果蔬中叶绿素及其加工特性

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1、果蔬中叶绿素及其加工特性绿色是生命与活力的象征，绿色果蔬在食品中占有极为重要的地位。但是绿色果蔬在贮存加工过程中的失绿现象却大大降低了其商品价值，因此，绿色果蔬在贮藏加工中的护色成为绿色果蔬加工中的重要问题。叶绿素是绿色植物，海藻和光合细菌中的主要光合色素。在这里我们主要讨论果蔬中的叶绿素。叶绿素是决定绿色蔬菜色泽的主要因素，颜色是食品质量重要的属性。因此在果蔬加工过程中应该注意其一些特性，以便维持或提高食品的各项指标。蔬菜食品因其复杂的成分和介质条件，环境因素的多样性，以及加工过程的复杂，使叶绿素受到不同程度的影响，导致其不同的变化规律。许多文献表明：pH值，光，温度，氧等因素对叶绿素

2、的稳定性均会产生破坏作用。1.叶绿素的结构叶绿素是植物叶内以卟吩衍生出的镁络和物，卟吩具有完全的不饱和大环结构，由4个吡咯环经单碳桥连接而成。按Fisher编号系统，4个环分别编号为I~IV或A~D，卟吩环外围上的吡咯碳分别编号为1~8。桥连碳分别指定为α，β，γ和δ。卟吩的IUPAC编号系统见图2，但更常见的编号系统为Fisher法。取代的卟吩取名为卟啉。通常认为脱镁叶绿素母环（图3）是所有叶绿素的母核，它是由卟吩加上第5个碳环行成的。卟啉是指任何大环四吡咯色素，其中吡咯环由亚甲基桥相连，而双键系统行成一种闭合共轭环，因而我们将叶绿素归为卟啉类。现已发现有几种叶绿素存在于自然界中，其结

3、构按照脱镁叶绿素母环上取代基的种类而不同。叶绿素a和叶绿素b存在于绿色植物中，其比例约为3：1。他们的区别在于3位碳上的取代基不同，叶绿素a含有一甲基，而叶绿素b则含有一甲酰基（图4），并在7位碳上连接丙酸植醇基。植醇是含有20个碳的具有类异戊二烯结构的单不饱和醇。叶绿素c与叶绿素a共存于海藻，腰鞭毛虫及硅藻中，而叶绿素b的含量较低，与叶绿素a共存于红藻中。细菌叶绿素和绿菌叶绿素分别是紫色光合细菌和绿色硫菌中叶绿素的主要形式。叶绿素及其衍生物广泛使用俗名，这些俗名在这里就不一一列举了。2．叶绿素的物理性质叶绿素位于绿色植物细胞间器官的薄层中，也称为叶绿体。他们与类胡萝卜素，脂类和脂蛋白结

4、合。这些分子间的连接作用很弱（非共价键），连接键容易断裂，因而可将植物组织置于有机溶液浸泡从而使叶绿素萃取出来。叶绿素a，b及其衍生物的可见光谱在600-700nm（红区）及400-500nm（蓝区）有尖锐吸收峰。3.叶绿素的降解途径绿色果蔬在贮藏，加工，衰老过程中，叶绿素的降解是其色泽退化的根本原因。对加工过程而言，叶绿素的降解则是由于加工条件造成组织破坏而引起的，如加热，破碎，调酸等工艺引起细胞组织中化学成分变化和酶的反应，导致蛋白质—脂质的崩溃及叶绿素—蛋白复合体的释放，造成叶绿素分解。以蔬菜中叶绿素a的降解为例，其过程分5步：：光照条件，微生物条件和氧条件具有高度显著性。微生物条

5、件和氧条件相互作用的影响及温度，pH的影响显著，其他因素间的相互作用影响不显著，可忽略，下面我们做仔细的分析。4.叶绿素在加工时各种条件下的变化4.1光降解在由类胡萝卜素和其他脂类包围的健康植物细胞的光合作用中，叶绿素受到保护使其免受光的破坏。一旦在加工过程中细胞受到破坏，可使其保护作用丧失，使叶绿素见光分解。4.2酶促反应是指唯一一种能使叶绿素降解的酶——叶绿素酶。该酶只在水，乙醇或丙酮类溶液中具有活性，且只有在采后经激活后，才可在新鲜叶片中作用。蔬菜中叶绿素酶的最适宜温度在60—82.2℃，当植物组织受热超过80℃时，酶活性降低；当超过100℃时，酶活性完全丧失。4.3温度和pH温度

6、对叶绿素稳定性的影响是：温度越低稳定性越强。主要是低温抑制了细菌及叶绿素酶的破坏作用，相对延长了叶绿素的稳定时间。但过低的温度会使蔬菜中的水分冻结，破坏植物的结构。而且同时会给加工带来不便。在PH6.0~8.0范围内作实验结果如图。如图1所示，叶绿素总量随pH值呈中间低两边高的波浪型。当pH=6.8时最大，随酸碱增强叶绿素受破坏的程度增大。因而叶绿素在pH值为中性偏微酸（碱）时最稳定。故在果蔬加工过程中，pH值控制在7.0~7.5之间。综上所述，蔬菜在其加工过程中，应采用严格的辐射灭菌及在密闭系统中进行连续化操作，尽量避免细菌，氧等破坏因素的影响；控制pH值为中性偏碱；同时条件允许的话，

7、可以采用脱气处理和真空罐装的方法。5叶绿素的应用叶绿素及其衍生物制品现主要做食用色素和脱臭剂，因其系天然品，长期食用安全，可靠性高，其以广泛用于胶姆口香糖，硬糖，果汁，汽水，配制酒，罐头，果蔬加工品，琼脂，冰淇淋，糕点等食品。但不能用于酸性和含钙食品。此外，还可用于医药，化妆品业原料，可用于胃肠药，除口臭药，漱口剂牙膏等。近年其已经拓展作健康食品原料之用。