Grønt pigment som er nødvendig for å kunne utføre fotosyntese. Det finnes flere typer: klorofyll a, b, c, d, og bakterieklorofyller. Grønnalger, moser, karsporeplanter og frøplanter har klorofyll a med blågrønn farge og klorofyll b med gulgrønn farge. Klorofyll a er det primære fotosyntesepigmentet i planter, alger og blågrønnbakterier. Klorofyll b lages fra klorofyll a er et hjelpepigment (aksesorisk pigment) soml virker som antennepigment og overfører eksitasjonsenergi ved resonans til klorofyll a.
Brunalger, dinoflagellater og diatoméer har klorofyll a og c, mens rødalger har klorofyll a og d. Reaksjonssenterklorofyll eksiteres og avgir elektroner til en elektronakseptor (feofytin).
Bakterieklorofyll er klorofyll fra fotosyntetiske bakterier som purpurbakterier og grønne bakterier, unntatt blåbrønnbakterier. Det er både bakterieklorofyll a og bakterieklorofyll b.
Klorofyllmolekylet består av fire pyrrolringer som sammen danner en porfyrinstruktur med konjugerte karbon dobbeltbindinger, og et magnesiumatom (Mg2+) chelatert i midten. Til porfyrinringen er en hale av fytol, et 20-karbon alkohol laget fra isopren, festet til ringen med en esterbinding. Klorofyllene har karakteristiske absorpsjonsspektra, dvs. at spesielle områder av lysspekteret absorberes særlig sterkt: ett i rødt lys og ett i blått. Bakterieklorofyllene absorberer blått lys og ved lengre bølgelengder i rødt og infrarødt.
Den fysiologiske betydning av klorofyll er at lysenergi som absorberes av fargestoffet, blir overført til kjemisk energi som brukes ved assimilasjonen av karbondioksid (fotosyntese). Klorofyll syntetiseres av blomsterplantene bare i lys og når de nødvendige mineralstoffer (nitrogen, magnesium, jern, mangan m.fl.) er til stede. Ved mangel på et av disse oppstår klorose. Kimplanter av nakenfrøete planter kan danne klorofyll også i mørke. I plantecellene finnes klorofyll i membraner.
Hvorfor kan klorofyll fange opp synlig lys ?
Organiske ringstrukturer med konjugerte dobbeltbindinger, det vil si alternerende karbon karbon dobbeltbindinger (-C=C-) og karbon enkeltbindinger, er stabilisert via resonans. Jo flere dobbeltbindinger det er i et molekyl, desto mer skifter absorbsjonen av elektromagnetisk stråling fra ultrafiolett mot synlig lys. Konjugerte dobbeltbindinger gjør at de eksiterte energinivåene til elektronene splittes i flere nivåer og det blir mindre energisprang mellom grunnivå og eksitert nivå i klorofyll. I porfyrinkjernen med de fire tetrapyrrol-ringene i klorofyll, er det i alt 12 konjugerte karbon-karbon dobbeltbindinger, med 24 pi (π)-elektroner, hvor hvert av disse elektronene har en mulighet til å bli eksitert til et høyere energinivå hvis det blir truffet av et foton eller lyskvant.
Farge på andre pigmenter i planter
I karotenoidet beta-karoten er det i alt 11 konjugerte karbon-karbon dobbeltbindinger med 22 π-elektroner, og molekylet blir guloransje når blått lys blir absorbert. Hem i hemoglobin har har 13 karbon-karbon dobbeltbindinger med i alt 26 π-elektroner og er et rødfarget molekyl. I alle organiske pigmenter som har farger, inkludert anthocyaniner, betacyaniner og melaniner, så finner man alternerende karbon-karbon dobbeltbindinger som gjør at synlig lys har nok energi til å eksitere molekylet, noe av lyset blir absorbert og resten blir reflektert eller transmittert.
Hvorfor har klorofyll grønn farge ?
Klorofyll har to sterke absorbsjonsbånd som absorberer rødt og blåfiolett lys, og mindre i grønt , som gir refleksjon og transmisjon av grønt lys fra bladene, derav den grønne fargen . Liten absorbsjon av lys i midten av den synlige delen av lysspektret, i det grønne delen , blir kompensert ved at bladene forekommer ofte i flere sjikt og da blir også det grønne lyset absorbert. Det grønne lyset er også det som trenger lengst inn i et blad. Den første absorbsjonstoppen i blått kalles Soret bånd (Jacque-Louis Soret) som skyldes en transisjon av et π−elektron til en eksitert tilstand π∗ . F.eks. klorofyll a i en aceton-løsning har et absorbsjonsmaksimum i rødt lys ved ca. 663 nanometer m, men ved ca. 680 nanometer m i et intakt blad. I klorofyll b er de to absorbsjonsbåndene i blått og rødt tettere sammen, og gjør det mulig å overføre eksitasjonsenergi i den røde delen av spektret fra klorofyll b til klorofyll a.
Næringsmidler
Klorofyll brukes som grønt fargestoff i næringsmidler, E 140.