好恶心！青菜怎么会发黄？

叶绿素a（左）和叶绿素b（右）的结构

空间模型填充的叶绿素分子，像不像小仙女的魔法棒？

上一篇中我们提到，虽然树叶在秋天会变成黄色和红色，可是在夏天，光照非常充足，气温也高，它们都是绿油油的，这是由于叶子含有的各种色素中，叶绿素占最大比例的缘故。不光是大树，各种植物之所以呈现绿色，也都是因为含有叶绿素。

不过生活中有时还有这样一种现象，不知大家发现没有：在我们做菜或是煮汤时，不论是菠菜还是四季豆等，只要是绿色的蔬菜，放在锅里煮的时间长一点，叶子的颜色都会由鲜艳碧绿的颜色变得黄不拉几的，让人看了很没食欲。还有热剩菜的时候也是，热的时间长一点或者次数多一点，原本碧绿的颜色就会变成黄绿，让人下不去筷子。叶绿素究竟发生了什么，颜色怎么会变得这么快呢？

这就要从叶绿素的类型和分子结构说起了。叶绿素一共有六种不同的分子，科学家们分别给它们取名为叶绿素a、b、c1、c2、d和f。其中叶绿素a和b最常见，我们平时见到的陆生植物中都含有这两种叶绿素。而其他叶绿素比较少见，存在于某些藻类体内。

从图上我们看到，叶绿素a和叶绿素b只在上方有一点结构的不同——叶绿素b比叶绿素a多了一个羰基。这导致了二者性质上的区别：相比于叶绿素a，叶绿素b更易溶于极性溶剂，且颜色上叶绿素a为蓝绿色，叶绿素b为黄绿色。

化学加油站

共价键和分子的极性

一般原子的最外层电子以8个位为最稳定结构。对大部分最外层电子不足8的原子来说，它们会拿出自己的几个最外层电子与其他原子共用，从而让两个原子都达到8电子稳定结构。这样形成的化学键叫作共价键，这样它们整体的电性也是平衡的。所以共价键的本质就是共用电子对。可是形成共价键的两个原子很多时候对电子的吸引力是不同的，共用电子对就会有所偏向，使两个原子间带有极其微弱的电荷。这种性质叫作分子的极性。具有极性的分子就像磁铁有南北极一样，会对附近其他有极性的分子产生作用力。分子的极性越强，这种力就越强。分子的极性越弱，甚至没有极性的话，这种力也就很小，甚至趋近于0。虽然单个极性分子的作用力微不足道，可是在很多时候它可以改变许多宏观性质，如熔沸点、反应中生成的主要产物等。

相似相溶现象

化学中经常会发现一种现象——相似相溶现象，也有人把它叫作“相似相溶原理”。也就是说，两个在结构或极性上相似的分子更容易混溶。比如，无机盐的氯化钠易溶于无机物的水；有机物中极性的丙酮和乙醇可以和极性的水混溶，但有机物中非极性的大分子脂肪酸不溶于极性的水。这只是一种经验现象，反例很多。

目前科学界对相似相溶现象的成因仍有争论，有人用范德华力解释，认为极性分子像磁铁的正负极一样，互相之间有更强的作用力，而非极性的分子这种力很小，只能与同样非极性的分子混溶。但是这种理论还有很大的漏洞。也有人从热力学和表面化学的角度解释，但是现在还没有一种统一的理论。

羰基是极性基团，羰基的加入使叶绿素整个分子的极性都有所提高，所以叶绿素b才更容易溶于极性溶剂。另外，叶绿素a和b喜欢吸收蓝紫光和红光，却不喜欢吸收绿色光，所以它们才显示出绿色。

另外我们可以发现，所有类型的叶绿素虽然构造上稍有不同，但在“魔法棒”的中心，都有一个“宝石”——镁离子。在镁离子的两侧，有两个带负电荷的氮原子通过静电力的作用，抓着镁离子，使它不会轻易掉出去。可是镁离子是相当活泼的，在受到酸、加热、光照、氧化等作用时，镁离子就会从叶绿素“魔法棒”的中心跑出来。这时叶绿素失去了最核心的“宝石”镁离子，成了去镁叶绿素，自然也黯淡无光，成了褐色。

这时如果你正在煮饭，褐色的去镁叶绿素加上残留的正常叶绿素，还有原本含有的叶黄素和胡萝卜素，显出的颜色就是难看的黄绿色了。

了解了叶绿素脱镁的反应之后，人们为了防止脱镁想出了各种办法。在食品工业中为了保持蔬菜鲜艳的色泽，人们会在蔬菜加工前用石灰水和氢氧化镁处理，这样叶绿素中的镁就更难跑出来了。

叶绿素容易脱镁也不总是坏事，也有人故意用铜、钠、钾等离子去置换叶绿素中的镁，来达到各种目的。在浸泡植物标本的时候，为了使植物标本保持原有的色泽，人们还会想办法用铜离子去置换叶绿素中的镁，生成叶绿素铜。叶绿素铜具有和叶绿素相似的颜色，但是比叶绿素更稳定。这样一来，植物标本就能一直保持碧绿的颜色了。而叶绿素的另一种衍生物叶绿素铜钠不仅性质稳定、具有墨绿的颜色，可以作为染色剂，还具有促进胃肠溃疡面愈合的药用价值。

直至今日，科学家对叶绿素的研究还未停止。我们希望通过对叶绿素和其他生物成分的研究，可以让我们知晓更多新奇有趣的东西，同时也了解这个世界运行的奥秘。