葉綠素的穩(wěn)定性影響因子
光
在活體植物中,葉綠素得到了很好的保護(hù),既可以發(fā)揮光合作用,又不會發(fā)生降解。但離體葉綠素對光照很敏感,光和氧氣作用可導(dǎo)致葉綠素不可逆的分解。在自然條件或以膠態(tài)分子團(tuán)存在的水溶液中,葉綠素在有氧的條件下,可進(jìn)行光氧化而產(chǎn)生自由基,因此一些研究人員認(rèn)為葉綠素的光氧化降解必需有氧分子參與,而且其降解速率隨氧分子濃度的升高而加快。單線態(tài)氧和羥基自由基是葉綠素光化學(xué)反應(yīng)的活性中間體,可與葉綠素吡咯鏈作用而進(jìn)一步產(chǎn)生過氧自由基和其他自由基,最終可導(dǎo)致卟啉環(huán)和吡咯鏈的分解既而造成顏色的褪去。當(dāng)然影響光氧化的因素有很多,比如體系中的水分、溫度、光照時間、光照強(qiáng)度、光的波長范圍等等,在這些影響因素中主要有光照時間、光照強(qiáng)度、光的波長范圍、氧的濃度。目前在此方面的研究主要集中在自然光(復(fù)合光)對色素的影響,而且大多數(shù)研究不是很深人。對于單色光(不同波段的光)對葉綠素穩(wěn)定性的影響研究方面的報道卻較少。
葉綠素酶
已有研究表明,葉綠素酶是一種糖蛋白。葉綠素酶催化葉綠素結(jié)構(gòu)中的植醇鍵而水解生成脫植葉綠素,是葉綠素降解中的關(guān)鍵酶。葉綠素酶是以葉綠素作為底物的,它是一種酯酶。脫鎂葉綠素也是葉綠素酶的底物,酶促反應(yīng)的產(chǎn)物是脫鎂脫植葉綠素。葉綠素酶的最適反應(yīng)溫度在60~80℃范圍,實驗證明,葉綠素酶在80℃以上其活性下降,100℃時已完全失活。
溫度
一些研究表明,葉綠素提取液在不同受熱溫度下,其降解速率曲線有明顯的拐點,葉綠素在80℃以下,降解速度較慢,90℃以上降解速度急劇加快。總體而言,隨著溫度的升高,葉綠素降解的速率是逐漸加快的,只是較低的溫度下降解速率不明顯。
pH值
體系的pH值是影響葉綠素穩(wěn)定性的一個重要因子,葉綠素在中性和弱酸弱堿性條件下較穩(wěn)定,相關(guān)研究表明:pH值在6~11之間葉綠素的保存率高達(dá)90%。但當(dāng)體系的pH值下降到4時,葉綠素脫鎂反應(yīng)的速度比較明顯,且隨著酸性的增強(qiáng),破壞性越大。
氧氣
大多數(shù)文獻(xiàn)報道,葉綠素降解速率與氧氣濃度呈正相關(guān),也就是說隨著氧氣濃度的增大,整個提取液的體系褪綠現(xiàn)象越嚴(yán)重,即葉綠素的保存率越低。
金屬離子
在酸性條件下,葉綠素分子卟啉環(huán)中的鎂離子可被氫離子取代,生成黃褐色的脫鎂葉綠素,脫鎂葉綠素分子中的氫離子又可被其他金屬離子如:銅、鋅、鈣離子取代,而生成相應(yīng)的葉綠素金屬離子絡(luò)合物而恢復(fù)為綠色。實驗表明,這種絡(luò)合物對酸、光、氧、熱等穩(wěn)定性大大提高了,這些離子均能使葉綠素保存率提高,使葉綠素能夠較長時間的保存,而且銅離子的效果優(yōu)于鋅離子。盡管葉綠素銅絡(luò)合物的色澤及其穩(wěn)定性比鋅絡(luò)合物的好,但銅離子屬于重金屬離子,毒害性較大,所以應(yīng)該對其含量進(jìn)行嚴(yán)格控制;而鋅是人體必需的微量元素,因此,在綠色果蔬加工過程中,采用鋅離子取代葉綠素分子中的鎂離子,形成較穩(wěn)定的葉綠素鋅絡(luò)合物,目前已經(jīng)得到了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。