葉綠素(Chlorophyl)是高等植物和其它所有能進(jìn)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(xì)菌葉綠素和綠菌屬葉綠素等，與食品有關(guān)的主要是高等植物中的葉綠素a和b兩種。其結(jié)構(gòu)共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)中包括四個(gè)吡咯構(gòu)成的卟啉環(huán)，四個(gè)吡咯與金屬鎂元素結(jié)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(xiàn)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(nèi)的類囊體膜上。在葉綠體內(nèi)，葉綠素可看成是嵌在蛋白質(zhì)層和帶有一個(gè)位于葉綠素植醇鏈旁邊的類胡蘿卜素脂類之間。當(dāng)細(xì)胞死亡后，葉綠素即從葉綠體內(nèi)游離出來(lái)，游離葉綠素很不穩(wěn)定，光、酸、堿、氧、氧化劑等都會(huì)使其分解。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用時(shí)必須的催化劑。
葉綠素a為藍(lán)黑色晶體，熔點(diǎn)150-153℃，葉綠素b為深色晶體，熔點(diǎn)120-130℃ 。葉綠素a 和葉綠素b 均可溶于乙醇、乙氧基乙烷和丙酮等溶劑，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 。葉綠素具有抗癌、抑菌、抗氧化等作用，可用于醫(yī)療、食品、化妝品等行業(yè)。
葉綠素參與光合作用的步驟
光能吸收：
當(dāng)陽(yáng)光照射到植物葉片上時(shí)，葉綠素分子中的卟啉環(huán)會(huì)吸收光子，特別是紅光和藍(lán)紫光波段的光子。這些光子被葉綠素捕獲后，其能量會(huì)被傳遞到葉綠素分子中的反應(yīng)中心.
光能轉(zhuǎn)化：在反應(yīng)中心，吸收的光能會(huì)激發(fā)葉綠素分子中的電子，使其躍遷到更高能級(jí)。這些激發(fā)態(tài)的電子隨后會(huì)經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的電子傳遞鏈，最終被捕獲并轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
在這個(gè)過(guò)程中，水分子會(huì)被光解產(chǎn)生氧氣，并釋放出電子和質(zhì)子。這些電子和質(zhì)子在電子傳遞鏈中被逐步傳遞，最終用于合成ATP(腺苷三磷酸)和NADPH(輔酶NADP還原型)等高能化合物。
化學(xué)能儲(chǔ)存和利用：
生成的ATP和NADPH在光合作用的暗反應(yīng)階段被用作能量和還原劑，參與將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物(如葡萄糖)的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程中，葉綠體基質(zhì)中的酶催化了一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的固定和還原。
葉綠素在光合作用中的關(guān)鍵作用
光能捕獲：葉綠素是植物進(jìn)行光合作用時(shí)捕獲光能的主要色素，能夠高效地吸收和利用光能。
電子傳遞：葉綠素分子在吸收光能后，能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為電子的激發(fā)態(tài)，并通過(guò)電子傳遞鏈將電子傳遞到下游受體，從而推動(dòng)光合作用的進(jìn)行。
光合作用速率調(diào)節(jié)：葉綠素的含量和狀態(tài)會(huì)直接影響光合作用的速率。例如，葉綠素含量高的植物通常具有更高的光合作用速率；而葉綠素受損或降解則會(huì)導(dǎo)致光合作用速率下降。
葉綠素含量的測(cè)定方法主要有紫外分光光度法、熒光分析法、活體葉綠素儀法、光聲光譜法和高效液相色譜法。不過(guò)目前應(yīng)用最為廣泛的還是分光光度法。
葉綠素提取液的吸收光譜表明：有兩個(gè)強(qiáng)吸收峰，分別在紅光區(qū)和藍(lán)紫區(qū)，不同提取溶劑和原料所得的葉綠素溶液的吸收光譜比較相似。葉綠素a、葉綠素b的紅區(qū)最大吸收峰分別在663nm、645nm附近，在藍(lán)紫區(qū)分別為429nm、453nm附近。由于提取溶劑和原料不同，對(duì)葉綠素提取液進(jìn)行光譜掃描后，所得的最大吸收值可能有較小范圍的浮動(dòng)。
高效液相色譜(HPLC)定量檢測(cè)葉綠素含量準(zhǔn)確率較高，效果很好。用甲醇和丙酮作為流動(dòng)相，體積比為80：20時(shí)，同時(shí)在流動(dòng)相中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的冰醋酸，流速為1.0mL/min。利用每一種色素的色譜峰面積進(jìn)行定量，葉綠素a、葉綠素b的定量可通過(guò)外標(biāo)法由工作曲線求得。
