葉綠素在食品加工和貯藏中的變化
(1)酶促變化
引起葉綠素破壞的酶促變化有兩類:一類是間接作用,一類是直接作用。起間接作用的酶如脂酶、蛋白酶、果膠酯酶、脂氧合酶、過氧化物酶等。脂酶和蛋白酶的作用是破壞葉綠素--脂蛋白復合體,使葉綠素失去脂蛋白的保護而更易遭受破壞。果膠酯酶的作用是將果膠水解為果膠酸,從而提高質子濃度而使葉綠素脫鎂。脂氧合酶和過氧化物酶的作用是催化它們的底物氧化,其間產生的一些物質會引起葉綠素的氧化分解。
直接以葉綠素為底物的酶只有葉綠素酶,它是酯酶的—種,催化葉綠素中植醇酯鍵的水解而產生脫植葉綠素。脫鎂葉綠素也是葉綠素酶的底物,酶促反應的產物是脫鎂脫植葉綠素。葉綠素酶的zui適溫度在60~82℃范圍內,80℃以上其活性下降,100℃時就*失活。手持葉綠素儀可測得在菠菜中發現生長30天的組織脫植醇zui快。
?。?)酸和熱引起的變化
綠色蔬菜初經烹調或熱燙后表觀綠色似乎有所加強并更加明快,這可能是由于原存于細胞間隙的氣體被加熱逐出,或者由于葉綠體中不同成分的分布情況受熱變動的緣故,這些物理變化造成光線在蔬菜中的折射與反射的情況變化,從而引起色感變化。
在加熱中,由于酸的作用,葉綠素發生脫鎂反應.生成脫鎂葉綠素,并進一步生成焦脫鎂葉綠素,食品的綠色顯著向橄欖綠到褐色轉變,并且這種轉變在水溶液中不可逆。在酸和熱作用下,葉綠素a比葉綠素b更快地發生上述變化,因為葉綠素b的卟啉環內的正電荷相對更多,從而增加了脫鎂的閑難。
蔬菜加工中的熱燙和殺菌是造成葉綠素損失的主要原因,其變化主要是熱和酸造成葉綠素向焦脫鎂葉綠素的轉化。這種降解所依賴的酸有以下幾種來源:①加熱下,由于組織的破壞,細胞內的成分(包括有機酸)不再區域化,因而加強了與葉綠素的接觸。②加熱中,植物中又有新的有機酸生成,例如草酸、蘋果酸、檸檬酸、乙酸、琥珀酸和吡咯酮羧酸,后者是*在加熱下的一種生成物,它可能是蔬菜受熱時PH降低的主要貢獻者。除此之外,加熱中,脂肪水解為脂肪酸,蛋白質分解產生硫化氫和脫羧產生的二氧化碳等都引起PH降低。如植物組織在經受典型的食品熱加工期間,其pH值大約會下降1,這一現象對葉綠素的降解影響頗大。
pH值是決定脫鎂反應速度的一個重要因親。在pH 9.0時,葉綠素很耐熱,而在pH 3.0時,它卻很不穩定。將甜菜葉分別放在60℃和100℃下保持一小時,葉綠素向脫鎂葉綠素分別轉變了32和97%。有人研究后提出,脫鎂葉綠素的產生是從加熱導致的質子透性加大直到能夠穿透細胞膜的程度時才開始的。電子顯微鏡的觀察結果也說明,脫鎂葉綠素產生的臨界溫度正好對應于細胞膜結構顯著變化的臨界溫度。
用NaCl、MgCl2或CaCl2處理煙葉并于90℃下加熱,手持葉綠素計測量,其脫鎂反應分別減速47%、70%和77%。鹽的作用可能是作為靜電屏蔽劑,陽離子中和葉綠體膜上脂肪酸和蛋白質具有的負電荷,從而降低了質子透過膜的速度。采用陽離子表面活性劑也有類似作用,它吸附到葉綠體或細胞膜上,限制了質子擴散進入葉綠體,從而減緩了脫鎂作用。
以前的觀點認為脫植葉綠素的熱穩定性高于葉綠素,但后來的研究事實恰巧相反?,F在認為植醇對質子取代鎂離子有空阻作用,所以脫植葉綠素比葉綠素更易脫鎂。另外,脫植葉綠素又是水溶性色素,所以它會更容易與質子發生碰撞而使脫鎂反應發生。當既有酶促作用,又有酸熱作用時,葉綠素的變化順序可見下圖。
腌制蔬菜時常常發生顏色由翠綠向橄欖綠到褐色的轉變。這也是酸的作用所致,這里的酸多來自發酵,如乳酸菌發酵時會產生大量乳酸。