Hautbräunung und Sonnenschutz

Sommer - Sonne - Sonnenbrand 31
3.6 Lichtempfindlichkeit der Carotinoide
Versuch 19 Photochemischer Abbau von ß-Carotin auf Filterpapier
Wir geben β-Carotinlösung auf Filterpapier und lassen den Farbstoff eintrocknen. β-Carotin wird
dadurch auf dem Filterpapier gleichmäßig fixiert. Das getrocknet Filterpapier ist einheitlich
gelborange gefärbt. Anschließend legen wir unterschiedliche gefärbte Farbgläser aus die Filterpapiere
und setzen die Proben intensiver Sonnenbestrahlung aus. das Foto zeigt das Aussehen der Proben
nach mehrstündiger Bestrahlung vor und nach Entfernen der Alufolie bzw. der Farbgläser:
Abb. 34 Filterpapiere nach mehrstündiger Bestrahlung mit Sonnenlicht
Beobachtung: Die ungeschützten Stellen sind völlig ausgebleicht. Unter der Alufolie ist die Färbung
unverändert, ebenfalls unter den Farbgläsern. Unter dem blauen Farbglas hat sich ein leichte
Entfärbung eingestellt.
Deutung: Die Carotinmoleküle werden durch Licht angeregt. Es kommt zu chemischen Reaktion
angeregter ß-Carotin-Moleküle. Es gibt mehrere Reaktionsmöglichkeiten: trans-cis-Isomerisierungen
und Cycloadditionen in und zwischen ß-Carotin-Molekülen, Peroxid- und Hydroperoxid-Bildung
unter Beteiligung des Sauerstoffs aus der Luft, sowie Fragmentierung des ß-Carotins unter Bildung
von Carbonylverbindungen ähnlich wie bei der Ozonolyse. Es ist auch nicht auszuschließen, dass
angeregte ß-Carotin-Moleküle mit dem Trägermaterial Cellulose reagieren. Eine entsprechende
Reaktionsfolge könnte beispielsweise mit der Abstraktion eines H-Atoms durch ein angeregtes ß-
Carotin-Molekül aus der Cellulose beginnen. Unter den aufgezählten Reaktionswegen gibt es mehrere,
die zur Unterbrechung des konjugierten π-Systems im ß-Carotin-Molekül führen. Die höhere
photochemische Empfindlichkeit des ß-Carotins bei Blaulicht gegenüber Rotlicht ist darauf
zurückzuführen, dass die Absorptionsmaxima von ß-Carotin eben genau in diesem, dem kurzwelligen
Bereich des sichtbaren Spektrums liegen. 18
18 http://www.chemiedidaktik.uni-wuppertal.de/alte_seite_du/material/carotin/carver.html#6