最近發(fā)表在《Scientific Reports》雜志上的一個(gè)研究顯示芽丹，指導(dǎo)我們選擇食物時(shí)最主要的感官是視覺(jué)北启。

人類發(fā)展出這樣一套復(fù)雜的視覺(jué)系統(tǒng)也說(shuō)明了，人類是視覺(jué)動(dòng)物拔第，而不是和狗或者其他動(dòng)物一樣咕村，主要靠嗅覺(jué)。

事實(shí)顯示蚊俺，我們是少數(shù)能夠以雙眼區(qū)分紅綠的動(dòng)物之一懈涛。我們的先祖住在熱帶森林，需要從一大片綠色背景中準(zhǔn)確找出所需的食物泳猬。

熱帶植物的新生葉片大多是紅色批钠，這些新生葉片比綠色老葉更柔嫩，更容易消化得封，也更富營(yíng)養(yǎng)埋心。如果欠缺優(yōu)異的紅色視覺(jué)，就很難從滿目的綠色中找出新葉忙上，或者是含有類胡蘿卜素和花青素色澤的果實(shí)了拷呆。因此葉片和果實(shí)造就了我們的視覺(jué)。

紅色嫩葉

總而言之疫粥，這是個(gè)看臉的社會(huì)茬斧，植物界也不例外，除了讓自己長(zhǎng)得形狀飽滿好看梗逮，很多植物拼命讓自己的顏色也五彩繽紛项秉，以傳遞訊號(hào)，告訴各色人等慷彤，來(lái)我這授粉或者來(lái)我這取食娄蔼。因?yàn)殪n麗的顏色是先于形狀進(jìn)入到我們的視野中的怖喻。

這幅圖是艾略特女士的畫(huà)作，叫做《植物色彩》岁诉。

威斯康辛大學(xué)的坎迪斯·艾略特（Kandis Elliot）女士繼《植物偉業(yè)》三部曲（包括《特殊的花》罢防，《變態(tài)植物》和《果實(shí)種類》之后的又一大作——《植物色彩》

這幅畫(huà)告訴我們，植物斑斕的色彩是由不同的色素呈現(xiàn)的唉侄。植物色素根據(jù)結(jié)構(gòu)主要分為四大類。

主要包括葉綠素野建，類胡蘿卜素属划，類黃酮和甜菜堿。

葉綠素候生、類胡蘿卜素和花青素

這些色素在植物生命中分別發(fā)揮不同功能同眯，并在加工和貯藏中展現(xiàn)不同特性。食品科學(xué)家要面對(duì)的挑戰(zhàn)是如何保持這些出色分子的生命力和吸引力唯鸭。

第一大類就是葉綠素须蜗。葉綠素為地球抹上綠色，這種分子能吸收太陽(yáng)能導(dǎo)入光合作用系統(tǒng)目溉，把能量轉(zhuǎn)換為糖分子明肮。

1. 綠色的葉綠素

? 葉綠素的作用

葉綠素為地球抹上綠色，這種分子能吸收太陽(yáng)能導(dǎo)入光合作用系統(tǒng)缭付，把能量轉(zhuǎn)換為糖分子柿估。

葉綠素

葉綠素的結(jié)構(gòu)和顏色

葉片層析條帶

葉片搗碎，進(jìn)行層析陷猫，得到右圖的層析條帶秫舌。可以看到葉片中主要是葉綠素绣檬。

葉綠素主要有兩種類型足陨。

葉綠素a呈明亮藍(lán)綠色，葉綠素b帶有較暗沉的橄欖色娇未。

葉綠素a和葉綠素b的比例大約為3:1

多數(shù)葉片所含葉綠素a型為主墨缘，和b型呈3:1的比例。

不過(guò)忘蟹，植物若生長(zhǎng)在陰影中飒房，其比例便較為平衡，老化的組織也是如此媚值。因?yàn)閍型會(huì)較快分解狠毯。

葉綠素a和葉綠素b

每個(gè)葉綠素分子都有兩部分組成。

一部分是環(huán)狀構(gòu)造（卟啉環(huán)）褥芒，由碳氮原子群環(huán)繞中央一個(gè)鎂原子構(gòu)成嚼松，這一部分負(fù)責(zé)吸收光線嫡良，一般是綠色。

第二部分是由16個(gè)碳原子構(gòu)成的親脂性一端献酗，負(fù)責(zé)把整個(gè)分子固定在類囊體膜上寝受，這一部分是無(wú)色的。

請(qǐng)大家仔細(xì)看好這個(gè)環(huán)狀構(gòu)造罕偎。這個(gè)環(huán)狀構(gòu)造非常神奇很澄，它的出鏡頻率非常高。不僅在植物界出現(xiàn)颜及，在動(dòng)物界甩苛，它也會(huì)出現(xiàn)。

左圖是動(dòng)物血紅素的鐵卟啉環(huán)俏站，右圖是植物葉綠素的鎂卟啉環(huán)讯蒲。

葉綠素和血紅素很像

這兩個(gè)環(huán)長(zhǎng)的太像了，但是他們功能有差別肄扎。在動(dòng)物體內(nèi)墨林，它存在于血液的血紅素或肌肉的肌紅素中，作用是運(yùn)輸氧氣或存儲(chǔ)氧氣犯祠。在植物體中旭等，這個(gè)卟啉環(huán)存在于葉綠素中，吸收光線雷则。

所以這一結(jié)構(gòu)可以說(shuō)是生命的基點(diǎn)辆雾，因?yàn)樗鼈兊淖饔脤?duì)象是自然界中最廣泛存在的兩大免費(fèi)資源，一個(gè)是光線月劈，一個(gè)是氧氣度迂。

自然界中這些遙相呼應(yīng)的地方，常常讓人感慨萬(wàn)千惭墓，唏噓不已钧萍，驚嘆造物主的神奇万搔！

葉綠素的穩(wěn)定性

讓我們看看這個(gè)葉綠素分子，你會(huì)覺(jué)得哪幾個(gè)地方比較薄弱胖缤，可以來(lái)降解它呢撩独？

對(duì)的抓歼，一個(gè)是脫去鎂原子蹋半，一個(gè)是脫去碳?xì)溟L(zhǎng)鏈辈灼。所以，有兩種情況會(huì)造成葉綠素顏色的改變。

一種是在加熱條件下，位于尾端的碳?xì)溟L(zhǎng)鏈丟失。通常葉綠素酶會(huì)催化這一反應(yīng)冰啃。這個(gè)碳?xì)溟L(zhǎng)鏈通常被稱作植醇鏈邓夕。脫掉植醇的葉綠素，被稱為脫植葉綠素阎毅，但依然是綠色焚刚。

一種是在酸性環(huán)境中，卟啉環(huán)中鎂原子被氫原子取代扇调。也就是說(shuō)這個(gè)鎂原子沒(méi)有了矿咕，葉綠素就變?yōu)殚蠙焐拿撴V葉綠素。

如果兩者全脫狼钮，也就是植醇也被脫掉碳柱，鎂也被脫掉，葉綠素就變成顏色更暗淡的脫植脫鎂葉綠素熬芜。

冷凍士聪，腌制，脫水猛蔽，還有單純的成熟老化也都會(huì)損傷葉綠體和葉綠素剥悟，因此我們經(jīng)常會(huì)見(jiàn)到蔬菜顏色變暗轉(zhuǎn)呈橄欖綠。

不同狀態(tài)下葉綠素呈現(xiàn)的顏色

城市自來(lái)水多半保持微堿性曼库，帶微堿性的水最適合用來(lái)保持葉綠素的顏色区岗。

堿性環(huán)境有利于保持葉綠素的綠色

因此，含有檸檬汁等酸性成分的醬汁毁枯，要等最后上桌時(shí)再淋上慈缔，還可以考慮先淋上一層油，以保護(hù)蔬菜不變色种玛。?

2. 黃色藐鹤、橙色和紅色類胡蘿卜素

所謂類胡蘿卜素瓤檐，就是胡蘿卜素這一類。類黃酮娱节，就是黃酮這一類挠蛉。

類胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)

類胡蘿卜素是含40個(gè)碳的類異戊烯聚合物, 即四萜化合物。典型的類胡蘿卜素是由8個(gè)異戊二烯單位首尾相連形成肄满。因此谴古，是一個(gè)典型的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，這個(gè)長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)類似于脂肪烴稠歉，很顯然是脂溶性的掰担。

請(qǐng)大家仔細(xì)看一下這個(gè)圖。

結(jié)構(gòu)相似的類胡蘿卜素們

圖中列舉了幾個(gè)常見(jiàn)的類胡蘿卜素怒炸。你會(huì)看到類胡蘿卜素带饱，那真是彼此長(zhǎng)得很像。但是結(jié)構(gòu)上依然有細(xì)微的差異阅羹，根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)纠炮，可以分為兩類，

1.一類是不包含氧灯蝴，比如胡蘿卜素和番茄紅素，只是單純的碳?xì)浠衔铩?br>

2.一類是包含氧孝宗，比如葉黃素和蝦青素穷躁，含有羥基、酮基因妇、羧基问潭、甲氧基等含氧官能團(tuán)。

我們同樣也會(huì)看到婚被，雖然是碳?xì)溟L(zhǎng)鏈狡忙，然而，依然有不飽和的雙鍵址芯，這些雙鍵間隔排列形成共軛雙鍵灾茁。共軛雙鍵的數(shù)目越多,顏色越移向紅色。

? 蔬果的黃谷炸，橙色彩（包括β-胡蘿卜素北专，葉黃素和玉米黃素。）旬陡，?

? 番茄西瓜和辣椒的紅色（包括番茄紅素拓颓，辣椒黃素和辣椒紅素。植物中的紅色大部分出自花青素描孟。）

? 硬粒小麥驶睦，粗糙的粗麥粉以及干硬的面團(tuán)的黃色（主要是葉黃素）

六種類胡蘿卜素

類胡蘿卜素的作用

對(duì)于植物而言砰左，

第一個(gè)作用是沉積于細(xì)胞中，顯示出紅橙黃等顏色场航，以向動(dòng)物發(fā)出訊號(hào)缠导，告訴他們花朵已經(jīng)開(kāi)張了，或者果實(shí)已經(jīng)成熟了旗闽。

第二個(gè)作用酬核，由于類胡蘿卜素有雙鍵，意味著容易被氧化适室，所以它是很良好的抗氧化劑嫡意。存在于葉綠體中，保護(hù)葉綠素和光合系統(tǒng)的其他部位免遭光損傷捣辆。

類胡蘿卜素可防止脂質(zhì)膜的氧化損傷蔬螟，能清除葉綠素捕獲的多余能量，清除在光合作用的過(guò)程中不可避免的反應(yīng)活性較高的單線態(tài)氧汽畴。

很多植物當(dāng)中都包含有類胡蘿卜素旧巾，我們通常無(wú)法直接從綠葉當(dāng)中看到類胡蘿卜素，那是因?yàn)樗麄儽淮罅康娜~綠素所遮蓋忍些，當(dāng)葉片老化鲁猩，葉綠素分解的時(shí)候，類胡蘿卜素就成為顏色的決定者罢坝。通常情況顏色越綠的蔬菜廓握，所含的類胡蘿卜素也越多。

當(dāng)葉綠素分解嘁酿，類胡羅卜素就顯現(xiàn)出來(lái)

對(duì)于動(dòng)物而言隙券，

動(dòng)物食用含有類胡蘿卜素的植物，可以將類胡蘿卜素沉積在皮膚表面或者羽毛上闹司。

動(dòng)物將類胡羅卜素沉積在皮膚或者羽毛上

人也會(huì)在皮膚處沉積類胡羅卜素

carotene tan

carotene tan

或者娱仔，將類胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為維生素a，參與其他細(xì)胞的代謝調(diào)節(jié)游桩。

類胡蘿卜素的穩(wěn)定性

如前所述牲迫，這類色素結(jié)構(gòu)類似于脂肪分子，通常溶于油脂借卧，構(gòu)造穩(wěn)定恩溅，因此，食物在水中加熱時(shí)谓娃，這一類色素往往能維持原樣脚乡，鮮艷如常。但是由于它們含有大量的雙鍵，因此對(duì)光奶稠、熱俯艰、氧等非常敏感，易被氧化锌订。

總結(jié)

關(guān)于類胡蘿卜素竹握，我們總結(jié)一下。

在結(jié)構(gòu)上辆飘，通常含有40個(gè)碳原子啦辐，也就是八個(gè)異戊二烯單元首尾相連形成。

在功能上蜈项，對(duì)光合作用非常重要芹关，可以幫助清除葉綠素捕獲的多余的光能。

在性質(zhì)上是屬于脂溶性的紧卒。有不飽和鍵侥衬，在光照條件下，容易被異構(gòu)化和氧化跑芳。

在營(yíng)養(yǎng)方面轴总，它具有較高的生物利用度，通常需要在含有油脂的情況下食用博个，消費(fèi)者的hdl（運(yùn)輸β-胡蘿卜素和番茄紅素怀樟。）和ldl（運(yùn)輸大部分葉黃素和玉米黃質(zhì)）含量不一樣。對(duì)于類胡蘿卜素的吸收情況就不一樣盆佣。

3. 類黃酮

類黃酮又叫黃酮類化合物往堡，分為黃酮、黃酮醇和花青素3種罪塔，前兩者大多呈淺黃色，含花青素的植物則會(huì)根據(jù)pH值的不同养葵，呈紅色到藍(lán)色征堪。

花青素和黃酮

我們重點(diǎn)介紹其中的花青素。

花青素的作用

花青素對(duì)植物的主要功能是為花朵果實(shí)提供訊號(hào)色彩关拒，不過(guò)他的第一個(gè)任務(wù)可能是吸收光線以保護(hù)幼葉的光合系統(tǒng)佃蚜。

已知花青素約有300種，蔬果通常最少都含有十幾種花青素着绊，如同其他眾多酚類化合物谐算，花青素也是寶貴的抗氧化物。

花青素類化合物归露，在很多植物的果實(shí)當(dāng)中都有分布洲脂。其中以黑加侖黑莓等顏色較深的果實(shí)當(dāng)中分布最多。

水果中的花青素含量

下圖顯然是一個(gè)胡蘿卜剧包，但是它的胡蘿卜素含量非常低恐锦，它主要含有花青素往果。

富含花青素的胡蘿卜

花青素的結(jié)構(gòu)

這一類植物色素是酚類物質(zhì)龐大家族的一支，其構(gòu)造基礎(chǔ)是六碳原子環(huán)一铅，其中部分碳環(huán)具有2/3個(gè)水分子（OH）陕贮，因此酚類可溶于水。典型的花青素具有三個(gè)環(huán)潘飘。

花青素也是一個(gè)耐不住寂寞的化合物肮之，通常喜歡和糖基結(jié)合形成花色苷。如下圖卜录。

花色苷

花青素的穩(wěn)定性

京劇有個(gè)絕技戈擒，叫做變臉，花青素也有個(gè)絕技暴凑，叫做變色峦甩。

我們說(shuō)葉綠素變色通常也只是顏色變淡，主色調(diào)往往不會(huì)改變现喳，而花青素是完全變個(gè)顏色凯傲。

我們來(lái)看個(gè)小實(shí)驗(yàn)，將紫色甘藍(lán)放入杯中切碎嗦篱，在沸水中煮制15分鐘冰单，過(guò)濾，將濾液調(diào)整為不同的pH值灸促〗肭罚可以看到在酸性環(huán)境下花青素呈紅色，接著變成玫紅色浴栽，到pH中性的時(shí)候變成藍(lán)色荒叼，逐漸加深，再變成綠色典鸡。到pH為13時(shí)變成黃色被廓。

紫甘藍(lán)小實(shí)驗(yàn)1

再來(lái)看看紫色甘藍(lán)葉片，在堿性條件下是綠色萝玷，質(zhì)地很軟嫁乘。在中性環(huán)境下為藍(lán)紫色，在酸性條件下為亮紅色球碉。

紫甘藍(lán)小實(shí)驗(yàn)2

所以蜓斧，花青素對(duì)食物的酸堿度非常敏感，堿性讓色澤偏向藍(lán)色睁冬，酸性環(huán)境花青素偏紅色挎春，在大致呈中性的酸堿度中，花青素呈紫羅蘭色。下圖是復(fù)雜的機(jī)理搂蜓，有興趣可以了解狼荞。

pH值不同顏色不同

甘藍(lán)中的色素(compund interest)

有些花青素和花黃素接觸鐵，鋁和鋅時(shí)會(huì)構(gòu)成淺灰帮碰，藍(lán)相味，紅或褐色等各種繁雜的色彩。

想要保持花青素的天然色澤殉挽，就需要充分的保持酸度丰涉，還要避免添入微量金屬，比如滴幾滴檸檬汁到食品中檸檬汁含有檸檬酸斯碌，并且能與金屬離子螯合一死。

在制作muffin的時(shí)候，通常面糊里面會(huì)加蘇打粉和泡打粉傻唾，以保證成品的蓬松度投慈，但是在制作藍(lán)莓muffin的時(shí)候，蘇打粉用量越少越好冠骄，不然你以為你的藍(lán)莓muffin是左邊這個(gè)的伪煤，但最終做出來(lái)的是下面右圖這樣的，是個(gè)綠色凛辣。

藍(lán)莓muffin暗黑料理

當(dāng)然你也可以用花青素來(lái)自制一些天然的天藍(lán)色色素抱既。

和前面一樣紫色甘藍(lán)切片，煮沸扁誓，過(guò)濾防泵，濾液加上蘇打粉，得到深藍(lán)色的色素蝗敢。蘇打粉的含量一定不要加太多捷泞，不然味道不好。深藍(lán)色的色調(diào)也不夠天藍(lán)寿谴，你可以加一些奶制品來(lái)調(diào)和锁右。

天然天藍(lán)色素

4. 紅色和黃色的甜菜堿。

甜菜堿的作用

紅色甜菜堿約有50種拭卿，黃色甜菜堿約有20種骡湖，兩種色素混合起來(lái)為甜菜的莖柄葉脈染上幾近熒光的色彩贱纠。紅色的甜菜堿峻厚，含有一種酚類物質(zhì)，是一種優(yōu)秀的抗氧化物谆焊，甜菜黃素不含酚惠桃，不具有抗氧化作用。

人類代謝這一類的分子的能力有限，因此大量攝食紅色的甜菜或者刺梨辜王，便可能讓尿液染上駭人的色調(diào)劈狐，不過(guò)這是無(wú)害的。

甜菜堿的結(jié)構(gòu)

甜菜堿這類物質(zhì)只見(jiàn)于少數(shù)幾個(gè)關(guān)系疏遠(yuǎn)的種類呐馆，不過(guò)其中有三種色彩鮮艷的蔬菜倒很常見(jiàn)肥缔，比如甜菜beets和恭菜chard（同種蔬菜的兩個(gè)品種。）莧菜以及仙人掌的果實(shí)刺梨汹来。

甜菜堿betains续膳，或稱為甜菜色素betalains，是一種含氮的復(fù)雜分子收班，其余便與花青素相似坟岔。

甜菜堿

甜菜堿的穩(wěn)定性

這是種水溶性色素，對(duì)光和熱敏感摔桦，在堿性環(huán)境中常偏向藍(lán)色社付。

5. 變色，酶促褐變邻耕。

酶促褐變的原因鸥咖。

我們一定要隆重介紹一類非常重要的顏色，叫做褐色赊豌。很多植物系美食在貯藏和加工過(guò)程當(dāng)中會(huì)發(fā)生這一類顏色改變扛或。

香蕉、土豆和蘋(píng)果等水果碘饼，再切開(kāi)或者碰擦中受損熙兔，就很快變成褐色紅色或者灰色。

褐變

這種變色現(xiàn)象的起因?yàn)槿N化學(xué)成分：?jiǎn)苇h(huán)和雙環(huán)酚類化合物（底物）艾恼，多酚氧化酶（酶）以及氧（反應(yīng)物）住涉。

這三種化學(xué)成分分別位于不同的位置。

未受損果蔬所含的酚類物質(zhì)都存于液泡中钠绍，而酶則位于四周的細(xì)胞質(zhì)中舆声，當(dāng)細(xì)胞破損，酶柳爽，酚之間的間隔破壞媳握，兩者得以相互接觸，同時(shí)空氣中的氧氣混入磷脯，酶會(huì)將酚類氧化蛾找，產(chǎn)物分子進(jìn)一步發(fā)生聚合，形成一串串吸光物質(zhì)赵誓，也就是帶顏色的大分子群打毛，從而讓受損部位轉(zhuǎn)而呈現(xiàn)褐色柿赊。

酶促褐變機(jī)理

這些褐色的物質(zhì)通常都是有細(xì)胞毒性的，所以這一套系統(tǒng)實(shí)際上是植物的化學(xué)防御手段之一幻枉，動(dòng)物們有免疫系統(tǒng)碰声，植物它沒(méi)有，只有采用這種方式來(lái)抵御外界病原體熬甫、化學(xué)物質(zhì)胰挑、惡劣環(huán)境的侵害。

最后我們來(lái)做個(gè)總結(jié)椿肩。

色澤是美食的感官品鑒中重要的組成部分洽腺。

我們了解了植物系美食的呈色物質(zhì)。呈色物質(zhì)的顏色和其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)覆旱。我們掌握了包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)的葉綠素蘸朋，線狀結(jié)構(gòu)的類胡蘿卜素，以及容易變色的花青素等扣唱。同時(shí)我們還了解到植物在加工和貯藏中容易產(chǎn)生的顏色藕坯，褐色，以及褐變反應(yīng)是怎么發(fā)生的噪沙。

下一篇炼彪，我們將探討動(dòng)物系美食的色澤！