叶绿素在食品加工和贮藏中发生的制作主要变化,如何控制这些变化

叶绿素在食品加工和贮藏中发生的制作主要变化,如何控制这些变化

这是我从山东理工大学轻工与农业学院的《食品化学》教案中摘抄出来的,
一、叶绿素在食品加工和贮藏过程中的变化
叶绿素在食品加工中最普遍的变化是生成脱镁叶绿素,在酸性条件下叶绿素分子的中心镁原子被氢原子取代,生成暗橄榄褐色的脱镁叶绿素,加热可加快反应的进行.单用氢原子置换镁原子还不足以解释颜色急剧变化的原因,很可能还包含卟啉共振结构的某些移位.
叶绿素在稀碱溶液中水解,除去植醇部分,生成颜色为鲜绿色的脱植基叶绿素、植醇和甲醇,加热可使水解反应加快.脱植基叶绿素的光谱性质和叶绿素基本相同,但比叶绿素更易溶于水.如果脱植基叶绿素除去镁,则形成对应的脱镁叶绿素甲酯一酸,其颜色和光谱性质与脱镁叶绿素相同.
这些化合物之间的相互关系可用以下图解说明：
（绿色,水溶性）脱植叶绿素 植醇 叶绿素（绿色,脂溶性）
│ ←———— ∣
－Mg2＋│酸/热 叶绿素酶 －Mg2＋│酸/热
↓ ↓
脱镁脱植叶绿素（橄榄绿,水溶性） 脱镁叶绿素（橄榄绿,脂溶性）
∣ ∣
－COCH3∣热 －COCH3∣热
↓ ↓
焦脱镁脱植叶绿素（褐色,水溶性） 焦脱镁叶绿素（褐色,脂溶性）
① 叶绿素的加氧作用与光降解
叶绿素溶解在乙醇或其他溶剂后并暴露于空气中会发生氧化,将此过程称为加氧作用（allomerization）.当叶绿素吸收等摩尔氧后,生成的加氧叶绿素呈现蓝绿色.
植物正常细胞进行光合作用时,叶绿素由于受到周围的类胡萝卜素和其他脂类的保护,而避免了光的破坏作用.然而一旦植物衰老或从组织中提取出色素,或者是在加工过程中导致细胞损伤而丧失这种保护,叶绿素则容易发生降解.当有上述条件中任何一种情况和光、氧同时存在时,叶绿素将发生不可逆的褪色.
要的降解产物为甲基乙基马来酰亚胺、甘油、乳酸、柠檬酸、琥珀酸、丙二酸和少量的丙氨酸.叶绿素及类似的卟啉在光和氧的作用下可产生单重态氧和羟基自由基.一旦单重态氧和羟基自由基形成,即会与四吡咯进一步反应,生成过氧化物及更多的自由基,最终导致卟啉降解及颜色完全消失.
②酶促变化
叶绿素酶是目前已知的唯一能使叶绿素降解的酶.叶绿素酶是一种酯酶,能催化叶绿素和脱镁叶绿素脱植醇,分别生成脱植基叶绿素和脱镁脱植基叶绿素.对于叶绿素的其他衍生物,因其结构不同,叶绿素酶的活性显示明显的差别.叶绿素酶在水、醇和丙酮溶液中具有活性,在蔬菜中的最适反应温度为60～82.2℃,因此植物体采收后未经热加工,脱植基叶绿素不可能在新鲜叶片上形成.如果加热温度超过80℃,酶活力降低,达到100℃时则完全丧失活性.
③叶绿素在酸、热条件下的变化
pH影响蔬菜组织中叶绿素的热降解,在碱性介质中（pH9.0）,叶绿素对热非常稳定,然而在酸性介质中（pH3.0）易降解.植物组织受热后,细胞膜被破坏,增加了氢离子的通透性和扩散速率,于是由于组织中有机酸的释放导致pH降低一个单位,从而加速了叶绿素的降解.叶绿素分子受热首先是发生异构化,形成叶绿素a′和叶绿素b′,当叶片在100℃加热10min,大约5%～10%的叶绿素a 和叶绿b 异构化为叶绿素a′和叶绿素b′.叶绿素中镁原子易被氢取代,形成脱镁叶绿素,极性小于母体化合物,反应在水溶液中是可逆的.在加热时叶绿素b 显示较强的热稳定性.叶绿素在受热时的转化过程是按下述动力学顺序进行：
叶绿素→脱镁叶绿素→焦脱镁叶绿素
④盐 盐的加入可以部分抑制叶绿素的降解,有试验表明,在烟叶中添加盐(如NaCl、 MgCl2 和CaCl2)后加热至90℃,脱镁叶绿素的生成分别降低47%、70%和77%,这是由于盐的静电屏蔽效果所致.
⑤水分活度
⑥气体环境
二、护绿方法
对于蔬菜在热加工时如何保持绿色的问题,曾有过大量的研究,但没有一种方法真正获得成功.
a、采用碱性钙盐或氢氧化镁使叶绿素分子中的镁离子不被氢原子所置换的处理方法,虽然在加工后产品可以保持绿色,但经过贮藏后仍然变成褐色.
b、人们还应用高温短时灭菌(HTST)加工蔬菜,这不仅能杀灭微生物,而且比普通加工方法使蔬菜受到的化学破坏小.
c、在商业上,目前还采用一种复杂的方法,采用含锌或铜盐的热烫液处理蔬菜加工罐头,结果可得到比传统方法更绿的产品.
d、水分活度很低时有利于护色,脱水蔬菜能长期保持绿色的原因.
目前保持叶绿素稳定性最好的方法,是挑选品质良好的原料,尽快进行加工并在低温下贮藏——气调保鲜.