① 叶绿素或色素
叶绿素
chlorophyll
一类与光合作用(photosynthesis)有关的最重要的色素。光合作用是通过合成一些有机化合物将光能转变为化学能的过程。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。
叶绿素有几个不同的类型∶叶绿素a和b是主要的类型，见于高等植物及绿藻；叶绿素c和d见于各种藻类，常与叶绿素a并存；叶绿素e罕见，见于某些金藻；细菌叶绿素见于某些细菌。在绿色植物中，叶绿素见于称为叶绿体的细胞器内的膜状盘形单位(类囊体)。叶绿素分子包含一个中央镁原子，外围一个含氮结构，称为卟啉环；一个很长的碳-氢侧链(称为叶绿醇链)连接于卟啉环上。叶绿素种类的不同是某些侧基的微小变化造成。叶绿素在结构上与血红素极为相似，血红素是见于哺乳动物和其他脊椎动物红血球内的色素，用以携带氧气。
分子立体模型绿色植物是利用空气中的二氧化碳、阳光、泥土中的水份及矿物质来为自己制造食物，整个过程名为“光合作用”，而所需的阳光则被叶子内的绿色元素吸收，这一种绿色的有机化合物就是叶绿素。
叶绿素（chlorophyll）：光合作用膜中的绿色色素，它是光合作用中捕获光的主要成分。
高等植物叶绿体中的叶绿素（chlorophyll ,chl）主要有叶绿素a 和叶绿素b 两种,分子式：C40H70O5N4Mg,属于合成天然低分子有机化合物。叶绿素不属于芳香族化合物。它们不溶于水,而溶于有机溶剂，如乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等。在颜色上，叶绿素a 呈蓝绿色，而叶绿素b 呈黄绿色。在右图所示的叶绿素的结构图中,可以看出,此分子含有3种类型的双键,即碳碳双键,碳氧双键和碳氮双键.按化学性质来说，叶绿素是叶绿酸的酯，能发生皂化反应。叶绿酸是双羧酸，其中一个羧基被甲醇所酯化，另一个被叶醇所酯化。
叶绿素分子含有一个卟啉环的“头部”和一个叶绿醇的“尾巴”。镁原子居于卟啉环的中央，偏向于带正电荷，与其相联的氮原子则偏向于带负电荷，因而卟啉具有极性，是亲水的，可以与蛋白质结合。叶醇是由四个异戊二烯单位组成的双萜，是一个亲脂的脂肪链，它决定了叶绿素的脂溶性。叶绿素不参与氢的传递或氢的氧化还原，而仅以电子传递（即电子得失引起的氧化还原）及共轭传递（直接能量传递）的方式参与能量的传递。
卟啉环中的镁原子可被H＋、Cu2＋、Zn2＋所置换。用酸处理叶片，H＋易进入叶绿体，置换镁原子形成去镁叶绿素，使叶片呈褐色。去镁叶绿素易再与铜离子结合，形成铜代叶绿素，颜色比原来更稳定。人们常根据这一原理用醋酸铜处理来保存绿色植物标本。
共有a、b、c和d4种。凡进行光合作用时释放氧气的植物均含有叶绿素a；叶绿素b存在于高等植物、绿藻和眼虫藻中；叶绿素c存在于硅藻、鞭毛藻和褐藻中，叶绿素d存在于红藻。叶绿素a的分子结构由4个吡咯环通过4个甲烯基（=CH—）连接形成环状结构，称为卟啉（环上有侧链）。卟啉环中央结合着1个镁原子，并有一环戊酮（Ⅴ），在环Ⅳ上的丙酸被叶绿醇（C20H39OH）酯化、皂化后形成钾盐具水溶性。在酸性环境中，卟啉环中的镁可被H取代，称为去镁叶绿素，呈褐色，当用铜或锌取代H，其颜色又变为绿色，此种色素稳定，在光下不退色，也不为酸所破坏，浸制植物标本的保存，就是利用此特性。在光合作用中，绝大部分叶绿素的作用是吸收及传递光能，仅极少数叶绿素a分子起转换光能的作用。它们在活体中大概都是与蛋白质结合在一起，存在于类囊体膜上。
叶绿醇是亲脂的脂肪族链，由于它的存在而决定了叶绿素分子的脂溶性，使之溶于丙酮、酒精、乙醚等有机溶剂中。主要吸收红光及蓝紫光（在640-660nm的红光部分和430-450nm的蓝紫光强的吸收峰），因为叶绿素基本上不吸收绿光使绿光透过而显绿色，由于在结构上的差别，叶绿素a呈蓝绿色，b呈黄绿色。在光下易被氧化而退色。叶绿素是双羧酸的酯，与碱发生皂化反应。
叶绿素的作用
造血功能
诺贝尔得奖人Dr.Richard Willstatter和Dr.Hans Fisher也发现：叶绿素的分子与人体的红血球分子在结构上很是相似，唯一的分别就是各自的核心为镁原子与铁原子。因此，饮用叶绿素对产妇与因意外失血者会有很大的帮助。
帮助解除体内杀虫剂与药物残渣
营养学家Bernard Jensen博士指出，叶绿素能除去杀虫剂与药物残渣的毒素，并能与辐射性物质结合而将之排出体外。此外，他也发现一般上健康的人会比病患者拥有较高的血球计数，但通过吸收大量的叶绿素之后，病患者的血球计数就会增加，健康状况也会有所改善。
养颜美肤
新英国医药期刊曾经做过这样的报导：叶绿素有助于克制内部感染与皮肤问题。美国外科杂志报导：Temple大学在1200名病人身上，尝试以叶绿素医治各种病症，效果极佳。
叶绿素在食品加工与储藏中的变化
① 酸和热引起的变化
绿色蔬菜加工中的热烫和杀菌是造成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，又生成了新的有机酸，如乙酸、吡咯酮羧酸、草酸、苹果酸、柠檬酸等。由于酸的作用，叶绿素发生脱镁反应生成脱镁叶绿素，并进一步生成焦脱镁叶绿素，食品的颜色转变为橄榄绿、甚至褐色。pH是决定脱镁反应速度的一个重要因素。在pH9.0时，叶绿素很耐热；在pH3.0时，非常不稳定。植物组织在加热期间，其pH值大约会下降1，这对叶绿素的降解影响很大。提高罐藏蔬菜的pH是一种有用的护绿方法，加入适量钙、镁的氢氧化物或氧化物以提高热烫液的pH，可防止生成脱镁叶绿素，但会破坏植物的质地、风味和维生素C。
② 酶促变化
在植物衰老和储藏过程中，酶能引起叶绿素的分解破坏。这种酶促变化可分为直接作用和间接作用两类。直接以叶绿素为底物的只有叶绿素酶，催化叶绿素中植醇酯键水解而产生脱植醇叶绿素。脱镁叶绿素也是它的底物，产物是水溶性的脱镁脱植叶绿素，它是橄榄绿色的。叶绿素酶的最适温度为60～82℃，100℃时完全失活。
起间接作用的有蛋白酶、酯酶、脂氧合酶、过氧化物酶、果胶酯酶等。蛋白酶和酯酶通过分解叶绿素蛋白质复合体，使叶绿素失去保护而更易遭到破坏。脂氧合酶和过氧化物酶可催化相应的底物氧化，其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为果胶酸，从而提高了质子浓度，使叶绿素脱镁而被破坏。
③ 光解
在活体绿色植物中，叶绿素既可发挥光合作用，又不会发生光分解。但在加工储藏过程中，叶绿素经常会受到光和氧气作用，被光解为一系列小分子物质而褪色。光解产物是乳酸、柠檬酸、琥珀酸、马来酸以及少量丙氨酸。因此，正确选择包装材料和方法以及适当使用抗氧化剂，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（记者钱铮）日本一研究小组在新一期美国《科学》杂志上报告说，一种能使光合作用在近红外线照射下进行的物质——叶绿素D在地球海洋与湖泊中广泛存在，这种叶绿素可能是地球上碳循环的驱动力之一。
此前的研究认为，叶绿素D只存在于少数海洋藻类内部，分布在海洋中很有限的海域，对地球碳循环的作用可以忽略不计。但日本海洋研究开发机构和京都大学联合进行的新研究发现先前的结论有误。
这两所机构发表的新闻公报说，研究人员从北冰洋、日本的相模湾和琵琶湖、南极水域等水温和盐分浓度差异较大的9处水域采集水底堆积物，结果发现，所有堆积物中都含有叶绿素D及其光合作用的产物。
公报说，叶绿素D是吸收波长700纳米至750纳米的近红外线进行光合作用的唯一色素，上述发现说明近红外线在光合作用中得到了利用，而且可能对地球上的碳循环产生了影响。
研究人员估计，若将全球范围内叶绿素D吸收的二氧化碳换算成碳，每年可能约有10亿吨，相当于大气中平均每年二氧化碳增加量的约四分之一。
色素也可以称为色阶，它是表示显示屏幕亮度强弱的指数标准，也就是我们说的色彩指数。显示屏的色彩丰满度和精细度是由色阶决定的。业界的标准有256色、4096色、65536色。彩屏手机的色阶是以16倍为基数增长的。
色素的危害:
色素使食品更诱人
许多天然食品具有本身的色泽，这些色泽能促进人的食欲，增加消化液的分泌，因而有利于消化和吸收，是食品的重要感官指标。但是，天然食品在加工保存过程中容易退色或变色，为了改善食品的色泽，人们常常在加工食品的过程中添加食用色素，以改善感官性质。
在食品中添加色素并不是现代人的专利，其实，在我国古代，人们就知道利用红曲色素来制作红酒。自从1856年英国人帕金合成出第一种人工色素———苯胺紫之后，合成色素也登台上场，扮演着改善食品色泽的角色。
现在常用的食品色素包括两类：天然色素与人工合成色素。天然色素来自天然物，主要由植物组织中提取，也包括来自动物和微生物的一些色素。人工合成色素是指用人工化学合成方法所制得的有机色素，主要是以煤焦油中分离出来的苯胺染料为原料制成的。
在很长的一段时间里，由于人们没有认识到合成色素的危害，并且合成色素与天然色素相比较，具有色泽鲜艳、着色力强、性质稳定和价格便宜等优点，许多国家在食品加工行业普遍使用合成色素。
某些合成色素致癌
随着社会的发展和人们生活水平的提高，越来越多的人对于在食品中使用合成色素会不会对人体健康造成危害提出了疑问。与此同时，大量的研究报告指出，几乎所有的合成色素都不能向人体提供营养物质，某些合成色素甚至会危害人体健康。
前苏联在1968—1970年曾对苋菜红这种食用色素进行了长期动物试验，结果发现致癌率高达22％。美、英等国的科研人员在做过相关的研究后也发现，不仅是苋菜红，许多其它的合成色素也对人体有伤害作用，可能导致生育力下降、畸胎等等，有些色素在人体内可能转换成致癌物质。科研人员说，合成色素是以煤焦油为原料制成的，通称煤焦色素或苯胺色素，对人体有害。危害包括一般毒性、致泻性、致突性（基因突变）与致癌作用。
特别是偶氮化合物类合成色素的致癌作用更明显。偶氮化合物在体内分解，可形成丙种芳香胺化合物，芳香胺在体内经过代谢活动后与靶细胞作用而可能引起癌肿。此外，许多食用合成色素除本身或其代谢物有毒外，在生产过程中还可能混入砷和铅。过去用于人造奶油着色的奶油黄，早已被证实可以导致人和动物患上肝癌，而其它种类的合成色素如橙黄能导致皮下肉瘤、肝癌、肠癌和恶性淋巴癌等。
各国对合成色素的态度
世界各国尤其是西方发达国家不仅在色素对人体健康影响方面做了大量调查和研究，而且在食用色素的管理、合成色素的使用方面均有严格的规定，多种合成色素已被禁止或严格限量使用。
在丹麦，研究人员建议，与其禁止在食品中添加色素，不如在食品标签上标明添加色素的类型。通过这种方法，消费者可以对食品作出是否购买的决定。此外，丹麦政府还决定禁止在基本食物中使用色素，并要求所有添加的色素都必须在食品标签上注明。丹麦采取这种行动是为了保证那些对某种色素过敏的人群食用没有色素的基本食物。
其他国家则更严格地限制某些色素，特别是偶氮类色素在食品中的使用。经过多年的努力，现在可以合法使用的食用合成色素品种已经大为减少。在世界各国使用合成色素最多时，品种多达100余种，日本曾批准使用的合成色素有27种，现已禁止使用其中的16种。美国1960年允许使用的合成色素有35种，现仅剩下7种。瑞典、芬兰、挪威、印度、丹麦、法国等早已禁止使用偶氮类色素，其中挪威等一些国家还完全禁止使用任何化学合成色素。此外还有一些国家已禁止在肉类、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。
我国限制使用合成色素
我国对在食品中添加合成色素也有严格的限制：凡是肉类及其加工品、鱼类及其加工品、醋、酱油、腐乳等调味品、水果及其制品、乳类及乳制品、婴儿食品、饼干、糕点都不能使用人工合成色素。只有汽水、冷饮食品、糖果、配制酒和果汁露可以少量使用，一般不得超过1／10000。
目前我国批准使用的食用合成色素有6个品种，即苋菜红、胭脂红、柠檬黄、日落黄、靛蓝和亮蓝。虽然对这6种食用合成色素的危害性仍然没有定论，但它们没有任何营养价值，对人体健康也没有任何帮助，能不食用就尽量不要食用。
事实上，在巨大的经济利益的驱使下，我国食品中合成色素的超标、超范围使用现象屡禁不止，大家在购买食品时一定要小心，不要过分追求食品的色泽。
化妆品中色素的危害不容忽视
合成色素不仅广泛使用在食品行业，在化妆品行业，也同样有它的阴影。
化妆品在人们日常生活中已成为一种增香添美的必需品，但是，化妆品中的一些物质常常给爱美者的健康带来一定的损害，这其中就包括色素。
化妆品是一种日用化学工业品，本身就含有多种化学物质。据统计，目前世界上大约有7000多种化学物质作为化妆品的原料，按不同的比例配合成各种各样的化妆品，而大部分的化妆品都含有色素。
据一项统计显示，引起皮肤功能障碍的化妆品原料中最危险的是香料，其次就是色素和防腐杀菌剂，它们被称为化妆品的“三害”。造成伤害的比例分别为香料占50.6％，色素占43.9％，防腐杀菌剂占4.9％。
近年来，由于色素导致的皮肤病急剧增加，已成为医学界、美容界及化妆品界的专家们研究的一大课题，以至于他们给这种新型的皮肤病取名叫“化妆美容病”。
有研究人员指出，化妆品中的色素与人类皮肤的色素沉着有一定的关系。色素沉着是在正常皮肤上出现的褐色斑点，严重影响形象，与人类使用化妆品的用心背道而驰。研究人员说，化妆品中所含的色素也属焦油衍生物，长期使用会对光线发生敏感反应，从而导致色素沉着。化妆品引起的色素沉着多数还伴有皮肤潮红、丘疹等炎症现象。
口红是人们最常用的化妆品之一，由于它是涂在嘴唇上的，很容易在吃饭时溜到体内。一般来说，咽下微量口红对身体不大可能造成危害，但是口红中含有色素，长期使用会产生蓄积作用，对机体造成潜在危害。
色素还是导致人们对化妆品过敏的重要原因之一。常常引起烧灼、瘙痒、表皮剥脱、轻微疼痛等过敏症状。
天然色素正在替代合成色素
与人们对合成色素的危害性认识越来越深入相对应的是，天然色素越来越受到重视。
与合成色素截然不同的是，食用天然色素不仅没有毒性，有的还有一定的营养，甚至一定的药理作用。目前，开发研制天然色素，利用天然色素代替人工合成色素已经成为食品、化妆品行业的发展趋势。
据报道，在日本允许使用的天然色素有97种，占据了90％的市场份额。我国允许使用的天然色素也有48种。
不过，由于天然色素成分复杂，加工过程中结构可能改变，或混入杂质，所以也不能盲目认为它是绝对纯净无害的。不过，应该肯定的一点是，现代化的生产、管理、分析试验、工艺改进等措施可以将合成色素、天然色素的不利影响降到可安全使用的程度。只要使用合成色素和天然色素时都按照国家的法规严格执行，色素带给人们的将是欢乐和愉悦，我们的世界将变得更加美丽。▲
人们喜欢向食品中添加色素，使其色泽更诱人。
小儿慎食添加合成色素食品
大量的研究报告指出，几乎所有的合成色素都不能向人体提供营养物质，某些合成色素甚至会危害人体健康，导致生育力下降、畸胎等等，有些色素在人体内可能转换成致癌物质。科研人员说，合成色素是以煤焦油为原料制成的，通称煤焦色素或苯胺色素，对人体有害。危害包括一般毒性、致泻性、致突性（基因突变）与致癌作用。研究结果表明，小儿经常服用人工添加剂的食品容易引起下面一些危害。
1、引发儿童行为过激。
人们普遍感觉现时的小孩越来越任性、顽皮、反叛、情绪不稳定、脾气暴躁、自制力差，越来越难管了，这与过量进食那些令少年儿童偏爱的诱人彩色零食中的合成色素有关。最新科学调查研究证明：“小儿多动症”、少儿行为过激与长期过多进食含合成色素食品有关。有关专家研究指出：少儿正处于生长发育期，体内器官功能比较脆弱，神经系统发育尚不健全，对化学物质敏感，若过多过久地进食含合成色素的食品，会影响神经系统的冲动传导，刺激大脑神经而出现躁动、情绪不稳、注意力不集中、自制力差、思想叛逆、行为过激等症状。
2、食用人工色素会影响儿童智力发育。
英国南安普敦大学应英国食品标准局请求，进行食用人工色素对儿童发育影响的研究，研究结果发现，包括酒石黄和落日黄在内的7种人工色素可能会使儿童智商下降5分。
3、由于小儿肝脏解毒功能、肾脏排泄功能不够健全，进食合成色素，致使大量消耗体内解毒物质，干扰体内正常代谢功能，从而导致腹泻、腹胀、腹痛、营养不良和多种过敏症，如皮疹、荨麻疹、哮喘、鼻炎等。
我国对在食品中添加合成色素也有严格的限制：凡是肉类及其加工品、鱼类及其加工品、醋、酱油、腐乳等调味品、水果及其制品、乳类及乳制品、婴儿食品、饼干、糕点都不能使用人工合成色素。只有汽水、冷饮食品、糖果、配制酒和果汁露可以少量使用，一般不得超过1／10000。
事实上，在巨大的经济利益的驱使下，我国食品中合成色素的超标、超范围使用现象屡禁不止，大家在购买食品时一定要小心，不要过分追求食品的色泽。合成色素没有任何营养价值，对人体健康也没有任何帮助，能不食用就尽量不要食用，特别是小儿更应慎食。
② 叶绿素的本质
叶绿素是高等植物和其他所有能进行光合作用的生物体含有的一类绿色色素。叶绿素a和叶绿素b均可溶于乙醇、乙醚和丙酮等溶剂，不溶于水和石油醚，因此，可以用极性溶剂如丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯等提取叶绿素。
叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，是一类含脂的色素家族，位于类囊体膜。叶绿素吸收大部分的红光和紫光但反射绿光，所以叶绿素呈现绿色，它在光合作用的光吸收中起核心作用。叶绿素为镁卟啉化合物，包括叶绿素a、b、c、d、f以及原叶绿素和细菌叶绿素等。叶绿素不很稳定，光、酸、碱、氧、氧化剂等都会使其分解。酸性条件下，叶绿素分子很容易失去卟啉环中的镁成为去镁叶绿素。叶绿素有造血、提供维生素、解毒、抗病等多种用途。
分类
叶绿素分为叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c、叶绿素d、叶绿素f、原叶绿素和细菌叶绿素等。