اخبار

از وبلاگ حمید رقمی/ چرا پاییز رنگارنگ است؟ / شیمی رنگ ها

وقتي كودكان مي پرسند …. چرا برگ ها درپائیز رنگي مي شوند ؟ 
معمولاً به آنها پاسخ داده مي شود:
 چون پائيز است !
“كودكان بزرگتر” ،  بخصوص كمي كنجكاوترها و (شاید) هم كمي “شيميائي ترها” با پاسخ هائي از اين دست  قانع نمي شوند ،يعني اميدوارم كه نشوند! 

 

رنگها از كجا مي آيند ؟
آيا آن هادر پائيز ساخته مي شوند ؟
خير ، رنگ ها به هيچ وجه در پائيز ساخته نمي شوند ، آنها هميشه درون گياه وجود دارند.
 بخش هاي سبز گياهان مجموعه اي از مواد رنگي (ورنگ دهنده) را درون خود جاي داده اند ، وجود اين كلكسيون ناشي از مواد شيميائي متعدد(و متنوعي)است كه درون گياه ابتدا توليد شده وسپس در همان گياه جا خوش مي كنند. 
 

 

آزمايش كروماتوگرافي ستوني
 مقداري برگ سبزو تازه از يك گياه (اسفناج خوب جواب مي دهد ) را خرد كرده و در الكل (اتانل) خيس كنيد .كمي به هم زده و پس از صاف كردن از درون يك ستون كروماتوگرافي با بستر آلومينيوم اكسيد ، عبور دهيد . 
به عنوان حلال “جاري كننده” ميتوان از حلال هاي مختلف از جمله استون استفاده كرد ولي الكل نيز نسبتاً خوب جواب مي دهد .به مرور كه حلال حاوي و حل كننده مواد رنگ دهنده درون برگ ها ،درون ستون به پائين ميرود ،رنگها نيز بسته به قابليت انحلالشان در حلال مورد استفاده با سرعت هاي متفاوت-از يكديگر جدا شده-و به پائين ميرود، و شما (وما) ميتوانيم رنگها را مشاهده كنيم ،از سبز ،زرد،نارنجي و قرمز. 

 

رنگِ ‌برگ‌ها 
برگ ها معمولاً سبز هستند ،از سبز روشن تا سبز تيره ،زيرا كه ماده حاكم و غالب در آنها از نوع كلروفيل است، حال كدام و چه نوع سبزي را ما مشاهده مي كنيم، اين امر به ميزان وجود ساير مواد رنگزاي درون برگ ها بستگي دارد. قرمز ها كه زياد شود ،سبز تيره تر مشاهده مي شود ،زرد ها اگر زياد باشند ،در آن صورت سبز روشن رويت خواهد شد ، و زماني كه هيچ يك از مواد ذكر شده موجود نبا شد ،در اين حالت برگ ها بيرنگ (سفيد ) می باشند .در اين نوع گياهان”كارخانه”فتوسنتز در قسمت هاي برگي گياه يا كار نميكند ويا ناقص كار ميكند و لذا بخشي از محصولات توليدي آن،يعني كلروفيل ها و گزانتوفيل ها نيز وجود ندارند …و نتيجه آن “بی رنگی” در برگها است!
 برخي از گياهان برگهايشان هميشه قرمز است،حتي در فصول “غير پائيزي” ،اين رنگ قرمز از وجود سيانيدين ناشي مي شود ،در اين گونه گياهان مقدار بالاي سيانيدين با رنگ قرمز ،كلروفيلِ (سبز) كه مسئوليت فتوسنتز را بر عهده دارد و به مقدار كافي نيز موجود است ، تحت الشعاع قرار داده است 
 

گياهان‌پائيزراشناسائي‌مي‌كنند!
هوا كه كمي خنك مي شود، ساعات روشن (روز) كه كم مي شود ، “آنتن”هاي جذب و ضبط نور يعني كلروفيل ها كارتينوئيدهاو گزانتوفيل ها آرام آرام بلامصرف مي شوند و “فتوسنتز معكوس” صورت مي گيرد.
كلروفيل ها – به لحاظ ساختار شيميائي كم ثبات تر- به كمك آنزيم ها تجزيه مي شوند .در اين پروسه منيزيم موجود در مركز كلروفيل ،به ريشه گياه ” عودت” داده شده و در آنجا براي بهار سال بعد ،ذخيره مي شود . آنچه كه در برگها باقي ميماند ،گزانتوفيل ها و كارتينوئيد ها هستند ،و اين ها ،همانطور كه گفته شد، در همه رنگي هستند ، بجز سبز!
آيا مي توان برگهاي رنگي را جمع آوري كرده و رنگهاي آنها را استخراج كرد ؟ 
آري ، ولي فقط در صورتيكه سريع عمل شود ،چون در غير اين صورت ،همه رنگهاي “پائيزي” موجود در برگ ها قهوه اي مي شوند 

 

چرا قهوه اي ؟ 
در اينجا و در پشت اين ماجرا مقدار قابل توجهي شيمي نهفته است :
يك سيب را پوست بكنيد، و يك سيب زميني را ، زياد طول نخواهد كشيد كه هم سيب و هم سيب زميني رنگ و طراوت اوليه خود را از دست داده و قهوه اي مي شوند . آشپز ها وقتي سيب زميني را پوست مي گيرند ،آنرا در آب مي ريزند و درون آب ، سيب زميني به همان رنگ اوليه -زرد روشن – باقي مي ماند.
چرا ؟ 
چون زير آب اكسيژن وجود ندارد و يا حد اقل به ميزان كافي براي “اكسيد كردن” وجود ندارد.
سيا نيدين و كاتشين
 در گياهان در كنار سيانيدين ،كاتشين (ها)-تانن  ها- نيز وجود دارند ،تانن ها از نظر شيميائي ، سيانيدين احياء شده هستند .
 
همان طور كه مشاهده مي شود، با احياء سيانيدين (رنگي) به كاتشين ،”عدم استقراركامل” در سيستم الكتروني π در (ملكول) از دست رفته و  به اين ترتيب جذب ماكزيمم تركيب از محدوده قابل رويت خارج مي گردد ، و اين يعني “بي رنگي ” ، ( كاتشين(ها) (تانن ها) معمولاً بي رنگ هستند) 

 

 وظيفه تانن هادرگياهان چيست ؟ 
تانن ها تركيباتي هستند با ساختار (پلي)فنل ،آنها تلخ-ترش بوده و حشرات مكنده (آفات گياهي) تمايلي به خوردن آنها ندارند …وبه اين ترتيب گياه براي “خورده نشدن” از خود دفاع كرده است.يك وظيفه ديگر بر عهده كاتشين ها مي باشد ،آنها از “فشار اكسيداسيون” جلوگيري مي كنند. 
احتمالاً خواهيم پرسيد که فشار اكسيداسيون ديگر چه نوع “فشاري” است ؟ 
گياهان در روز و در اثر فتوسنتز ،اكسيژن توليد مي كنند ،اين اكسيژن در درون گياه مي تواند  براي گياه مخرب باشد.
 كاتشين ها اين اكسيژن (اضافي) را جذب كرده و با “سوختن” و قهوه اي شدن ، خود را فداي گياه “صاحب خانه” ميكنند. ويتامين C ساخته شده در گياهان و ميوه جات نيز همين فونكسيون را داشته و از” سوختن” گياه جلوگيري مي كند !امروزه از افراد غير متخصص ولي داراي كمي مطالعه نيز گه گاه شنيده ميشود که”ويتامين C آنتي اكسيدان است ” ،”فلفل سبز آنتي اكسيدان است”، و خوب است بدانيم كه ميزان ويتامين C در فلفل سبز خيلي كم تر از ليمو ترش نيست !
 و البته كه هر ترشي (و ترشيده اي) هم ويتامين C  نيست! 
 ازموضوع دور نشويم ، بخشي از كاتشين ها در اثر تجزيه “باكتريالي” (توسط باكتري ها!) به “برنز كاتشين”
 (Brenzkatechin)تبديل مي شود ، اين واژه كه آلماني است  معني”كاتشين داغ شده ” دارد.
برنز كاتشين  (اورتو دي فنل ) بي رنگ است و در اثر اكسيداسيون به شينون (كينون) تبديل مي شود . اين واكنش بسيار آسان پيش مي رود ،حتي در مجاورت اكسيژن موجود در هوا و بخصوص در محيط قليائي . 
 شينون (كينون ) هاي بوجود آمده معمولاً زرد رنگ بوده و  به پلي فنل ها تبديل مي شوند كه قهوه اي رنگ هستند، آنزيم هائي با نام فنل اكسيداز (Phenoloxidase ) مسئول اين واكنش‌مي‌باشند!
واکنون‌‌ميدانيم كه چرا سيب زميني در مجاورت هوا قهوه اي رنگ مي شود .
آزمايش:
 يك سيب زميني را پوست كنده و سريع با كمي محلول سديم هيدروژن سولفيت آغشته کرده و در گوشه اي قرار دهيد ،يكساعت بعد مشاهده خواهيد كرد كه سيب زميني رنگ زرد روشن خود را حفظ كرده و قهوه اي نشده است.
چرا؟ 
چون سديم هيدروژن سولفيت با اكسيد شدن (خود) از رسيدن اكسيژن به سيب زميني جلوگيري كرده است.
و بالاخره اينكه گزانتوفيل ها نيز به سرنوشت سيانيدين دچار مي شوند .
… و در آخر كار همه قهوه اي هستند !
و اين بود ماجراي رنگي شدن برگ هاي سبز و قهوه اي شدن برگهاي رنگي!

 

سایر مطالب وبلاگ حمید رقمی مشاور ارشد صنعت رنگ و رزین را اینجا ببینید. 

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا