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叶绿素的作用

来源: 本站  类别:技术文章  更新时间:2013-10-21 11:45:30  阅读

 
叶绿素(Chlorophyll)是植物体内光合作用赖以进行的物质基础,广泛存在于高等植物的叶绿体中,是叶绿体中最为重要的一类光合色素。叶绿素有四种,分别是叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c、叶绿素d。它是植物吸收光线的主要成分。早在1818年,Pellatier首先从植物中萃取得到一种绿色色素并命名为叶绿素。1838年Berzelius报道了有关叶绿素的萃取方法。到1864年Stoke又发现叶绿素并非单体,而是绿色色素的混合物。但直到1906年,色谱法的发明者Tsvet才成功地从高等植物的叶绿体中分离出的叶绿素A和B。随后在1993年Willstatter成功地阐明了叶绿素的结构,他因此获得1915年度的诺贝尔化学奖。到了60年代,人们成功地人工合成叶绿素。叶绿素实际上见于所有能营光合作用的生物体,包括绿色植物、原核的蓝绿藻(蓝菌)和真核的藻类。叶绿素从光中吸收能量,然后能量被用来将二氧化碳转变为碳水化合物。
叶绿素的测定仪器有很多,常见的是SPAD502便携式叶绿素测定仪
一、叶绿素物化性质
叶绿素是一类含镁卟啉衍生物的泛称,其中以叶绿素A和叶绿素B最为常见。叶绿素的分子中都含有一个卟啉环,Mg2+取代了环内二氢并与4个N原子配位形成相应的金属配体。除高等绿色植物叶绿体中含有比例3:1的叶绿素A和叶绿素B外,在多种藻类植物中还发现有叶绿素C类物质,包括叶绿素C1和C2两种成分。此外,在红藻中则发现叶绿素D的存在。
叶绿素A和叶绿素B是蓝绿色的蜡状晶体,略带异臭,不溶于水,易溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。相对分子质量分别为893和907,其中叶绿素A的熔点为150~153℃,叶绿素B的熔点为183~185℃。天然叶绿素不稳定,对光和热敏感,易分解褪色。在酸性条件下,叶绿素的卟啉环中心金属镁原子会被氢原子置换,生成暗绿色至绿褐色脱镁叶绿素。但若叶绿素的中心镁原子被铜、铁、钴等金属原子置换,则对光、热的稳定性会所提高,脱臭效果也得到增强。
二、叶绿素的生理功能
叶绿素是光合作用的物质基础,是自然界中将光能转变为化学能的纽带,它对地球上的生命物质具有极为重要的意义。叶绿素在化学结构也与人类和大多数动物的血红素极其相似。有关叶绿素的生理功能早在1919年就已提出,当时的报道认为叶绿素具有促进增血功能和加速治愈创伤的作用。在二次世界大战中,美国曾将叶绿素和青霉素并用来治疗伤员,不仅节约了一半以上当时价格昂贵的青霉素用量,而且取得了积极的效果。此后进行的大量研究表明,叶绿素还有多种生理功能。
1、抗突变
叶绿素、叶绿酸具有强烈的抑制突变作用,可以钝化致突物质的活性,其中尤以叶绿酸对致突变物质的抑制作用最强。叶绿素、叶绿酸可以与致癌物质Trp-p-2活性形成复合物,降低其活性,而且还能抑制致突变性物质的代谢,促进机体的解毒代谢,阻碍突变性物质的生物合成。
叶绿素具有抑制黄曲霉素B1、苯并芘等强致癌物的致突变作用。而植物绿质钠也有消除肝腹水、抑制肝癌细胞增殖的抗肿瘤功效。此外,叶绿素铁对过氧化酶的活性也有抑制作用。
2、促进伤口愈合
叶绿素可促进刀伤、烧伤、溃疡等伤口肉芽新生,加速伤口痊愈。对创伤和溃疡采用局部叶绿素涂搽,可干燥创伤面,加速肉芽和上皮细胞的新生,明显促进伤口的愈合。日本久保的试验结果也表明,对大鼠幽门结扎引起的溃疡以叶绿酸剂与抗胆碱药同时使用时,可明显增强后者的抗溃疡作用。叶绿素铜还具有保护胃壁和抗胃蛋白酶的作用,每日摄取90mg无任何副作用,许多国家现已将叶绿素铜作为药物使用。
3、抗变态
叶绿素的抗变态功能主要表现为抗过敏和抗补体两种作用,作用效果随置换金属的不同而异。进藤等人曾以土拨鼠为对象试验各种叶绿素金属衍生物的抗过敏效果,结果发现叶绿素铜衍生物的作用效果远比铁、镁、钴等金属衍生物强。五十岚等人还证实,口服叶绿素铜钠对慢性荨麻疹、慢性湿疹、支气管哮喘及冻疮等变态反应都有明显的功效,对难以治愈的湿疹、痒疹以及顽固性荨麻疹症也有一定的功效。
4、脱臭
有关叶绿素的脱臭作用早在二次世界大战时就已被发现。当时患有某些疾病的患者在使用叶绿素后,散发恶臭的现象马上消失。叶绿色素对脚臭、腋臭以及由膳食、抽烟或新陈代谢异常产生的口臭等有良好的除臭作用。叶绿素还可以消除人体因摄入酒精后呼气中的口臭,但不能降低呼气和血液中的酒精浓度。有人认为叶绿素的脱臭作用部分是其抑制机体代谢过程中的硫化物的产生的结果。
5、降低胆固醇
叶绿素及其脱镁产物脱镁叶绿素、脱镁叶绿酸还具有降低血浆胆固醇的作用。一般来说,叶绿素的降胆醇作用随配位金属的不同而异,其中具有降胆固醇作用最单纯的叶绿素单元结构的植物绿质。
此外,叶绿素还能轻度促进肠道蠕动,具有缓解便秘的功能。
三、叶绿素在食品中的应用与前景
到目前为止,叶绿素及其衍生物主要是作为食用绿色色素和脱臭剂而广泛应用于糕点、饮料、胶姆口香糖、果冻、冰淇淋等食品中。由于食品工业中的叶绿素是从天然植物中提取得到的,安全性高,FAO/WHO(1994)对其ADI值不作限制性规定,但对叶绿素铜、叶绿素钠盐以及叶绿素铁钠盐的ADI值为0~15mg/kg。
近年来,随着对叶绿素生理功能的研究的不断深入,开发以叶绿素为基料的功能性食品具有潜在的价值和前景。

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