شیمی برگهای پاییزی

چگونه رنگهای پائیزی عمل می کنند؟

رنگ برگها:

      رنگ یک برگ ، نتیجه بر هم کنش رنگدانه های مختلفی است که توسط گیاه ایجاد می شود . مهمترین رنگدانه هایی که سبب ایجاد رنگ برگها می شوند. عبارتند از : پورفیرین ها_ Porphyrins، کاروتنوئیدها_ Carotenoids و فلاوونوئیدها_ Flavonoids. رنگی که ما می بینیم ، بستگی به مقدار و نوع پیگمانهای موجود در برگ دارد. بر هم کنش های شیمیایی در گیاه ، بویژه به خاطر تغییرات اسیدیته (PH) ، در رنگ برگها مؤثرند .

گونه رنگدانه	نوع ترکیب	رنگ
پورفیرین	کلروفیل	سبز
کاروتنوئید	کاروتن و لیکوپن	زرد ، نارنجی ، قرمز زرد
فلاوونوئید	فلاوون ـ فلاوونول ـ آنتوسیانین	قرمز ، آبی ، ارغوانی ،اناری

شیمی رنگدانه های گیاهی :

حال بیائید نگاهی  دقیق تر به ساختمان مولکولی و نحوه عمل رنگدانه های اصلی گیاهی بیاندازیم:

پورفیرین ها : همه پورفیرین ها حلقه ساختمانی زیر را دارند:

                                                

پورفیرین اولیه در برگها، رنگدانه سبز و معروف کلروفیل است. این رنگدانه، بصورت اشکال گوناگون شیمیایی وجود دارد ( مثلا کلروفیل نوع a و کلروفیل نوع b)، که مسئول عمل فتوسنتز و تولید کربو هیدرات در گیاه هستند. کلروفیل در نور آفتاب  بوجود می آید.

وقتی فصل ها تغییر میکند و میزان نور خورشید کاهش می یابد، کلروفیل کمتر تولید می شود و برگها کمتر سبز می مانند. در این حالت ، کلروفیل به ترکیبات ساده تری شکسته می شود، بنابراین رنگ برگها بتدریج با آهسته شدن یا توقف تولید کلروفیل تغییر می کند.

کاروتنوئیدها : کاروتنوئیدها، ترپن هایی هستند که از واحدهای ایزوپرن درست شده اند.

                                                       

 مثال هایی از کاروتنوئیدهای موجود در برگهای شامل لیکوپن(قرمز) زانتوفیل (زرد) است. برای تولید کارتنوئیدها ، نور لازم نیست، بنابراین، این رنگدانه ها همواره در یک گیاه زنده وجود دارند. به علاوه کارتنوئیدها خیلی آهسته تر از کلروفیل، تجزیه می شوند.

فلاوونوئیدها: شامل واحدهای دی فینل پروپن هستند.

                                                  

مثالهایی از آنها فلاون و فلاول است که هر دو زرد هستند. آنتوسیانین ها، می توانند طیف وسیعی از قرمز ، آبی و ارغوانی را بسته به ph داشته باشند. 

                                                  

                                                  

 آنتوسیانین ها ، نظیر سیانیدین ، یک صفحه خورشیدی طبیعی برای گیاهان ایجاد می کنند. زیرا ساختمان مولکولی یک آنتوسیانین شامل یک نوع قند است و تولید این گونه از رنگدانه ها ، بستگی به توانایی کربوهیدراتها درون گیاه دارد. رنگ آنتوسیانین ، با ph تغییر میکند، بنابراین اسیدیته خاک بر رنگ برگ گیاهان موثر است. تولید آنتوسیانین ها نیز، نیازمند نور است بنابراین روزهای آفتابی برای درخشان ترین رنگهای پائیزی ضروری است .

                                                

تغییر رنگهای پائیزی :

      وقتی برگها سبز هستند، به این دلیل است که مقادیر فراوانی کلروفیل دارند. کلروفیل سایر رنگدانه ها را در برگ می پوشاند. به همین ترتیب آنتوسیانین ، پوشاننده کاروتنوئید است. زمانی که تابستان به پائیز می رسد، کاهش میزان نور، سبب می شود تا تولید کلروفیل کم شود.  علیرغم اینکه سرعت تجزیه کلروفیل، ثابت باقی میماند، رنگ سبز بتدریج در گیاه از بین می رود . در همان زمان ، آنتوسیانین در برگها افزایش می یابد. برگهایی که شامل آنتوسیانین های اصلی و اولیه هستند قرمز می شوند. برگهایی که مقادیر کافی از هم آنتوسیانین و کاروتنوئید هستند، نارنجی می شوند . برگهایی که کاروتنوئید بیشتر و آنتوسیانین کمتر یا صفر دارند، زرد خواهند شد. در غیاب انواع این رنگدانه ها ، عوامل شیمیایی دیگر، دست به کار می شوند. مثلا رنگ قهوه ای برخی برگهای بلوط، به خاطر وجود تانن است.

کروماتوگرافی کاغذ و برگها:

1. 2ـ3 برگ بزرگ ( یا معادل آنها چند برگ کوچک ) را پاره کرده به قطعات کوچک تبدیل نمائید. آنها را در ظرف کوچک شیشه ای در دار قرار دهید.
2. آنقدر روی آنها الکل بریزید تا برگها را بپوشاند.
3. در ظرف را محکم نکنید و فقط بپوشانید، آنها آن را در یک ظرف شامل چند  سانتی متر آب داغ قرار دهید.
4. حداقل نیم ساعت بگذارید تا شیشه در آب داغ بماند. آب ظرف را مرتب گرم نگه دارید (آب سرد را خارج و آب گرم جدید بریزید و هم بزنید ). ظرف را هر از گاهی تکان دهید.
5. کار زمانی تمام می شود که الکل، رنگ برگها را بیرون کشیده باشد. هرچه رنگ تیره تر باشد کروماتوگرام شما ، شفاف تر و دقیق تر خواهد بود.
6. برای هر شیشه یک نوار بلند از کاغذ صافی آزمایشگاه یا کاغذ صافی قهوه ، ببرید.
7. هر نوار کاغذی را در یک شیشه قرار دهید بطوریکه یک سر آن داخل شیشه و یک سر آن خارج از شیشه باشد.
8. همچنانکه الکل بر اساس قدرت جذب کاغذ بالا می‌رود و تبخیر می شود، رنگدانه ها را با خود به سمت کاغذ می کشد و آنها را بر حسب اندازه هایشان جدا می کند( بزرگترین ها کمتر تغییر مکان میدهند)
9. پس از 30 ـ 90 دقیقه (یا تا جدا سازی مورد نظر بدست ییاید)، قطعات کاغذ را بردارید و خشکشان کنید.
10. آیا می توانید مشخص کنید که چه رنگدانه ای موجود است؟ آیا فصلی که در آن برگها را جمع آوی کرده اید بررنگ آنها تاثیر دارند؟

سر نخ ها

1. آزمایش را با برگهای یخ زده و خرد شده انجام دهید.
2. آزمایش را با انواع کاغذهای گوناگون انجام دهید.
3. شما می توانید انواع الکل ها را استفاده کنید. نظیر : اتیل الکل یا متیل الکل.
4. اگر رنگ کروماتوگرام شما پریده یا کمرنگ است، دفعه بعد برگ بیشتری یا قطعات کوچکتری انتخاب کنید تا رنگدانه های بیشتری داشته باشید.

آنچه نیاز دارید :

برگ

شیشه کوچک در دار

الکل بی رنگ

کاغذ صافی

آب داغ

ماهی تابه یا قابلمه کوچک