叶绿素或色素
叶绿素
与光合作用有关的最重要的色素之一。光合作用是通过合成一些有机化合物将光能转化为化学能的过程。叶绿素存在于几乎所有的光合生物中，包括绿色植物、原核蓝绿藻(蓝细菌)和真核藻类。叶绿素从光线中吸收能量，然后利用能量将二氧化碳转化为碳水化合物。
叶绿素有几种不同的类型:叶绿素a和叶绿素b是主要类型，存在于高等植物和绿藻中；叶绿素c和d存在于各种藻类中，常与叶绿素a共存；叶绿素e很罕见，存在于一些小球藻中；细菌叶绿素存在于某些细菌中。在绿色植物中，叶绿素存在于称为叶绿体的细胞器中的膜状盘状单元(类囊体)中。叶绿素分子含有一个中心镁原子和一个围绕它的含氮结构，称为卟啉环。卟啉环上连接着一条很长的碳氢侧链(称为叶绿酸链)。叶绿素种类的差异是由一些侧基的细微变化引起的。叶绿素在结构上与血红素非常相似，血红素是一种在哺乳动物和其他脊椎动物的红细胞中发现的携带氧气的色素。
分子立体模型绿色植物利用空气中的二氧化碳、阳光、水和土壤中的矿物质为自己制造食物。整个过程被称为“光合作用”，所需的阳光被叶片中的绿色元素吸收。这种绿色的有机化合物就是叶绿素。
叶绿素:光合作用膜中的绿色色素，是光合作用中捕捉光的主要成分。
高等植物叶绿体中的叶绿素(chl)主要包括叶绿素A和叶绿素B，分子式:C40H70O5N4Mg，属于人工合成的天然低分子有机物。叶绿素不是一种芳香化合物。它们不溶于水，但溶于有机溶剂，如乙醇、丙酮、乙醚和氯仿。在颜色上，叶绿素a是蓝绿色，叶绿素b是黄绿色。在右图所示的叶绿素结构图中，可以看到这种分子含有三种类型的双键，即碳碳双键、碳氧双键和碳氮双键。根据化学性质，叶绿素是叶绿酸的酯，可以发生皂化反应。叶绿素是一种二羧酸，其中一个羧基被甲醇酯化，另一个被植醇酯化。
叶绿素分子包含一个卟啉环的“头”和一个叶绿醇的“尾”。镁原子位于卟啉环的中心，倾向于带正电荷，而与之缔合的氮原子倾向于带负电荷，所以卟啉具有极性、亲水性，能与蛋白质结合。叶醇是由四个异戊二烯单元组成的二萜，是亲脂性的脂肪链，决定了叶绿素的脂溶性。叶绿素不参与氢转移或氢氧化还原，只以电子转移(电子得失引起的氧化还原)和* * *轭转移(直接能量转移)的形式参与能量转移。
卟啉环中的镁原子可以被H+、Cu2 ++和Zn2+取代。当叶子用酸处理时，H+很容易进入叶绿体，取代镁原子形成脱镁叶绿素，使叶子变成褐色。脱镁叶绿素容易与铜离子结合形成铜叶绿素，颜色比以前更稳定。人们常根据这一原理用醋酸铜处理绿色植物标本。
* * *有A，B，C，d4。所有在光合作用中释放氧气的植物都含有叶绿素a；叶绿素b存在于高等植物、绿藻和裸藻中；叶绿素c存在于硅藻、鞭毛虫和褐藻中，叶绿素d存在于红藻中。叶绿素a的分子结构由四个吡咯环通过四个甲基烯基(= ch-)连接形成环状结构，称为卟啉(环上有侧链)。卟啉环中心有1个镁原子，还有环戊酮(ⅴ)。ⅳ环上的丙酸被叶绿素(C20H39OH)酯化皂化成钾盐，溶于水。在酸性环境中，卟啉环中的镁可以被H取代，称为脱镁叶绿素，呈棕色。当H被铜或锌取代时，它的颜色又变成绿色。这种色素稳定，遇光不褪色，不被酸破坏。这一特性用于保存浸泡过的植物标本。在光合作用中，大部分叶绿素用于吸收和传递光能，只有少数叶绿素a分子用于转化光能。它们可能在体内与蛋白质结合，存在于类囊体膜上。
叶绿素是亲脂的脂肪链，决定了叶绿素分子的脂溶性，使其溶于丙酮、乙醇、乙醚等有机溶剂。主要吸收红光和蓝紫光(红光的吸收峰在640-660nm，蓝紫光强度在430-450nm)，因为叶绿素基本不吸收绿光，使绿光透射，呈现绿色。由于结构差异，叶绿素A呈现蓝绿色，B呈现黄绿色。在光照下容易被氧化变色。叶绿素是二羧酸的酯，用碱皂化。
叶绿素的作用
造血功能
诺贝尔奖获得者理查德·威尔施塔特(Richard Willstatter)博士和汉斯·费舍尔(Hans Fisher)博士还发现，叶绿素的分子在结构上与人类红细胞的分子非常相似，唯一的区别是它们各自的核心是镁原子和铁原子。所以喝叶绿素对产妇和意外失血的人会有很大的帮助。
帮助清除体内的杀虫剂和药物残留。
营养学家伯纳德·詹森博士(Dr Bernard Jensen)指出，叶绿素可以清除农药和药物残留中的毒素，并能与放射性物质结合将其排出体外。此外，他还发现，健康人的血细胞计数普遍高于患病人，但在吸收大量叶绿素后，患病人的血细胞计数会增加，健康状况会改善。
美容护肤
《新英国医学杂志》曾报道，叶绿素有助于控制内部感染和皮肤问题。美国外科杂志报道，天普大学在1200名患者身上尝试用叶绿素治疗各种疾病，效果极佳。
食品加工和贮藏中叶绿素的变化
①酸和热引起的变化
绿色蔬菜加工中的热烫和杀菌是叶绿素损失的主要原因。在加热下，组织被破坏，细胞内的有机酸成分不再区域化，加强了与叶绿素的接触。更重要的是生成新的有机酸，如乙酸、吡咯烷酮羧酸、草酸、苹果酸、柠檬酸等。由于酸的作用，叶绿素发生退磁反应，生成退磁叶绿素，进而生成叶生叶绿素，食物的颜色变为橄榄绿色甚至棕色。PH是决定除镁反应速率的重要因素。叶绿素在pH9.0时非常耐热。在pH3.0时，它非常不稳定。在加热过程中，植物组织的pH值会下降约1，对叶绿素的降解影响很大。提高蔬菜罐头的pH值是保护绿色的有效方法。加入适量的钙和镁的氢氧化物或氧化物来提高热烫溶液的pH值，可以防止脱镁叶绿素的生成，但会破坏植物的质地、风味和维生素C。
②酶的变化
在植物衰老和贮藏过程中，酶会引起叶绿素的分解和破坏。这种酶促变化可分为直接作用和间接作用。叶绿素酶直接以叶绿素为底物，催化叶绿素中的叶绿醇酯键水解生成叶绿醇叶绿素。脱镁叶绿素也是它的底物，产物是水溶性脱镁叶绿素，呈橄榄绿色。叶绿素酶的最适温度为60 ~ 82℃，在100℃时完全失活。
有蛋白酶、酯酶、脂肪氧合酶、过氧化物酶、果胶酯酶等。蛋白酶和酯酶分解叶绿素蛋白复合物，这使得叶绿素不受保护，更容易受到破坏。脂肪氧化酶和过氧化物酶可以催化相应底物的氧化，它们之间产生的物质会引起叶绿素的氧化分解。果胶酯酶的作用是将果胶水解成果胶酸，从而提高质子浓度，通过脱镁破坏叶绿素。
③光解
在有生命的绿色植物中，叶绿素既能起到光合作用的作用，又不能被分解。但在加工和储存过程中，叶绿素往往受到光和氧的作用，分解成一系列小分子物质而褪色。光解产物为乳酸、柠檬酸、琥珀酸、马来酸和少量丙氨酸。因此，正确选择包装材料和方法，正确使用抗氧化剂，可以防止光氧化褪色。
最新研究前沿
日本发现叶绿素d可能影响全球碳循环。新华网东京2008年8月3日电(记者郑虔)日本一个研究小组在新一期美国《科学》杂志上报告说，在近红外辐射下能进行光合作用的物质叶绿素D广泛存在于地球的海洋和湖泊中，这种叶绿素可能是地球碳循环的驱动力之一。
以往的研究认为，叶绿素d只存在于少数海洋藻类中，分布在海洋非常有限的海域，对地球碳循环的作用可以忽略不计。然而，日本海洋研究开发机构和京都大学联合进行的一项新研究发现，之前的结论是错误的。
根据这两家机构发布的新闻稿，研究人员从北冰洋、日本相模湾、琵琶湖和南极海域采集了水下沉积物，发现所有沉积物中都含有叶绿素d及其光合产物。
公报称，叶绿素d是唯一吸收波长为700纳米至750纳米的近红外线进行光合作用的色素。上述发现表明，近红外线已被用于光合作用，并可能对地球上的碳循环产生影响。
研究人员估计，如果将全球叶绿素d吸收的二氧化碳转化为碳，每年可能约为6543.8亿吨，相当于大气中二氧化碳年均增量的四分之一左右。
颜料也可以叫色标，是表示显示屏亮度的指标标准，也就是我们所说的颜色指数。显示屏的色彩饱满度和精细度是由色标决定的。行业标准是256色，4096色，65536色。彩屏手机色阶提升16倍。
色素的危害:
色素使食物更有吸引力。
许多天然食物都有自己的颜色，能促进人的食欲，增加消化液的分泌，从而有利于消化吸收，是食物的重要感官指标。然而，天然食品在加工和保存过程中容易褪色或变色。为了改善食品的颜色，人们经常在加工食品的过程中添加食用色素来改善感官特性。
在食品中添加色素并不是现代人的专利。其实在中国古代，人们就知道用红曲色素来酿造红酒。自从英国人帕金在1856年合成了第一种人工色素——苯胺紫之后，人工色素也登上了舞台，起到了改善食物颜色的作用。
现在常用的食用色素包括两类:天然色素和合成色素。天然色素来源于天然材料，主要从植物组织中提取，也包括一些来自动物和微生物的色素。合成颜料是指人工化学合成制备的有机颜料，主要由煤焦油中分离出的苯胺染料制成。
长期以来，由于人们没有认识到合成颜料的危害，而且与天然颜料相比，合成颜料具有色泽鲜艳、着色力强、性能稳定、价格低廉等优点。，许多国家在食品加工业中普遍使用合成色素。
一些合成色素会致癌。
随着社会的发展和人民生活水平的提高，越来越多的人质疑在食品中使用合成色素是否会对人体健康造成危害。同时，大量研究报告指出，几乎所有的合成色素都不能给人体提供营养，有些合成色素甚至会危害人体健康。
前苏联在1968-1970对苋菜作为食用色素进行了长期动物实验，发现其致癌率高达22%。美国、英国等国的研究人员也发现，不仅是苋菜红，还有许多其他合成色素对人体有害，可能导致生育能力下降、致畸等。有些色素在人体内可能会转化为致癌物质。研究人员表示，合成色素是由煤焦油制成的，俗称煤焦油色素或苯胺色素，对人体有害。危害包括一般毒性、腹泻、致突变性(基因突变)和致癌作用。
特别是偶氮化合物合成色素的致癌作用更为明显。偶氮化合物在体内可分解形成三种芳香胺类化合物，在体内代谢活动后与靶细胞相互作用可能致癌。此外，很多食用合成色素对自身或其代谢产物有毒性，生产过程中可能会混入砷和铅。过去用于给人造黄油着色的奶油黄早已被证明会导致人类和动物的肝癌，而其他种类的合成色素如橙黄色会导致皮下肉瘤、肝癌、肠癌和恶性淋巴瘤。
各国对合成颜料的态度
世界各国，特别是西方发达国家，不仅对色素对人体健康的影响做了大量的调查研究，而且对食用色素的管理和合成色素的使用都有严格的规定，许多种类的合成色素都被禁止或严格限制。
在丹麦，研究人员建议，与其禁止在食品中添加色素，不如在食品标签上注明添加色素的种类。这样，消费者可以决定是否购买食品。此外，丹麦政府还决定禁止在基础食品中使用色素，并要求所有添加的色素必须在食品标签上标明。丹麦采取这一行动是为了确保对某些色素过敏的人食用不含色素的基本食物。
其他国家更严格地限制某些色素，尤其是偶氮色素在食品中的使用。经过多年的努力，可以合法使用的食用合成色素品种已经大大减少。世界上使用合成颜料最多的时候，有100多个品种。日本批准使用的合成色素有27种，其中16种已被禁用。美国1960允许使用的合成色素有35种，现在只剩下7种。瑞典、芬兰、挪威、印度、丹麦、法国等国家早已禁止使用偶氮颜料，挪威等一些国家已经完全禁止使用任何化学合成颜料。此外，一些国家已经禁止在肉类、鱼类及其加工品、水果及其制品、调味品、婴儿食品、糕点等食品中添加合成色素。
中国限制使用合成色素。
在我国，对食品中添加合成色素也有严格的限制:所有肉类及其加工品、鱼类及其加工品、醋、酱油、腐乳等调味品、水果及其制品、乳及乳制品、婴儿食品、饼干、糕点都不能使用合成色素。只能少量使用软饮料、冷饮、糖果、混合酒、果汁，一般不超过1/10000。
目前我国批准使用的食用合成色素有6个品种，分别是苋菜红、胭脂红、柠檬黄、日落黄、靛蓝、亮蓝。虽然这6种食用合成色素的危害性尚无定论，但它们没有营养价值，对人体健康也没有帮助。如果可以的话尽量不要吃。
事实上，在巨大的经济利益驱动下，我国食品中过度使用合成色素的现象屡禁不止。大家在购买食物时一定要注意不要过分追求食物的颜色。
化妆品中色素的危害不容忽视。
合成色素不仅广泛应用于食品行业，在化妆品行业也有它的影子。
化妆品已经成为人们日常生活中增香养颜的必需品，但是化妆品中的一些物质往往会给爱美人士的健康带来一定的危害，其中就包括色素。
化妆品是一种日用化工产品，含有多种化学物质。据统计，目前世界上大约有7000种化学物质作为化妆品的原料，以不同的比例混合到各种化妆品中，而且大部分化妆品中都含有色素。
一项统计显示，香水是导致皮肤功能障碍最危险的化妆品原料，其次是色素和防腐剂，被称为化妆品的“三害”。香料的伤害比例为50.6%，色素的伤害比例为43.9%，防腐杀菌剂的伤害比例为4.9%。
近年来，由色素引起的皮肤病急剧增加，成为医学、美容和整容领域专家研究的一大课题，以至于他们将这种新型皮肤病命名为“整容美容病”。
有研究人员指出，化妆品中的色素与人体皮肤的色素沉着有一定的关系。色素沉着是正常皮肤上的褐色斑点，严重影响形象，与人类使用化妆品的意图背道而驰。研究人员表示，化妆品中含有的色素也是一种焦油衍生物，长期对光敏感，会导致色素沉着。化妆品引起的色素沉着多伴有皮肤潮红、丘疹等炎症现象。
口红是最常用的化妆品之一。因为涂在嘴唇上，吃的时候容易滑入体内。一般来说，吞下少量口红不太可能对身体造成伤害，但口红中含有色素，长期积累会对身体造成潜在伤害。
色素也是导致人们对化妆品过敏的重要原因之一。常引起烧灼感、瘙痒、脱皮、微痛等过敏症状。
天然色素正在取代合成色素。
与人们对合成色素危害的认识越来越深入相对应，天然色素也越来越受到重视。
与合成色素不同，食用天然色素不仅无毒，而且营养丰富，甚至还有药理作用。目前，开发天然色素，用天然色素替代合成色素，已成为食品和化妆品行业的发展趋势。
据悉，日本允许使用的天然色素有97种，占市场的90%。中国允许使用的天然色素还有48种。
但由于天然色素成分复杂，在加工过程中可能会发生结构变化，也可能会混入杂质，因此不能盲目认为绝对纯净无害。但应该肯定的是，现代化的生产、管理、分析测试、工艺改进等措施可以将合成色素和天然色素的不良影响降低到安全水平。只要严格按照国家法律法规使用合成颜料和天然颜料，颜料就会给人们带来欢乐和愉悦，我们的世界就会变得更加美好。▲
人们喜欢在食物中添加色素，使它的颜色更有吸引力。
儿童应该小心食用含有合成色素的食物。
大量研究报告指出，几乎所有的合成色素都不能给人体提供营养，有些合成色素甚至会危害人体健康，导致生育能力下降、致畸等，有些色素在人体内还可能转化为致癌物质。研究人员表示，合成色素是由煤焦油制成的，俗称煤焦油色素或苯胺色素，对人体有害。危害包括一般毒性、腹泻、致突变性(基因突变)和致癌作用。结果表明，儿童经常食用含有人工添加剂的食品，很可能造成以下危害。
1，导致孩子行为过激。
人们普遍感觉现在的孩子变得越来越任性、调皮、叛逆、情绪不稳定、脾气暴躁、自制力差，这与孩子们喜爱的吸引人的彩色零食中过量食用合成色素有关。最新的科学研究证明，“多动症”和儿童的过激行为与长期过量食用含有合成色素的食物有关。有关专家指出，儿童正处于生长发育期，内脏器官功能相对脆弱，神经系统发育不完善，对化学物质比较敏感。如果他们食用含有合成色素的食物时间过长，会影响神经系统的冲动传递，刺激大脑神经，产生坐立不安、情绪不稳定、注意力不集中、自制力差、思维叛逆、行为过激等症状。
2.吃人工色素会影响孩子的智力发育。
应英国食品标准局的要求，南安普顿大学进行了一项关于食用人工色素对儿童发育影响的研究。结果显示，包括酒石黄和日落黄在内的7种人工色素可能会使儿童的智商降低5分。
3.由于儿童肝脏解毒功能和肾脏排泄功能不够完善，消耗了体内大量的解毒物质，干扰了体内正常的代谢功能，导致腹泻、腹胀、腹痛、营养不良和各种过敏，如皮疹、荨麻疹、哮喘、鼻炎等。
在我国，对食品中添加合成色素也有严格的限制:所有肉类及其加工品、鱼类及其加工品、醋、酱油、腐乳等调味品、水果及其制品、乳及乳制品、婴儿食品、饼干、糕点都不能使用合成色素。只能少量使用软饮料、冷饮、糖果、混合酒、果汁，一般不超过1/10000。
事实上，在巨大的经济利益驱动下，我国食品中过度使用合成色素的现象屡禁不止。大家在购买食物时一定要注意不要过分追求食物的颜色。合成色素没有营养价值，对人体健康没有帮助。能不吃就尽量不吃，尤其是小孩子。