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善变的黑枸杞

作品ID:11448
作者姓名:李明远
作者学校:南师附中仙林学校小学部
作者区域:栖霞区

 
大家都说黑色食品对身体更健康,妈妈也从超市买了黑枸杞、黑米、黑芝麻等“黑五类”食品回家。当妈妈用温水泡了枸杞之后,我发现水的颜色变为一种很深的紫色。黑枸杞为什么不是黑色的呢?妈妈是不是买了假的黑枸杞?这种紫色的物质是什么?这么浓的颜色是不是用染料染色的?
带着这些问题,我用黑枸杞作为关键词,在百度上搜索后发现,黑枸杞泡水真的是紫色的,因为黑枸杞的颜色是来自于它含有丰富的花青素。花青素,又称花色素,在植物细胞液泡不同的pH 值条件下,花青素使花瓣呈现五彩缤纷的颜色[1]。同时大自然中的颜色并不是都是由花青素组成的,还有很多其他的天然色素共同塑造了我们美丽的大自然[2]
利用这个原理,我使用了厨房简单的工具设计了小实验,帮妈妈初步鉴定买的黑枸杞是不是真的。同时对红心火龙果也进行了同样的小实验,看看这两种天然色素在不同pH下的变化情况是不是相同,它们是不是具有相同的化学性质。
一、实验材料
黑枸杞1把
红心火龙果1个
玻璃杯11个
纯净水1瓶
食用白醋1瓶
食用碱1瓶
pH试纸条若干
 
二、实验过程
(一)色素提取
将黑枸杞放在杯子里,加上纯净水,放置一会儿。用滤网过滤后备用。
 

挖一勺火龙果,放在杯子里,用筷子捣碎,加入纯净水,用滤网过滤后备用。

 
(二)食用醋和食用碱对色素颜色的影响
将提取的色素,平均分成3杯,各自标成1,2,3号杯。向1号杯中加食用醋5滴,向2号杯子加纯净水,向3号杯子加食用碱5滴。摇匀后观察颜色的变化。
结果发现,火龙果汁的颜色不发生改变,3个杯子里仍然都是红色的。

1                    2                     3
火龙果汁
 
而黑枸杞水的颜色却发生了有趣的变化。加了醋的1号杯变成了红色,加了纯净水的2号杯颜色没有发生变化,加了碱的3号杯变成了蓝色。

1                    2                    3
黑枸杞水
 
(三)加入食用醋和食用碱的量的多少对黑枸杞颜色的影响
在实验(二)结果的基础上,我改变了加入的醋和碱的量,观察加入食用醋和食用碱的量的多少对黑枸杞水颜色的影响。
家里的醋pH在3~4,而食用碱溶液pH约13。用吸管一滴一滴的加醋或者食用碱溶液,摇匀后观察颜色的变化,发现颜色变化就用pH试纸测量酸碱度。

  4~6       7       7~7.5     7.5~10      10~11      11~13
黑枸杞水在不同pH值的颜色
 
结果发现,加入的醋的多少可以改变红色的深浅,但是不会变成别的颜色,pH从4到6,都是红色。而加入的食用碱溶液的多少,却可以让颜色更加的丰富。加1滴碱溶液,pH试纸颜色没发生太大变化,但是黑枸杞水从紫色立刻变成了蓝紫色,再加几滴之后,开始出现蓝色,继续加还是蓝色。一直把溶液pH加到10到11,溶液开始变成青绿色。再继续加食用碱溶液,pH超过11之后,溶液先是绿色,然后慢慢的开始变黄。
三、结果和讨论
(一)五彩的大自然是因为各种各样的天然色素
随着育种技术的提高,我们日常的食物颜色越来越丰富,以前没有见过的水果颜色也越来越多。以前经常会听到爷爷奶奶们说:“这颜色以前都没有见过,是不是用染料染出来的?”
西瓜有红瓤也有黄瓤,西红柿有红色、黄色、紫色的,火龙果有白心也有红心的,这其实都是因为它们含有不同的色素,这些天然色素不光能让我们从视觉上感到愉悦,而且还具有重要的保健作用。我们见到的新颜色,都是育种科学家辛勤劳动育出的新品种,颜色最深的品种通常都是营养价值最高、保健特性最好的新品种。
(二)不同天然色素的化学性质各不同
黑枸杞的花青素可以非常敏感的随着pH 值变化而改变颜色,而红心火龙果的甜菜红素就固执的很,颜色相对比较稳定。因为这些天然色素的化学分子结构是不一样的,这些分子结构有些可以随着酸碱度发生结构变化,生产新的化学结构,产生新的颜色[2]。有些会通过氧化还原反应产生新的物质,变成新的颜色,比如苹果、土豆切开后,会被空气氧化产生褐色。
(三)黑色食品并不全是黑色的
了解事物,不能光看表面,要认清事情的本质。虽然黑五类食品名字里面带黑字,但实际上,它们并不是黑色的,也不含黑色素。黑枸杞、黑米、黑豆、黑玉米等等这些植物来源的黑色食品,虽然看上去是黑色,名字也带有黑字,但是实际上是含有花青素物质,而不是黑色素。而真正含有黑色素的食物,主要来自于动物或者真菌类蘑菇食物,比如乌鸡、乌贼、黑木耳、香菇、平菇等。
(四)色素随酸碱变色的应用
实验过程用到的pH试纸,就是利用了和本实验相同的原理。英国化学家罗伯特·波义耳几百年前就发现了大部分花草受酸或碱作用都能改变颜色,其中以石蕊地衣中提取的紫色浸液最明显,它遇酸变成红色,遇碱变成蓝色。利用这一特点,波义耳用石蕊浸液把纸浸透,然后烤干,这就制成了实验中常用的酸碱试纸——石蕊试纸[3]。我们的黑枸杞也可以用作简单的酸碱试剂,扔一颗黑枸杞到溶液里,有红色色素出现是酸性,紫色是中性,蓝色是碱性,如果变绿变黄这说明是强碱性。
日常生活中的现象中,总是蕴藏着有趣的科学道理,我们要善于观察身边的小现象,去发现其中的科学道理,学习科学知识,解答疑问,开发新的科学应用。
参考文献
[1]百度百科-花青素. https://baike.baidu.com/item/花青素.
[2]百度百科-天然色素. https://baike.baidu.com/item/天然色素
[3]百度百科-pH试纸. https://baike.baidu.com/item/pH试纸