Elsker du vand, olie eller begge dele?

Hvordan er det egentlig med de farvestoffer der findes i planter? Hvordan er de lavet, hvordan ser de ud og kan deres kemiske egenskaber testes? I kemiafsnittet på www.giftigeplanter.ku.dk nævnes blandt andet fenoler og terpener, som to kemiske grupper planter bruger som basis for produktion af en masse andre stoffer.

Der er rigtig mange farvestoffer, som er opbygget af enten fenoler eller terpener. Forskellen på om farvestoffer er bygget af den ene eller anden grundstruktur kan blandt andet testes i evnen til at blive opløst i enten vand eller fedt/olie.

De lange og klodsede Terpener

Farven i en moden tomat er et resultat af at sollys rammer stoffet lycopen, der er bygget af terpener. Det kaster lys tilbage i en særlig bølgelængde, som vores øjne opfanger, og hjernen registrerer herefter farven som rød. En orange gulerod har et andet stof, som også er bygget af terpener. Det hedder betakaroten og kaster lyset tilbage i en lidt anden bølgelængde. Farverne på grønsagerne er altså bestemt af hvilket lys, der kastes tilbage fra de molekyler, der sidder på overfladen. Både lycopen og betakaroten er opbygget af mange dobbeltbindinger mellem kulstofatomerne I de lange arme, og der er en tendens til, at netop denne molekylestruktur kaster lys tilbage i det rødlige og orange farveområde.

Figur 0.1: Betakaroten

Figur 0.2: Lycopen

Farverne vi ser

Det synlige farvespektrum dækker over de farver, vi kan se med det blotte øje. Hvis en bølgelængde af lys absorberes af det stof det rammer, vil farven vi oplever være en kombination af de farver fra de resterende bølgelængder af lys, der kastes tilbage. Vi ser altså farven på en gulerod, som det lys, der kastes tilbage fra guleroden, når det rammer den.

Figur 0.3: lys i bølgelængderne 400-800 nanometer kan vi se med det blotte øje.

De runde og iltholdige fenoler

Farven fra rødkål er en hel anden type molekyle. Det er opbygget af fenoler og kaldes anthocyanin. Farverne i rødkål er lilla, men den findes i mange farver. Det er nemlig sådan, at anthocyaniners farve ændrer sig med pH-værdien i det miljø, den befinder sig i. Den kan variere fra rød, lilla og blå, over grøn til helt gul.

Figur 0.4: anthocyanin

Hvis du ikke kan se, om et farvestof er opbygget af fenoler eller terpener, så er der alligevel en mulighed for at teste det. Hvor terpenerne kun består af atomerne kulstof og hydrogen, så har fenolerne også grupper af oxygen (O) kombineret med hydrogen (H) siddende på kulstofatomerne. –OH gruppen er polær og minder ret meget om vands (H2O) polære egenskab. Det betyder, at -OH grupperne kan hænge sammen med vand lidt lige som en magnets poler, og det kan lycopen og betacaroten ikke. 

Olie og vand

Terpener minder meget om olie og er også lipofilt, hvilket vil sige, at det kan opløses i olie. Terpener har ingen polære grupper af atomer og er lange på en måde, så de ikke kan pakkes særligt tæt. Det giver samtidig en lav massefylde.

Fenoler som anthocyanin har til gengæld flere polære OH-grupper siddende, hvilket automatisk gør dem hydrofile. Altså vandelskende.

 

Olie-eddikedressing eksperimentet

Formål:

På en enkel måde at anvende kvalitative test på plantestoffers polære egenskaber med de samme ingredienser, som indgår i en normal olie-eddike dressing


Mål:

At du/I på egen hånd opstiller hypotese for, hvilke hydro- og lipofile egenskaber den enkelte grøntsagsfarve har. At der udvælges materiale og dernæst gennemføres og konkluderes på undersøgelsen. Desuden er målet, at metoden derefter kan anvendes på andre plantefarvestoffer.

Materialer:

  • Plantemateriale: Orange gulerod, Violet gulerod, Rødkål
  • Fint rivejern
  • 3 målebægre
  • 3 reagensglas
  • Neutralfarvet madolie – fx solsikkeolie
  • Lagereddike eller vineddike
  • 3 tefiltre af papir

Metode og teori:

Formuler en hypotese om, hvordan du tænker, at farvestofferne fra grønsagen placerer sig i forhold til de forskellige væskefaser, der er i bægerglasset. Vil det fx være i eddike, olie, begge dele, eller midt i mellem faserne af væske? Hvis der er flere farver i en grønsag, er det vigtigt at formulere en hypotese for hver af de farver, der kan genkendes, når du kigger på grønsagen.

Undersøgelse

  • Klargør tre bægerglas med bægerglas med en 3 cm høj søjle af olie og en 1 cm høj søjle vineddike
  • Riv materialet fra den enkelte grøntsag på den fineste side på rivejernet – husk at rengøre grundigt inden næste grønsag rives
  • Overfør det revne materiale til tefiltret
  • Nedsænk filter med indhold i den opdelte væskesøjle i bægerglasset og lad det stå 15 minutter
  • Inden du tager filteret op igen, presser du det sammen, så al væsken klemmes ud i bægerglasset.
  • Her kan du evt. overføre væsken til et reagensglas eller et målebæger med en smallere diameter end det nuværende.
  • Lad det ekstraherede farvestof stå yderligere 15 minutter inden du analyserer resultatet.
  • NB! Pas på ikke at ødelægge filteret

Analyse:

Hvilken fase er farvestoffet opløst i? Vand/eddike eller olie? Stemmer det overens med din forventning og din hypotese?

Ekstra:

  • Forslag til udvidelse af forsøget.
  • Prøv evt. at erstatte vand med ethanol/husholdningssprit og bægerglasset og se om det ændrer på resultatet.
  • Vil det fx være andre farvestoffer som er ekstrahereret/udtrukket i fra grønsagen når man benytter sprit frem for vand?
  • Hvad tror du er den største kemiske forskel på sprit og vand som opløsningsmiddel af farvestoffer fra planter?