Pigment

Pigment on keemiline värvaine, mis neelab valikuliselt valgust. Pigmente kasutatakse laialdaselt paljudes tööstusharudes, sealhulgas kunstis, kosmeetikas, toiduainetööstuses, trükkimises, tekstiilitööstuses ja paljudes teistes valdkondades. Pigmendid võivad erineda keemilise struktuuri, päritolu ja värvi poolest. 

Erinevates valdkondades tähistab "pigment" mitmeid mõisteid:

Bioloogias on pigmendid looduslikud värvained, mis annavad koele või muule struktuurile värvuse. Paljud neist omavad ka biokeemilisi või teisi funktsioone, neid nimetatakse kaaspigmentideks. Kaaspigmente on leitud paljude autotroofide kloroplastidest ja tsüanobakteritest.
Keemias ja kunstis räägitakse värvipigmentidest, mis võivad päritolult olla nii orgaanilised kui ka anorgaanilised.

 Taimsed ja vetikalised pigmendid 
Taimed kasutavad erinevaid pigmente, et kujundada oma välisilme ja täita olulisi funktsioone. Mõned peamised taimsete pigmentide tüübid hõlmavad klorofülle, karotenoide ja antotsüaniine.

 Klorofüllid 
pisi|Klorofüll on taimede olulisem pigment, mis annab taimedele iseloomuliku rohelise värvuse ja viib läbi fotosünteesi (Quercus robur)
Klorofüllid on peamised taimedes leiduvad pigmendid, mis on eluliselt olulised fotosünteesi protsessis. Neid leidub rohkesti taimede rohelistes osades, nagu lehed ja varred, andes taimedele iseloomuliku rohelise värvuse. Klorofülli leidub ka mõnel vee elustiku esindajatel ja mikro organismides.

Klorofüll-a on peamine klorofüll taimede fotosünteesi protsessis, mis neelab valgust ja muundab selle energiaks. Peamiselt rohelise värvusega.

Klorofüll-b on täiendav klorofüll, mis aitab kaasa valguse neeldumisele ja selle ülekandele klorofüll-a-le. Selle värvus on veidi sinakam kui klorofüll-a'l.

Klorofüll-c ja klorofüll-d on levinud merevetikates. Need neelavad erinevaid valguslainepikkusi, võimaldades fotosünteesi sügavamates vetes.

 Klorofülli koostis 
Klorofüll on kloriini pigment, mille struktuur meenutab porfüriinipigmentide oma. Klorofülli kloriiniringi keskel paikneb magneesiumi ioon, mis aitab valgusel neelduda.

 Karotenoidid 
pisi|Sügislehed on kollased ja oranžid, sest siis hakkab klorofüll lagunema ja toob välja karotenoidide värvid (Acer platanoides)
Karotenoidid moodustavad laia ja mitmekesise grupi orgaanilisi pigmente, mida leidub taimedes, vetikates ja bakterites kuid võib leiduda ka loomades. Need annavad tavaliselt soojasid värve, ehk värve kollasest punaseni.

Karotenoidid on tetraterpenoidsed pigmendid, mis jaotuvad kaheks rühmaks: karoteenideks, mis koosnevad ainult süsinikust ja vesinikust, ning nende oksüdeerunud derivaatideks, mida nimetatakse ksantofüllideks.

 Alfa- ja beetakaroteen 
Alfakaroteen ja beetakaroteen on kaks karotenoidi, mis kuuluvad A-vitamiini eelkäijate hulka. Need mängivad olulist rolli organismi tervise ja immuunsüsteemi toetamisel ning neid on leitud erinevatest köögiviljadest ja puuviljadest. Mõlemat leidub näiteks porgandites.

 Lükopeen 
Lükopeen on tugev antioksüdant, mis aitab neutraliseerida vabu radikaale organismis. See annab mitmetele punastele ja roosadele puuviljadele ja köögiviljadele nende iseloomuliku värvi. Seda leidub näiteks tomatites, roosades greipides ja arbuusis. See ei ole seotud A-vitamiini tootmisega.

 Krüptoksantiin 
Beetakrüptoksantiin on oranž karotenoid, mis kuulub ksantofüllide rühma. See on tuntud oma antioksüdantsete omaduste poolest ja on struktuuriliselt sarnane beetakaroteenile. Samuti on see üks A-vitamiini protomolekulidest. Seda leidub näiteks apelsinides aga ka munakollases.

 Violaksantiin 
Kollakas pigment, mis annab sügisel lehtedele kollaka värvuse.

 Luteiin ja Zeaksantiin: 
Kuigi need karotenoidid on tuntud eelkõige taimsetest allikatest, nagu lehtköögiviljad, leidub neid ka loomsetes kudedes. Need karotenoidid on eriti olulised silma tervisele. Nad asuvad silma võrkkestas ja aitavad kaitsta silma kahjuliku päikesevalguse eest, toetades seeläbi nägemist. Luteiin esineb alati koos zeaksantiiniga.

 Astaksantiin: 
Astaksantiin on punane karotenoid, mida leidub peamiselt vetikates, krillides, lõhes ja teistes mereorganismides. See on tugev antioksüdant, mis aitab kaitsta rakke oksüdatiivse stressi eest. Astaksantiin on eriti tuntud oma põletikuvastaste omaduste poolest. Seda peetakse ka kõige tugevamaks orgaaniliseks antioksüdandiks.
 Antotsüaniinid 
pisi|Paljud lillede värvid tulevad antotsüaniinidelt, nii ka õielehtede punased värvid (Paeonia suffruticosa Yatsuka)
Antotsüaniinid on flavonoidid, mis vastutavad taimede erksate ja mitmekesiste värvide eest, näiteks punane, lilla, ja sinine. Need pigmendid on vesilahustuvad ja neid leidub tavaliselt taimede rakuseintes. Loodusest on leitud üle 600 antotsüaniidi. Antotsüaniinide täpsed funktsioonid taimedes ei ole veel täielikult mõistetavad. Nende pigmentide esinemine viljades ja õites mõjutab tolmeldajate ligimeelitamist ning soodustab seemnelevikut. Samuti on arvatud, et antotsüaniinid aitavad taimedel vastu seista stressi tingimustele, näiteks UV-kiirgusele või patogeenidele.

Antotsüaniinid ei ole, erinevalt karotenoididest, lehes kogu kasvuperioodi jooksul püsivalt esindatud, vaid neid toodetakse aktiivselt suve lõpus. Nende tekkimine sõltub suhkru lagunemisest valguse juuresolekul, ning ka lehes oleva fosfori hulgast.. Sügiseste oranžide lehtede ilmumine on tulemus antotsüaniinide ja karotenoidide koostoimest.

 Fükobiliproteiinid 
Fükobiliproteiine liigitatakse enamasti kolmeks allofükotsüaniin, fükotsüaniin ja fükoerütriin.

Need mängivad olulist rolli sinivetikate, punavetikate, neelvetikate ja glaukotsüstofüütide fotosünteesi protsessis, olles peamised valgust neelavad pigmendid. Need antennpigmentid neelavad valgust nähtava spektri rohelises piirkonnas, kus klorofülli neeldumine on nõrgem. Nende ülesanne on ergastuse ülekandmine klorofüll a molekulile, aidates optimeerida valguse energia kogumist ja sellega parandades fotosünteesi efektiivsust.

 Loomsed pigmendid 
pisi|sinine mürginoole konn (Dendrobates tinctorius azureus) on üks väheseid loomi, kellel värvus tuleb sinisest pigmendist. Enamasti saavad loomad oma sinise värvuse struktuurist.
Loomsed pigmendid on enamasti jagatud kromatoforideks. Kromatoforid on rakud, mis toodavad värvi ja on pigmenti sisaldavad rakud või rakkude rühmad. Neid leidub mitmesugustes loomades, sealhulgas kahepaiksetes, kalades, roomajates, vähkides ja kaheksajalgades. Sõltuvalt sellest eristatakse erinevaid tüüpe. Näiteks ksantofoorid kannavad kollast pigmenti, melanofoorid musta pigmenti, erütrofoorid punast pigmenti, leukofoorid valget pigmenti ja tsüanofoorid sinist pigmenti.

 Melaniin 
pisi|Punarebase (Vulpes vulpes) melanisliku vormi nimetatakse hõbe rebaseks.
pisi|Albinodel isenditel puudub melaniin, mis jätab nad UV eest kaitsetuks. Enamus neist on ka pimedad või halva nägemisega. (Macropus rufogriseus rufogriseus)
Melaniin on pigmentide grupp, mis annavad värvi juustele, nahale ja silmadele. Need on biopolümeerid, mis sisaldavad erinevaid struktuure ja mängivad olulist rolli organismide välimuse mitmekesisuses. Melaniine on viit põhitüüpi: eumelaniin, feomelaniin, neuromelaniin, peamiselt seentes leiduv allomelaniin ja bakterites leiduv püomelaniin. Kui organismis on liigselt melaniini, siis tekib melanism. Kui melaniini on liiga vähe siis tekib albinism.

 Eumelaniin 
Eumelaniin on valguse tõhus neelaja; pigment suudab hajutada üle 99,9% neelatud UV-kiirgusest. Selle omaduse tõttu arvatakse, et eumelaniin kaitseb naharakke UVA- ja UVB-kiirgusest põhjustatud kahjustuste eest, vähendades foolhappe ammendumise ja dermaalse lagunemise riski. Eumelaniin on põhiline melaniin, mis annab inimestele neile omase nahavärvuse. Eumelaniine on kaks, must ja pruun. Väike kogus musta eumelaniini, kui teisi pigmente pole, põhjustab halli juuksevärvi. Väike kogus pruuni eumelaniini, kui teisi pigmente pole, põhjustab blondi juuksevärvi. 

 Feomelaniinid 
Feomelaniinid annavad erinevaid kollakaid kuni punakaid värvitoone. Neid leidub eriti huultes ja suguelundites. Kui juustesse seguneb väike kogus pruuni eumelaniini, mis muidu põhjustaks blondi juuksevärvi, koos punase feomelaniiniga, on tulemuseks oranžid juuksed, mida tavaliselt nimetatakse "punaseks". Feomelaniin on samuti olemas nahas, mis annab punapeadele sageli roosakama naha.

 Neuromelaniin 
Neuromelaniin annab teatud aju osadele, näiteks mustaine või locus coeruleus, erilise värvuse. See on melaniini tüüp ja sarnaneb teiste perifeersete melaniini vormidega. Neuromelaniin ei lahustu orgaanilistes ühendites ja seda saab värvida hõbedaga. Seda nimetatakse neuromelaniiniks selle funktsiooni ja värvuse muutuse tõttu, mis ilmneb kudedes, kus seda leidub.

 Porfüriinid 
Porfüriinid on orgaanilised molekulid, mis mängivad olulist rolli paljudes bioloogilistes protsessides, eriti seoses hapniku sidumise ja transportimisega. Need on tasapinnalised ja keerulise struktuuriga orgaanilised ühendid. Porfüünid, mille keskel on raua aatom kutsutakse hemoglobiiniks ja müoglobiiniks. Raua aatom annab neile punaka värvuse. 

Porfüriinid, kus raua rühm on vase rühmaga asendatud kutsutakse hemotsüaniiniks. See annab molluskite verele sinise värvuse.

Biliverdiin on metaboliit, mida toodab heemi lagundav hemioksügenaasi ensüüm. See annab verevalumitele paranedes rohelise värvuse.

 Anorgaanilised pigmendid 
Anorgaanilised pigmendid on keemilised ühendid, mis ei sisalda orgaanilisi süsivesinikke. Need pigmendid on mineraalsed või sünteetilise päritoluga ja  neid leidub mitmesugustes looduslikes allikates või on valmistatud laboritingimustes. Anorgaanilisi pigmente iseloomustab sageli nende vastupidavus, stabiilsus ja erksad värvitoonid. Selle tõttu kasutatakse neid sageli värvipigmentidena.

 Vaata ka 
Pigmentatsioon
Luminestsents

 Viited