikaan, mutta myös kasvuston stressissä, ikääntymisessä (senescence) tai valottomissa olosuhteissa (etiolyysi), joissa klorofyllin synteesi estyy. Toisin sanoen keltaiset sävyt eivät välttämättä "tuotu" valosta riippumatta, vaan ne ovat usein läsnä koko ajan mutta peittyvät klorofyllin alle.

Ihmisten terveys ja käyttö

Ksantofyllit, erityisesti luteiini ja zeaksantiini, ovat merkittäviä myös ihmisen ravitsemuksessa. Ne kertyvät silmän verkkokalvon keskialueelle (makulaan) ja voivat suojata näköä ikään liittyvältä makuladegeneraatiolta. Ksantofyllejä käytetään myös elintarvike- ja kosmetiikkaväriaineina sekä ravintolisänä.

Tutkimus ja tunnistus

Ksantofyllien erottaminen ja määritys tehdään yleensä kromatografisilla menetelmillä (esim. HPLC) ja spektrofotometrialla, joiden avulla voidaan tunnistaa yksittäiset yhdisteet ja niiden isomeriat. Biokemialliset tutkimukset selvittävät niiden roolia fotosynteesissä ja sopeutumisessa muuttuvaan valoon.

Nimi tulee kreikan sanoista "keltainen" (xanthos, ξανθός) ja "lehti" (phyllon, φύλλον), mikä heijastaa pigmenttien tyypillistä keltaista väriä ja niiden yleistä yhteyttä lehtiin.

Hae kirjaimella