① 葉綠素或色素
葉綠素
chlorophyll
一類與光合作用(photosynthesis)有關的最重要的色素。光合作用是通過合成一些有機化合物將光能轉變為化學能的過程。葉綠素實際上見於所有能營光合作用的生物體，包括綠色植物、原核的藍綠藻(藍菌)和真核的藻類。葉綠素從光中吸收能量，然後能量被用來將二氧化碳轉變為碳水化合物。
葉綠素有幾個不同的類型∶葉綠素a和b是主要的類型，見於高等植物及綠藻；葉綠素c和d見於各種藻類，常與葉綠素a並存；葉綠素e罕見，見於某些金藻；細菌葉綠素見於某些細菌。在綠色植物中，葉綠素見於稱為葉綠體的細胞器內的膜狀盤形單位(類囊體)。葉綠素分子包含一個中央鎂原子，外圍一個含氮結構，稱為卟啉環；一個很長的碳-氫側鏈(稱為葉綠醇鏈)連接於卟啉環上。葉綠素種類的不同是某些側基的微小變化造成。葉綠素在結構上與血紅素極為相似，血紅素是見於哺乳動物和其他脊椎動物紅血球內的色素，用以攜帶氧氣。
分子立體模型綠色植物是利用空氣中的二氧化碳、陽光、泥土中的水份及礦物質來為自己製造食物，整個過程名為「光合作用」，而所需的陽光則被葉子內的綠色元素吸收，這一種綠色的有機化合物就是葉綠素。
葉綠素（chlorophyll）：光合作用膜中的綠色色素，它是光合作用中捕獲光的主要成分。
高等植物葉綠體中的葉綠素（chlorophyll ,chl）主要有葉綠素a 和葉綠素b 兩種,分子式：C40H70O5N4Mg,屬於合成天然低分子有機化合物。葉綠素不屬於芳香族化合物。它們不溶於水,而溶於有機溶劑，如乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等。在顏色上，葉綠素a 呈藍綠色，而葉綠素b 呈黃綠色。在右圖所示的葉綠素的結構圖中,可以看出,此分子含有3種類型的雙鍵,即碳碳雙鍵,碳氧雙鍵和碳氮雙鍵.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」。鎂原子居於卟啉環的中央，偏向於帶正電荷，與其相聯的氮原子則偏向於帶負電荷，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（即電子得失引起的氧化還原）及共軛傳遞（直接能量傳遞）的方式參與能量的傳遞。
卟啉環中的鎂原子可被H＋、Cu2＋、Zn2＋所置換。用酸處理葉片，H＋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。
共有a、b、c和d4種。凡進行光合作用時釋放氧氣的植物均含有葉綠素a；葉綠素b存在於高等植物、綠藻和眼蟲藻中；葉綠素c存在於硅藻、鞭毛藻和褐藻中，葉綠素d存在於紅藻。葉綠素a的分子結構由4個吡咯環通過4個甲烯基（=CH—）連接形成環狀結構，稱為卟啉（環上有側鏈）。卟啉環中央結合著1個鎂原子，並有一環戊酮（Ⅴ），在環Ⅳ上的丙酸被葉綠醇（C20H39OH）酯化、皂化後形成鉀鹽具水溶性。在酸性環境中，卟啉環中的鎂可被H取代，稱為去鎂葉綠素，呈褐色，當用銅或鋅取代H，其顏色又變為綠色，此種色素穩定，在光下不退色，也不為酸所破壞，浸制植物標本的保存，就是利用此特性。在光合作用中，絕大部分葉綠素的作用是吸收及傳遞光能，僅極少數葉綠素a分子起轉換光能的作用。它們在活體中大概都是與蛋白質結合在一起，存在於類囊體膜上。
葉綠醇是親脂的脂肪族鏈，由於它的存在而決定了葉綠素分子的脂溶性，使之溶於丙酮、酒精、乙醚等有機溶劑中。主要吸收紅光及藍紫光（在640-660nm的紅光部分和430-450nm的藍紫光強的吸收峰），因為葉綠素基本上不吸收綠光使綠光透過而顯綠色，由於在結構上的差別，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，與鹼發生皂化反應。
葉綠素的作用
造血功能
諾貝爾得獎人Dr.Richard Willstatter和Dr.Hans Fisher也發現：葉綠素的分子與人體的紅血球分子在結構上很是相似，唯一的分別就是各自的核心為鎂原子與鐵原子。因此，飲用葉綠素對產婦與因意外失血者會有很大的幫助。
幫助解除體內殺蟲劑與葯物殘渣
營養學家Bernard Jensen博士指出，葉綠素能除去殺蟲劑與葯物殘渣的毒素，並能與輻射性物質結合而將之排出體外。此外，他也發現一般上健康的人會比病患者擁有較高的血球計數，但通過吸收大量的葉綠素之後，病患者的血球計數就會增加，健康狀況也會有所改善。
養顏美膚
新英國醫葯期刊曾經做過這樣的報導：葉綠素有助於克制內部感染與皮膚問題。美國外科雜志報導：Temple大學在1200名病人身上，嘗試以葉綠素醫治各種病症，效果極佳。
葉綠素在食品加工與儲藏中的變化
① 酸和熱引起的變化
綠色蔬菜加工中的熱燙和殺菌是造成葉綠素損失的主要原因。在加熱下組織被破壞，細胞內的有機酸成分不再區域化，加強了與葉綠素的接觸。更重要的是，又生成了新的有機酸，如乙酸、吡咯酮羧酸、草酸、蘋果酸、檸檬酸等。由於酸的作用，葉綠素發生脫鎂反應生成脫鎂葉綠素，並進一步生成焦脫鎂葉綠素，食品的顏色轉變為橄欖綠、甚至褐色。pH是決定脫鎂反應速度的一個重要因素。在pH9.0時，葉綠素很耐熱；在pH3.0時，非常不穩定。植物組織在加熱期間，其pH值大約會下降1，這對葉綠素的降解影響很大。提高罐藏蔬菜的pH是一種有用的護綠方法，加入適量鈣、鎂的氫氧化物或氧化物以提高熱燙液的pH，可防止生成脫鎂葉綠素，但會破壞植物的質地、風味和維生素C。
② 酶促變化
在植物衰老和儲藏過程中，酶能引起葉綠素的分解破壞。這種酶促變化可分為直接作用和間接作用兩類。直接以葉綠素為底物的只有葉綠素酶，催化葉綠素中植醇酯鍵水解而產生脫植醇葉綠素。脫鎂葉綠素也是它的底物，產物是水溶性的脫鎂脫植葉綠素，它是橄欖綠色的。葉綠素酶的最適溫度為60～82℃，100℃時完全失活。
起間接作用的有蛋白酶、酯酶、脂氧合酶、過氧化物酶、果膠酯酶等。蛋白酶和酯酶通過分解葉綠素蛋白質復合體，使葉綠素失去保護而更易遭到破壞。脂氧合酶和過氧化物酶可催化相應的底物氧化，其間產生的物質會引起葉綠素的氧化分解。果膠酯酶的作用是將果膠水解為果膠酸，從而提高了質子濃度，使葉綠素脫鎂而被破壞。
③ 光解
在活體綠色植物中，葉綠素既可發揮光合作用，又不會發生光分解。但在加工儲藏過程中，葉綠素經常會受到光和氧氣作用，被光解為一系列小分子物質而褪色。光解產物是乳酸、檸檬酸、琥珀酸、馬來酸以及少量丙氨酸。因此，正確選擇包裝材料和方法以及適當使用抗氧化劑，以防止光氧化褪色。
【最新研究前沿】
日本發現葉綠素D可能影響全球碳循環。新華網東京2008年8月3日電（記者錢錚）日本一研究小組在新一期美國《科學》雜志上報告說，一種能使光合作用在近紅外線照射下進行的物質——葉綠素D在地球海洋與湖泊中廣泛存在，這種葉綠素可能是地球上碳循環的驅動力之一。
此前的研究認為，葉綠素D只存在於少數海洋藻類內部，分布在海洋中很有限的海域，對地球碳循環的作用可以忽略不計。但日本海洋研究開發機構和京都大學聯合進行的新研究發現先前的結論有誤。
這兩所機構發表的新聞公報說，研究人員從北冰洋、日本的相模灣和琵琶湖、南極水域等水溫和鹽分濃度差異較大的9處水域採集水底堆積物，結果發現，所有堆積物中都含有葉綠素D及其光合作用的產物。
公報說，葉綠素D是吸收波長700納米至750納米的近紅外線進行光合作用的唯一色素，上述發現說明近紅外線在光合作用中得到了利用，而且可能對地球上的碳循環產生了影響。
研究人員估計，若將全球范圍內葉綠素D吸收的二氧化碳換算成碳，每年可能約有10億噸，相當於大氣中平均每年二氧化碳增加量的約四分之一。
色素也可以稱為色階，它是表示顯示屏幕亮度強弱的指數標准，也就是我們說的色彩指數。顯示屏的色彩豐滿度和精細度是由色階決定的。業界的標准有256色、4096色、65536色。彩屏手機的色階是以16倍為基數增長的。
色素的危害:
色素使食品更誘人
許多天然食品具有本身的色澤，這些色澤能促進人的食慾，增加消化液的分泌，因而有利於消化和吸收，是食品的重要感官指標。但是，天然食品在加工保存過程中容易退色或變色，為了改善食品的色澤，人們常常在加工食品的過程中添加食用色素，以改善感官性質。
在食品中添加色素並不是現代人的專利，其實，在我國古代，人們就知道利用紅曲色素來製作紅酒。自從1856年英國人帕金合成出第一種人工色素———苯胺紫之後，合成色素也登台上場，扮演著改善食品色澤的角色。
現在常用的食品色素包括兩類：天然色素與人工合成色素。天然色素來自天然物，主要由植物組織中提取，也包括來自動物和微生物的一些色素。人工合成色素是指用人工化學合成方法所製得的有機色素，主要是以煤焦油中分離出來的苯胺染料為原料製成的。
在很長的一段時間里，由於人們沒有認識到合成色素的危害，並且合成色素與天然色素相比較，具有色澤鮮艷、著色力強、性質穩定和價格便宜等優點，許多國家在食品加工行業普遍使用合成色素。
某些合成色素致癌
隨著社會的發展和人們生活水平的提高，越來越多的人對於在食品中使用合成色素會不會對人體健康造成危害提出了疑問。與此同時，大量的研究報告指出，幾乎所有的合成色素都不能向人體提供營養物質，某些合成色素甚至會危害人體健康。
前蘇聯在1968—1970年曾對莧菜紅這種食用色素進行了長期動物試驗，結果發現致癌率高達22％。美、英等國的科研人員在做過相關的研究後也發現，不僅是莧菜紅，許多其它的合成色素也對人體有傷害作用，可能導致生育力下降、畸胎等等，有些色素在人體內可能轉換成致癌物質。科研人員說，合成色素是以煤焦油為原料製成的，通稱煤焦色素或苯胺色素，對人體有害。危害包括一般毒性、致瀉性、致突性（基因突變）與致癌作用。
特別是偶氮化合物類合成色素的致癌作用更明顯。偶氮化合物在體內分解，可形成丙種芳香胺化合物，芳香胺在體內經過代謝活動後與靶細胞作用而可能引起癌腫。此外，許多食用合成色素除本身或其代謝物有毒外，在生產過程中還可能混入砷和鉛。過去用於人造奶油著色的奶油黃，早已被證實可以導致人和動物患上肝癌，而其它種類的合成色素如橙黃能導致皮下肉瘤、肝癌、腸癌和惡性淋巴癌等。
各國對合成色素的態度
世界各國尤其是西方發達國家不僅在色素對人體健康影響方面做了大量調查和研究，而且在食用色素的管理、合成色素的使用方面均有嚴格的規定，多種合成色素已被禁止或嚴格限量使用。
在丹麥，研究人員建議，與其禁止在食品中添加色素，不如在食品標簽上標明添加色素的類型。通過這種方法，消費者可以對食品作出是否購買的決定。此外，丹麥政府還決定禁止在基本食物中使用色素，並要求所有添加的色素都必須在食品標簽上註明。丹麥採取這種行動是為了保證那些對某種色素過敏的人群食用沒有色素的基本食物。
其他國家則更嚴格地限制某些色素，特別是偶氮類色素在食品中的使用。經過多年的努力，現在可以合法使用的食用合成色素品種已經大為減少。在世界各國使用合成色素最多時，品種多達100餘種，日本曾批准使用的合成色素有27種，現已禁止使用其中的16種。美國1960年允許使用的合成色素有35種，現僅剩下7種。瑞典、芬蘭、挪威、印度、丹麥、法國等早已禁止使用偶氮類色素，其中挪威等一些國家還完全禁止使用任何化學合成色素。此外還有一些國家已禁止在肉類、魚類及其加工品、水果及其製品、調味品、嬰兒食品、糕點等食品中添加合成色素。
我國限制使用合成色素
我國對在食品中添加合成色素也有嚴格的限制：凡是肉類及其加工品、魚類及其加工品、醋、醬油、腐乳等調味品、水果及其製品、乳類及乳製品、嬰兒食品、餅干、糕點都不能使用人工合成色素。只有汽水、冷飲食品、糖果、配製酒和果汁露可以少量使用，一般不得超過1／10000。
目前我國批准使用的食用合成色素有6個品種，即莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃、日落黃、靛藍和亮藍。雖然對這6種食用合成色素的危害性仍然沒有定論，但它們沒有任何營養價值，對人體健康也沒有任何幫助，能不食用就盡量不要食用。
事實上，在巨大的經濟利益的驅使下，我國食品中合成色素的超標、超范圍使用現象屢禁不止，大家在購買食品時一定要小心，不要過分追求食品的色澤。
化妝品中色素的危害不容忽視
合成色素不僅廣泛使用在食品行業，在化妝品行業，也同樣有它的陰影。
化妝品在人們日常生活中已成為一種增香添美的必需品，但是，化妝品中的一些物質常常給愛美者的健康帶來一定的損害，這其中就包括色素。
化妝品是一種日用化學工業品，本身就含有多種化學物質。據統計，目前世界上大約有7000多種化學物質作為化妝品的原料，按不同的比例配合成各種各樣的化妝品，而大部分的化妝品都含有色素。
據一項統計顯示，引起皮膚功能障礙的化妝品原料中最危險的是香料，其次就是色素和防腐殺菌劑，它們被稱為化妝品的「三害」。造成傷害的比例分別為香料佔50.6％，色素佔43.9％，防腐殺菌劑佔4.9％。
近年來，由於色素導致的皮膚病急劇增加，已成為醫學界、美容界及化妝品界的專家們研究的一大課題，以至於他們給這種新型的皮膚病取名叫「化妝美容病」。
有研究人員指出，化妝品中的色素與人類皮膚的色素沉著有一定的關系。色素沉著是在正常皮膚上出現的褐色斑點，嚴重影響形象，與人類使用化妝品的用心背道而馳。研究人員說，化妝品中所含的色素也屬焦油衍生物，長期使用會對光線發生敏感反應，從而導致色素沉著。化妝品引起的色素沉著多數還伴有皮膚潮紅、丘疹等炎症現象。
口紅是人們最常用的化妝品之一，由於它是塗在嘴唇上的，很容易在吃飯時溜到體內。一般來說，咽下微量口紅對身體不大可能造成危害，但是口紅中含有色素，長期使用會產生蓄積作用，對機體造成潛在危害。
色素還是導致人們對化妝品過敏的重要原因之一。常常引起燒灼、瘙癢、表皮剝脫、輕微疼痛等過敏症狀。
天然色素正在替代合成色素
與人們對合成色素的危害性認識越來越深入相對應的是，天然色素越來越受到重視。
與合成色素截然不同的是，食用天然色素不僅沒有毒性，有的還有一定的營養，甚至一定的葯理作用。目前，開發研製天然色素，利用天然色素代替人工合成色素已經成為食品、化妝品行業的發展趨勢。
據報道，在日本允許使用的天然色素有97種，占據了90％的市場份額。我國允許使用的天然色素也有48種。
不過，由於天然色素成分復雜，加工過程中結構可能改變，或混入雜質，所以也不能盲目認為它是絕對純凈無害的。不過，應該肯定的一點是，現代化的生產、管理、分析試驗、工藝改進等措施可以將合成色素、天然色素的不利影響降到可安全使用的程度。只要使用合成色素和天然色素時都按照國家的法規嚴格執行，色素帶給人們的將是歡樂和愉悅，我們的世界將變得更加美麗。▲
人們喜歡向食品中添加色素，使其色澤更誘人。
小兒慎食添加合成色素食品
大量的研究報告指出，幾乎所有的合成色素都不能向人體提供營養物質，某些合成色素甚至會危害人體健康，導致生育力下降、畸胎等等，有些色素在人體內可能轉換成致癌物質。科研人員說，合成色素是以煤焦油為原料製成的，通稱煤焦色素或苯胺色素，對人體有害。危害包括一般毒性、致瀉性、致突性（基因突變）與致癌作用。研究結果表明，小兒經常服用人工添加劑的食品容易引起下面一些危害。
1、引發兒童行為過激。
人們普遍感覺現時的小孩越來越任性、頑皮、反叛、情緒不穩定、脾氣暴躁、自製力差，越來越難管了，這與過量進食那些令少年兒童偏愛的誘人彩色零食中的合成色素有關。最新科學調查研究證明：「小兒多動症」、少兒行為過激與長期過多進食含合成色素食品有關。有關專家研究指出：少兒正處於生長發育期，體內器官功能比較脆弱，神經系統發育尚不健全，對化學物質敏感，若過多過久地進食含合成色素的食品，會影響神經系統的沖動傳導，刺激大腦神經而出現躁動、情緒不穩、注意力不集中、自製力差、思想叛逆、行為過激等症狀。
2、食用人工色素會影響兒童智力發育。
英國南安普敦大學應英國食品標准局請求，進行食用人工色素對兒童發育影響的研究，研究結果發現，包括酒石黃和落日黃在內的7種人工色素可能會使兒童智商下降5分。
3、由於小兒肝臟解毒功能、腎臟排泄功能不夠健全，進食合成色素，致使大量消耗體內解毒物質，干擾體內正常代謝功能，從而導致腹瀉、腹脹、腹痛、營養不良和多種過敏症，如皮疹、蕁麻疹、哮喘、鼻炎等。
我國對在食品中添加合成色素也有嚴格的限制：凡是肉類及其加工品、魚類及其加工品、醋、醬油、腐乳等調味品、水果及其製品、乳類及乳製品、嬰兒食品、餅干、糕點都不能使用人工合成色素。只有汽水、冷飲食品、糖果、配製酒和果汁露可以少量使用，一般不得超過1／10000。
事實上，在巨大的經濟利益的驅使下，我國食品中合成色素的超標、超范圍使用現象屢禁不止，大家在購買食品時一定要小心，不要過分追求食品的色澤。合成色素沒有任何營養價值，對人體健康也沒有任何幫助，能不食用就盡量不要食用，特別是小兒更應慎食。
② 葉綠素的本質
葉綠素是高等植物和其他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a和葉綠素b均可溶於乙醇、乙醚和丙酮等溶劑，不溶於水和石油醚，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。
葉綠素是植物進行光合作用的主要色素，是一類含脂的色素家族，位於類囊體膜。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。葉綠素為鎂卟啉化合物，包括葉綠素a、b、c、d、f以及原葉綠素和細菌葉綠素等。葉綠素不很穩定，光、酸、鹼、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。葉綠素有造血、提供維生素、解毒、抗病等多種用途。
分類
葉綠素分為葉綠素a、葉綠素b、葉綠素c、葉綠素d、葉綠素f、原葉綠素和細菌葉綠素等。