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行光合作用的生物體含有的一類綠色色素。葉綠素有多種，例如葉綠素a、b、c和d，以及細菌葉綠素和綠菌屬葉綠素等，與食品有關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行光合作用的生物體含有的一類綠色色素。

其結構共同特點是結構中包括四個吡咯構成的卟啉環，四個吡咯與金屬鎂元素結合。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的類囊體膜上。

在葉綠體內，葉綠素可看成是嵌在蛋白質層和帶有一個位于葉綠素植醇鏈旁邊的類胡蘿卜素脂類之間。當細胞死亡后，葉綠素即從葉綠體內游離出來，游離葉綠素很不穩定，光、酸、堿、氧、氧化劑等都會使其分解。

葉綠素是植物進行光合作用時必須的催化劑。葉綠素a為藍黑色晶體，熔點150-153℃，葉綠素b為深色晶體，熔點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

葉綠素在陽光的作用下，能將空氣中的二氧化碳和水合成有機物，同時釋放出氧氣，被稱為光合作用。從而為人類提供糧食和能源。

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

預防DNA的氧化損傷作用，并通過螯合各種促氧化金屬離子而抑制脂質氧化。

在體外研究中，葉綠素可抑制胰腺癌細胞；在動物研究中，給高脂膳食造成的肥胖小鼠灌喂菠菜葉綠素提取物，可以減輕內毒素血癥，降低多個炎癥反應指標。

20世紀90年代，人們發現葉綠素及其衍生物可以抑制多種化學致癌物的致突變作用。在黃曲霉毒素污染地區的人體研究中發現，應用葉綠酸或富含葉綠素的食物進行預防干預，可以降低體內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的肝癌風險。

血紅素有催化脂質氧化的作用，因此吃得過多時會促進細胞過度增殖，產生細胞毒性。食用含有大量葉綠素的食物，葉綠素會替代血紅素，保護人體不被過多的血紅素危害。

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

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

葉綠素的化學性質

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呈藍綠色，而葉綠素b呈黃綠色。按化學性質來說，葉綠素是葉綠酸的酯，能發生皂化反應。葉綠酸是雙羧酸，其中一個羧基被甲醇所酯化，另一個被葉醇所酯化。

葉綠素分子含有一個卟啉環的“頭部”和一個葉綠醇的“尾巴”。鎂原子居于卟啉環的中央，偏向于帶正電荷，與其相聯的氮原子則偏向于帶負電荷，因而卟啉具有極性，是親水的，可以與蛋白質結合。葉醇是由四個異戊二烯單位組成的雙萜，是一個親脂的脂肪鏈，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合，形成銅代葉綠素，顏色比原來更穩定。人們常根據這一原理用醋酸銅處理來保存綠色植物標本。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、乙醚等有機溶劑中。由于在結構上的差別，葉綠素a呈藍綠色，b呈黃綠色。在光下易被氧化而退色。葉綠素是雙羧酸的酯，與堿發生皂化反應。

葉綠素不是很穩定，光、酸、堿、氧、氧化劑等都會使其分解。酸性條件下，葉綠素分子很容易失去卟啉環中的鎂成為去鎂葉綠素。葉綠素溶液能進行部分類似光合作用的反應，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生光電位和光電流，也能催化某些氧化還原反應。