葉綠素是什么 葉綠素的用途

葉綠素是高等植物和其它所有能進(jìn)行光合作用的生物體含有的一類(lèi)綠色色素。葉綠素有多種，例如葉綠素a、b、c和d，以及細(xì)菌葉綠素和綠菌屬葉綠素等，與食品有關(guān)的主要是高等植物中的葉綠素a和b兩種。

葉綠素是什么

葉綠素是高等植物和其它所有能進(jìn)行光合作用的生物體含有的一類(lèi)綠色色素。

其結(jié)構(gòu)共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)中包括四個(gè)吡咯構(gòu)成的卟啉環(huán)，四個(gè)吡咯與金屬鎂元素結(jié)合。葉綠素吸收大部分的紅光和紫光但反射綠光，所以葉綠素呈現(xiàn)綠色，它在光合作用的光吸收中起核心作用。葉綠素存在于葉片的葉綠體內(nèi)的類(lèi)囊體膜上。

在葉綠體內(nèi)，葉綠素可看成是嵌在蛋白質(zhì)層和帶有一個(gè)位于葉綠素植醇鏈旁邊的類(lèi)胡蘿卜素脂類(lèi)之間。當(dāng)細(xì)胞死亡后，葉綠素即從葉綠體內(nèi)游離出來(lái)，游離葉綠素很不穩(wěn)定，光、酸、堿、氧、氧化劑等都會(huì)使其分解。

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用時(shí)必須的催化劑。葉綠素a為藍(lán)黑色晶體，熔點(diǎn)150-153℃，葉綠素b為深色晶體，熔點(diǎn)120-130℃。葉綠素a和葉綠素b均可溶于乙醇、乙醚和丙酮等溶劑，不溶于水，因此，可以用極性溶劑如丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯等提取葉綠素。

葉綠素的用途

葉綠素在陽(yáng)光的作用下，能將空氣中的二氧化碳和水合成有機(jī)物，同時(shí)釋放出氧氣，被稱(chēng)為光合作用。從而為人類(lèi)提供糧食和能源。

葉綠素具有抗氧化、抗突變、抗炎癥、抑制癌細(xì)胞、清除重金屬污染、減輕黃曲霉毒素致癌效果等作用。

預(yù)防DNA的氧化損傷作用，并通過(guò)螯合各種促氧化金屬離子而抑制脂質(zhì)氧化。

在體外研究中，葉綠素可抑制胰腺癌細(xì)胞；在動(dòng)物研究中，給高脂膳食造成的肥胖小鼠灌喂菠菜葉綠素提取物，可以減輕內(nèi)毒素血癥，降低多個(gè)炎癥反應(yīng)指標(biāo)。

20世紀(jì)90年代，人們發(fā)現(xiàn)葉綠素及其衍生物可以抑制多種化學(xué)致癌物的致突變作用。在黃曲霉毒素污染地區(qū)的人體研究中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用葉綠酸或富含葉綠素的食物進(jìn)行預(yù)防干預(yù)，可以降低體內(nèi)黃曲霉毒素代謝物的水平，可能有利于降低黃曲霉毒素污染帶來(lái)的肝癌風(fēng)險(xiǎn)。

血紅素有催化脂質(zhì)氧化的作用，因此吃得過(guò)多時(shí)會(huì)促進(jìn)細(xì)胞過(guò)度增殖，產(chǎn)生細(xì)胞毒性。食用含有大量葉綠素的食物，葉綠素會(huì)替代血紅素，保護(hù)人體不被過(guò)多的血紅素危害。

葉綠素可以螯合多種金屬離子，與重金屬離子的結(jié)合能力尤其很強(qiáng)，葉綠素被用于重金屬污染的清除。

葉綠素呈現(xiàn)黑綠至深綠色油狀物，可溶于乙醚和丙酮等有機(jī)溶劑，微溶于醇，受光、熱或遇酸易褪色，因而需用銅、鐵或鈷來(lái)置換葉綠素中的鎂，以使葉綠素保持穩(wěn)定狀態(tài)。用葉綠素作食品色素可靠性和安全性高。

葉綠素的化學(xué)性質(zhì)

高等植物葉綠體中的葉綠素主要有葉綠素a和葉綠素b兩種。它們不溶于水，而溶于有機(jī)溶劑，如乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等。葉綠素a分子式：C55H72O5N4Mg；葉綠素b分子式：C55H70O6N4Mg。在顏色上，葉綠素a呈藍(lán)綠色，而葉綠素b呈黃綠色。按化學(xué)性質(zhì)來(lái)說(shuō)，葉綠素是葉綠酸的酯，能發(fā)生皂化反應(yīng)。葉綠酸是雙羧酸，其中一個(gè)羧基被甲醇所酯化，另一個(gè)被葉醇所酯化。

葉綠素分子含有一個(gè)卟啉環(huán)的“頭部”和一個(gè)葉綠醇的“尾巴”。鎂原子居于卟啉環(huán)的中央，偏向于帶正電荷，與其相聯(lián)的氮原子則偏向于帶負(fù)電荷，因而卟啉具有極性，是親水的，可以與蛋白質(zhì)結(jié)合。葉醇是由四個(gè)異戊二烯單位組成的雙萜，是一個(gè)親脂的脂肪鏈，它決定了葉綠素的脂溶性。葉綠素不參與氫的傳遞或氫的氧化還原，而僅以電子傳遞及共軛傳遞的方式參與能量的傳遞。

卟啉環(huán)中的鎂原子可被氫離子、銅離子、鋅離子所置換。用酸處理葉片，氫離子易進(jìn)入葉綠體，置換鎂原子形成去鎂葉綠素，使葉片呈褐色。去鎂葉綠素易再與銅離子結(jié)合，形成銅代葉綠素，顏色比原來(lái)更穩(wěn)定。人們常根據(jù)這一原理用醋酸銅處理來(lái)保存綠色植物標(biāo)本。葉綠醇是親脂的脂肪族鏈，由于它的存在而決定了葉綠素分子的脂溶性，使之溶于丙酮、酒精、乙醚等有機(jī)溶劑中。由于在結(jié)構(gòu)上的差別，葉綠素a呈藍(lán)綠色，b呈黃綠色。在光下易被氧化而退色。葉綠素是雙羧酸的酯，與堿發(fā)生皂化反應(yīng)。

葉綠素不是很穩(wěn)定，光、酸、堿、氧、氧化劑等都會(huì)使其分解。酸性條件下，葉綠素分子很容易失去卟啉環(huán)中的鎂成為去鎂葉綠素。葉綠素溶液能進(jìn)行部分類(lèi)似光合作用的反應(yīng)，在光下使某些化合物氧化或還原。人工制備的葉綠素膜在光下能產(chǎn)生光電位和光電流，也能催化某些氧化還原反應(yīng)。