自由研究「色が変化する不思議なお茶の謎」
大人だけど自由研究やってみました。
みなさんはバタフライピーというお茶を知っていますか？
バタフライピーは幻想的な青い色素を持ち、色が変化するという不思議なお茶です。たまたま知り合いからいただいたので、実験してみることにしました。
今回は自由研究っぽい形式でまとめてみました。
自由研究の参考になればうれしいです。
バタフライピーとは！？
特徴としては
・マメ科の多年草で天然の青い色素またpHで青色から緑色や赤色に変わる色素として有名である
・花の形が蝶のように見えることから日本では蝶豆、海外ではそのままバタフライピーと名付けられている
・東南アジアで昔から広く栽培されている
・多くのアントシアニンを含む
が挙げられる
色素の構造
・バタフライピー色素の主成分はアントシアニンであるテルナチン
・テルナチン自体はアルカリ性を示す
・一般的にアントシアニン色素は安定性が低いのに対して、テルナチンは高い安定性を示す
バタフライピーが青い理由
・上図のようにアントシアニンの基本骨格には幾つかあり、それぞれ異なる
・テルナチンの基本骨格であるデルフィニジンが青に近い色合いをしている
・バタフライピー色素の場合は有機酸が２つ以上結合しているポリアシル化アントシアニンで液中でも安定な構造をとるため、デルフィニジンの青色より鮮やかにかつ安定して発色する
実験内容
用意するもの
実験方法①
実験結果①
①重曹を加えたもの
②そのまま
③レモン汁を加えたもの
重曹を加えたものは緑に、レモン汁を加えたものは赤に変化した
実験方法②
実験結果②
①そのまま
②レモン汁をティースプーン1杯加えたもの
③レモン汁をティースプーン5杯加えたもの
レモン汁の量が増えるにつれて赤紫色からピンク色に変化しているのが分かる。
実験結果からなぜ色が変わったのかを考察していきます。
pHとは!?
バタフライピーの色が変化した理由
液性によるアントシアニンの構造変化
アントシアニンは酸とは安定な塩を作り、赤色になる。これはピリリウム塩の部分が短波長の光(青色)を吸収しているためである。
pHが大きくなりアルカリ性になると、溶液中のH⁺がほとんどなくなりOH⁻が増える。すると色素の残りのOHから水素イオンが取れてO⁻になる。またOHの部分がO⁻になることによって、短波長の光(緑と赤)を吸収し、淡赤色から青色になる。
レモン汁の量を変えて行った実験②ではティースプーン1杯だと青紫色であったが、ティースプーン5杯だとピンク色になった。それは上記の図の通りアントシアニン自体がアルカリ性のためティースプーン1杯だと液性が中性になり赤紫色に変化し、ティースプーン5杯だと液性が完全に酸性になりピンク色になったと考えられる。
参考にしたサイト
最後までお読みいただきありがとうございました。
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