Автор фото: Nevit Dilmen, CC BY-SA 3.0Добре відомо, що під час багатьох хімічних процесів вивільнюється енергія переважно у вигляді тепла (наприклад, при взаємодії лугів і кислот розчини нагріваються) або тепла і світла (при горінні органічних речовин). Іноді буває так, що хімічна енергія випромінюється у вигляді "холодного" світла, так що температура реакційного середовища при цьому майже не змінюється. Такі реакції дістали назву хемілюмінесцентних, а саме явище – хемілюмінесценції. Найяскравіший приклад – холодне свічення фосфору.
Хемілюмінесценція досить поширена в природі. Світяться гриби, деякі бактерії і тварини – медузи, морські і наземні черви, слимаки, ракоподібні, глибоководні риби, деякі комахи тощо.
Надзвичайно цікавими світлоносними істотами є маленькі жучки-світлячки, які спалахують жовто-зеленим світлом у період розмноження.

Досліджено, що світлячку допомагають світитися речовини, які містяться в його організмі: люциферин, люцифераза (фермент, який розщеплює люциферин), молекула аденозинтрифосфату (АТФ) (без неї не було б, власне, хімічної реакції світіння) і кисень. Саме із світлячків були вперше екстраговані й виділені в кристалічному стані дві речовини, завдяки яким власне і відбуваються хемілюмінесцентні реакції в живих організмах. Перша з них – люциферин (від латинської lucifer, «несе світло») - (D-2-(6’-окси-2-бензотіазоліл)-D2-тіазолін-4-карбонова кислота), молекула якого має таку будову:

Друга сполука – фермент люцифераза. При окисненні люцеферину киснем повітря під дією ферменту (люциферази) відбувається світіння. Під час гідролізу АТФ вивільнюється енергія, яка й активує ферментативну реакцію окислення люциферину. При відсутності АТФ ця система "не спрацьовує". Так, добутий у кристалічному вигляді люциферин можна окислити в пробірці або колбі звичайними окисниками, та при цьому енергія вивільнюється у вигляді тепла, а не світла.
Цікаво, що кожна молекула окисленого люциферину випромінює лише один фотон світла, довжина хвилі якого (а отже, й колір) залежить від природи ферментного білка. На це вказує хоча б той факт, що різні види світлячків, які мають цілком тотожні люциферини, випромінюють кванти світла з різною довжиною хвилі.
Оскільки біосинтез АТФ - показник нормальної життєдіяльності клітин, то препарат люциферин - люциферази світляка використовують для виявлення бактеріального зараження в якому-небудь середовищі, для оцінки життєздатності еритроцитів при консервуванні крові, вивчення дії на мікроорганізми антибіотиків тощо.

Доцент кафедри харчової хімії Мазур Л.М.