葉綠素(Chlorophyl)是高等植物和其它所有能進行光合作用的生物體含有的一類綠色色素。葉綠素有多種，例如葉綠素a、b、c和d，以及細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)共同特點是結(jié)構(gòu)中包括四個吡咯構(gòu)成的卟啉環(huán)，四個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)層和帶有一個位于葉綠素植醇鏈旁邊的類胡蘿卜素脂類之間。當細胞死亡后，葉綠素即從葉綠體內(nèi)游離出來，游離葉綠素很不穩(wěn)定，光、酸、堿、氧、氧化劑等都會使其分解。葉綠素是植物進行光合作用時必須的催化劑。
 

　　葉綠素a為藍黑色晶體，熔點150-153℃，葉綠素b為深色晶體，熔點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：
 

　　當陽光照射到植物葉片上時，葉綠素分子中的卟啉環(huán)會吸收光子，特別是紅光和藍紫光波段的光子。這些光子被葉綠素捕獲后，其能量會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，吸收的光能會激發(fā)葉綠素分子中的電子，使其躍遷到更高能級。這些激發(fā)態(tài)的電子隨后會經(jīng)過一系列復(fù)雜的電子傳遞鏈，最終被捕獲并轉(zhuǎn)化為化學能。
 

　　在這個過程中，水分子會被光解產(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。
 

　　化學能儲存和利用：
 

　　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)化為有機物(如葡萄糖)的過程。這個過程中，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：葉綠素是植物進行光合作用時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)，并通過電子傳遞鏈將電子傳遞到下游受體，從而推動光合作用的進行。
 

　　光合作用速率調(diào)節(jié)：葉綠素的含量和狀態(tài)會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導(dǎo)致光合作用速率下降。
 

　　葉綠素含量的測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：有兩個強吸收峰，分別在紅光區(qū)和藍紫區(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，在藍紫區(qū)分別為429nm、453nm附近。由于提取溶劑和原料不同，對葉綠素提取液進行光譜掃描后，所得的最大吸收值可能有較小范圍的浮動。
 

　　高效液相色譜(HPLC)定量檢測葉綠素含量準確率較高，效果很好。用甲醇和丙酮作為流動相，體積比為80：20時，同時在流動相中加入質(zhì)量分數(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行定量，葉綠素a、葉綠素b的定量可通過外標法由工作曲線求得。