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“柯”研有道，“医”路生花（六）：变红变蓝真的奇妙～

花匠小妙招
2025-05-02 07:11

大家好，这里是文字部750号研究员绝烟。在TV823～824《气氛僵硬的茶会》中，柯南为现场的人做了一个科学小实验：在蝴蝶豆茶或紫罗兰茶中放入一片柠檬，原本蓝色的茶就变成了红色或粉红色；在其中放入小苏打，就会使红色的茶水变回蓝色。这是怎么一回事呢？

在蝴蝶豆茶和紫罗兰茶中有一种物质，有酸碱指示剂的作用，这就是花青素，也叫做花色素。花青素主要存在于植物细胞的液泡中，正是有了花青素的存在，花瓣才呈现五彩缤纷的颜色。（用于酸碱滴定的指示剂称为酸碱指示剂，关于酸碱指示剂的定义和举例，详见这篇推文～

https://mp.weixin.qq.com/s/N1FULm26xbKuEwZdc_EKxw）

花青素是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属于多酚类色素，迄今已知20多种。在自然状态下，花青素往往不以游离形式存在，而是与糖以一个糖苷键结合，此时我们称之为花色苷。花青素具有多酚类化合物典型的以两个苯环通过一个三碳键连接而成的C6-C3-C6骨架结构，是2-苯基苯并吡喃阳离子结构的衍生物。取代基的不同可以导致形成不同的花青素和花色苷。植物中有6种常见的花青素，即天竺葵色素（Pg）、矢车菊色素（Cy）、飞燕草色素（Dp）、芍药色素（Pn）、牵牛花色素（Pt）和锦葵色素（Mv）。

为什么酸性物质和碱性物质会导致其颜色改变呢？根据电离理论，我们可以知道，酸是指电离时生成的阳离子全部是氢离子（H＋）的化合物，碱是指电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子（OH－）的化合物。在酸性条件下，花青素会结合酸中的H＋形成新的物质，这种物质的存在使得该溶液由原本的颜色变为红色（AH＋）。随着pH的不断升高，这种红色的物质会逐渐变成无色（B、C），同时随着pH的升高，这种红色的物质会解离出H＋，并转化为蓝色（A）。

我们都知道，柠檬汁呈酸性（pH=2～3），而小苏打（碳酸氢钠）呈碱性，花青素与之混合，就会变成奇妙的红色或蓝色。（虽然柠檬汁呈酸性，但是柠檬却是碱性食物，这是因为柠檬在体内消化、吸收、分解过后，会产生碱性的物质，我们把这类食物称之为碱性食物。测定是酸性食物还是碱性食物的方法有很多，可以用食物的灰分测定实验，即将食物高温灼烧过后留下的灰分进行测试，通过判断其酸碱性，判断是酸性食物还是碱性食物。）

在前面的几期中，我们都会讲到和医学的关系，这期也不例外。首先，花青素是迄今为止人类发现的最有效的抗氧化剂，也是最强效的自由基清除剂，具有强大的抗氧化及清除自由基功能。另外，在食物中，花青素不仅可以作为营养强化剂，还可以作为食品防腐剂和着色剂使用，天然健康。最后，花青素还具有强大的抗突变功能，可以有效预防癌症的发生。