本帖最后由 草戒指 于 2012-12-12 15:53 编辑

一、简谈类胡萝卜素

在水草的栽培领域中谈有关类胡萝卜素的话题，可能显得有些冷门，或不易引起多数人的兴趣，不过，我仍然乐意把这个话题掀开，主要的理由是，类胡萝卜素不仅在水草的光合作用中，扮演了一个相当重要的角色，而且也关系到水草的姿色。  

水草的光合作用是否能顺利进行，深深影响水草的育成与否；水草的姿色是否美丽，能反映出我们栽培的品质；这些都与水草中类胡萝卜素有关，所以我们有必要进一步对色素进行了解。  



类胡萝卜素为生物学上极重要的化合物，广泛存在于绿色植物中。类胡萝卜素属于脂溶性色素，顏色以黄色、橙色及红色为主，到目前为止已经有700多种的类胡萝卜素，分别从不同植物中被分离及鉴定出来。在水草植物体中当然也存在许多这类色素，主要存在於叶绿体内，发挥著特殊的功能。

二、类胡萝卜素简介  

最早发现的类胡萝卜素，是从胡萝卜的根中分离出来的橙黄色胡萝卜素（carotene），分子式為C40H56。后来又陆续从其他植物体或果实中，分离出此种碳氢化合物，以及其他许多类似的物质，遂把它们统称為类胡萝卜素。  

就结构而言，类胡萝卜素主要含有八个异戊二稀，在分子中间形成一序列共轭双键所形成的一系列化合物，种类非常多，不过可以分为两类：一类只含碳氢的化合物，称胡萝卜素；另一种为含氧的衍生物，称叶黄素(xanthophyll)。也就是说，叶黄素是胡萝卜素的氧化态（或衍生的醇）。  



类胡萝卜素很容易从果实、花冠、花粉、柱头等有色体中被发现，但它也存在于所有植物的叶片中，因为它的顏色被叶绿素所遮盖，所以不容易被察觉。不过当日照较短的秋天来临，再加上气温降低，叶子就会减少叶绿素的制造，原有的叶绿素也会慢慢的被破坏；此时类胡萝卜素在数量上也会渐渐占优势，使树叶逐渐呈现类胡萝卜素的美丽色彩。  

通常，在叶片中，叶黄素含量往往超胡萝卜素，其质量比约为2：l。胡萝卜素又分为三种异构物，即α-、β-和γ-胡萝卜素。在植物中最丰富者，为β-胡萝卜素，存在于叶绿体内。当然，水草也不例外。  

三、在光合作用中的角色

类胡萝卜素在植物生命活动中，最重要的功能是，它担负著光合作用的辅助色素，可以吸收叶绿素所吸收不到的光波长，并将光能传递给叶绿素运用，使可驱使光合作用的色光光谱变宽了。其次是，过度的光强度会破坏叶绿素，但有些类胡萝卜素可以吸收叶绿素上多余的能量，避免叶绿素遭到光氧化而分解。因此类胡萝卜素既是光合作用光能的受体，又是叶绿素的保护色素。  

类胡萝卜素位於叶绿体内的「类囊体膜」上，这层膜其实是一种光捕捉复合物，为由蛋白质分子、叶绿素分子、类胡萝卜素分子和脂类分子等，所组成的一个复杂分子体系，它们被镶嵌在此膜中。光合作用中吸收光能就是通过膜上色素进行的，因此它是光合作用最重要的胞器，它的功能就好像太阳能板，负责接受太阳能并将它传给光反应中心。  



类胡萝卜素基本上不吸收黄光，从而呈现黄色。但它可以吸收绿光，这是叶绿素无法吸收的光能。种植水草的光源，其光质通常是由红、绿、蓝三色光所组成，其中的红、蓝光可以被叶绿素吸收，绿光可以被类胡萝卜素吸收，使水草对光能的利用得以扩大许多。  

类胡萝卜素除了可以协助光合作用外，也可以保护叶绿素，避免在强光下，叶绿素产生「光氧化」作用而破坏。当色素所吸收的大量能量，无法顺利从激发态的叶绿素分子传到另一个非激发态的分子时，这些能量会将氧分子激发成自由基。自由基非常具有反应性，易与叶绿素发生氧化作用，使叶绿素分解。不过类胡萝卜素能将激发态叶绿素的能量接收，避免活性氧自由基產生，这些多余的能量在稍后会以热能的形式散出，因而达到保护叶绿素免於受到光氧化之后果。