زندگی خورشید
شهریور ۳, ۱۴۰۳
اثرات مخرب زیست محیطی فلزات سنگین در خلیج فارس
شهریور ۲۱, ۱۴۰۳
دنیای زیبا و رنگارنگ آنتوسیانین ها
در این نوشته ابتدا با ساختار شیمیایی و منابع آنتوسیانین ها آشنا می شوید سپس رنگرزی با آنتوسیانی ها را می آموزید.
آنتوسیانین چیست؟
آنتوسیانین ها ترکیباتی آلی با ساختار شیمیایی مشخص هستند آنتوسیانین (anthocyanin) از کلمه یونانی Anthos به معنی گل و Kyanous به معنی آبی تیره گرفته شده است.
این ترکیبات در آب محلول هستند و مسئول رنگ های آبی، بنفش، قرمز، زرد و ارغوانی در میوه ها و برگ گیاهان می باشند.
این ترکیبات زیرگروهی از فلاونوئیدها هستند، بنابراین پلی فنول ها هستند که مسئول دادن رنگ های متمایز به گیاهان هستند.
فلاونوئیدها گروه متنوعی از ترکیبات طبیعی هستند که در میوه ها و سبزیجات مختلف یافت می شوند.
فلاونوئیدها در تنظیم فعالیت سلولی و همچنین دفاع در برابر رادیکال های آزاد نقش دارند.
فلاونوئیدها آنتی اکسیدان های بسیار قوی هستند.
آنتی اکسیدان ها به بدن در تلاش برای مبارزه با مولکول های بالقوه مضری که ممکن است وارد بدن شوند کمک می کنند.
به شدت توصیه می شود که مصرف فلاونوئیدها را افزایش دهید تا بدن خود را سالم نگه دارید و احتمالاً خطر ابتلا به برخی بیماری های مزمن را کاهش دهید.
آنتوسیانین ها در آب محلول هستند و پس از کلروفیل و کارتنوئیدها بیشترین ترکیبات موجود در گیاهان می باشند. آنها در شیره واکوئلی بافت های اپیدرمی میوه ها و گل ها یافت می شوند. آنتوسیانین ها رنگ های صورتی، قرمز و بنفش توت ها، سیب های قرمز، گیلاس، انگور قرمز، کاهو قرمز، بادمجان، و به پیاز یا کلم رنگ قرمز می بخشند. آنها همراه با کاروتنوئیدها مسئول رنگ برگ های پاییزی هستند. همچنین، آنتوسیانین ها هنگامی که میوه آماده خوردن است یا زمانی که گل آماده گرده افشانی است، حیوانات را جذب می کند. آنها مسئول رنگ بیشتر سبزیجات، گلبرگ ها، غلات مانند برنج سیاه و میوه ها هستند.
طبقه بندی آنتوسیانین ها: آنها را می توان به طور عمده بر اساس ترکیب شیمیایی آنها به دو گروه طبقه بندی کرد که عبارتند از فلاونوئید و فنولیک آنتوسیانین ها تقریباً همه محلول در آب و رنگدانه های گیاهی هستند. آنها گلیکوزیدهای پلی هیدروکسی و پلی متوکسی هستند که از نمک های 2- فنیل بنزو پیریلیوم یا فلاویلیوم مشتق شده اند.
تقریباً 600 نوع مختلف آنتوسیانین کشف شده است. به طور خاص، فلاونوئیدها گروهی از متابولیت‌های ثانویه هستند که مسئول وسیع‌ترین طیف رنگی از نظر تعداد دانه، برگ، میوه و گل هستند. سایر بافت ها متعلق به کلاس فنیل پروپانوئیدها هستند. با این حال، الگوهای جایگزینی متفاوتی وجود دارد که به طور طبیعی گونه‌های گیاهی مانند 5-متوکسی سیانتوسیانیدین، 3-دئوکسی سیانتوسیانیدین، 7-متوکسی سیانتوسیانیدین و 6-هیدروکسی سیانتوسیانیدین وجود دارند.
ساختار کلی آنتوسیانین ها:
تفاوت آنتوسیانین و آنتوسیانیدین: آنتوسیانین ها گلوکوزیدهای آنتوسیانیدین ها می باشند. تفاوت ساختار این دو را در شکل زیر ببینید.
تفاوت آنتوسیانین و آنتوسیانیدین
| آنتوسیانین | آنتوسیانیدین |
|---|---|
| پیگمنت های گیاهی مشتق شده از آنتوسیانیدین که به مولکول قند متصل شده اند. | آنها همتای بدون قند رنگدانه های آنتوسیانین هستند. |
| در محیط اسیدی (pH<7), قرمز رنگ هستند. | در محیط اسیدی (pH<7)), رنگی هستند. |
| در محیط خنثی بنفش، و در محیط قلیایی (pH>7) سبز متمایل به زرد هستند | در محیط بازی(pH>7), بی رنگ هستند. |
متغیرهای مختلفی که باعث تنوع رنگی آنتوسیانین ها می شود: یکی گروه های عاملی(R) مختلف که به ساختار اصلی می چسبند و دیگری فاکتورهای محیطی مانند پی اچ(محیط اسیدی یا بازی) مختلف، یون های فلزی مختلفی که با آنتوسیانین واکنش می دهند و همچنین دما می باشند.
رنگ های مختلف آنتوسیانین ها توسط دو عامل اصلی تعیین می شود:
1. ساختار مولکولی:
* ساختار پایه آنتوسیانین: آنتوسیانین ها گروهی از رنگدانه های محلول در آب هستند که بر اساس ساختار مشترکی به نام “آنتوسیانیدین” ساخته شده اند. این ساختار از یک کاتیون فلاویلیوم مرکزی تشکیل شده است که یک سیستم حلقه ای با بار مثبت است.
* تغییرات در گروه های عاملی جانشین: کلید تنوع رنگ در گروه های شیمیایی مختلف (جایگزین ها) متصل به این ساختار هسته نهفته است. این جایگزین ها می توانند شامل موارد زیر باشند:
* گروه های هیدروکسیل (OH): این گروه ها بر توانایی مولکول در جذب و بازتاب نور تأثیر می گذارند. گروه های هیدروکسیل بیشتر به سایه های آبی تر منجر می شوند.
* گروه های متوکسیل (OCH3): این گروه ها می توانند رنگ را به سمت رنگ های مایل به قرمز تغییر دهند.
* گلیکوزیلاسیون: افزودن مولکول های قند (گلیکوزیلاسیون) نیز بر رنگ تأثیر می گذارد.
2. عوامل محیطی:
* pH: اسیدیته (pH) محیط به طور قابل توجهی بر رنگ آنتوسیانین تأثیر می گذارد.
* شرایط اسیدی (PH پایین): آنتوسیانین ها قرمزتر هستند.
* شرایط بازی (PH بالا): به رنگ های آبی و بنفش تغییر می کنند.
در شکل زیر رنگ کلم قرمز در پی اچ های مختلف می بینید(از چپ به راست پی اچ افزایش می یابد
* یون های فلزی: وجود یون های فلزی خاص می تواند با آنتوسیانین ها تعامل داشته باشد و رنگ آنها را تغییر دهد. به عنوان مثال، یون های آلومینیوم می توانند شید های آبی را تقویت کنند.
* دما: دما همچنین می تواند با تأثیر بر ثبات و ساختار مولکول آنتوسیانین بر رنگ آن تأثیر بگذارد.
مثال:
* سیانیدین: یک آنتوسیانیدین معمولی، دارای ساختار اساسی است که منجر به رنگ مایل به قرمز می شود.
* دلفینیدین: آنتوسیانیدین دیگری، گروه های هیدروکسیل بیشتری دارد و در نتیجه رنگ آبی تر می شود.
به طور خلاصه:
رنگ آنتوسیانین ترکیبی از ساختار مولکولی ذاتی آن (مخصوصاً عامل های متصل به هسته آنتوسیانیدین) و تأثیر عوامل محیطی مانند pH و یون های فلزی است. این اثر متقابل مجموعه ای از رنگ های خیره کننده را ایجاد می کند که در طبیعت دیده می شود، از قرمز عمیق توت خرس تا آبی پر رنگ بلوبری.
در تصویر زیر آنتوسیانین ها را با گروه های عاملی مختلف می بینید که رنگ های متفاوتی دارند:
و باز تغییر گروه عاملی و تغییر رنگ در آنتوسیانین:
در زیر تغییر رنگ سرخاب کوهی را در آب مقطر، هیدروکلریک اسید(HCl)، استیک اسید(CH3COOH)، جوش شیرین(NaHCO3)، و سدیم هیدرو اکسید(NaOH) می بینید.
رنگ سرخاب کولی در آب مقطر و چهار محیط اسیدی و بازی مختلف:
آنتوسیانین ها به گل ها کمک می کند تا گرده افشان ها را جذب کنند.
به عنوان یک ضد آفتاب در بافت های فتوسنتزی عمل می کند.
به عنوان یک آنتی اکسیدان قوی عمل می کند.
برخی گیاهان و میوه های حاوی آنتوسیانین ها
رنگرزی با آنتوسیانین ها، که رنگدانه های طبیعی موجود در میوه ها و سبزیجات مختلف هستند، می تواند یک روش سرگرم کننده و دوستدار محیط زیست برای رنگ آمیزی پارچه ها باشد. در اینجا یک راهنمای گام به گام برای رنگرزی با آنتوسیانین آورده شده است:
مواد مورد نیاز
1. پارچه: الیاف طبیعی مانند پنبه، ابریشم یا پشم بهترین عملکرد را دارند.
2. منبع آنتوسیانین: میوه ها (مانند زغال اخته، شاه توت، گیلاس، کلم قرمز) یا سبزیجات.
3. دندانه (اختیاری): برای حفظ بهتر رنگ، از موادی مانند زاج سپید (سولفات آلومینیوم پتاسیم) استفاده کنید.
4. آب: برای جوشاندن و آبکشی.
5. ظرف : غیر واکنشی (استیل یا پیرکس).
6. صافی: برای جدا کردن رنگ از مواد گیاهی.
7. دستکش: برای محافظت از دستان شما در برابر لک.
8. همزن: چوبی یا پلاستیکی.
9. نمک(اختیاری): برای جذب بیشتر رنگ بر روی کالا
مراحل رنگرزی با آنتوسیانین
1. پارچه را آماده کنید
– پارچه را بشویید تا هرگونه چربی یا کثیفی از بین برود.
– دمکردن (اختیاری): در صورت استفاده از موز، طبق دستور آن را در آب داغ حل کنید، سپس پارچه را حدود یک ساعت خیس کنید. بشویید و بگذارید خشک شود.
2. استخراج ماده رنگی
– میوه ها یا سبزیجات غنی از آنتوسیانین خود را به قطعات کوچک خرد کنید.
– آنها را در قابلمه ای قرار دهید و به اندازه ای آب اضافه کنید که روی مواد را بپوشاند.
– مخلوط را حدود 30-60 دقیقه روی حرارت ملایم بجوشانید. هرچه بیشتر بجوشانید، غلظت رنگ بیشتر می شود.
– پس از اتمام، مایع را از طریق یک صافی مشبک یا پارچه پنیر صاف کنید تا رنگ از مواد گیاهی جدا شود.
3. پارچه را رنگ کنید
– رنگ استخراج شده را بجوشانید.
– پارچه آماده شده خود را به قابلمه اضافه کنید. مطمئن شوید که کاملاً در آب فرو رفته است.
– به مدت 30 دقیقه تا یک ساعت بجوشانید و هر از گاهی هم بزنید. هرچه بیشتر آن را رها کنید، رنگ آن عمیق تر می شود و همزدن بیشتر باعث یکنواختی کار می شود. درصورتی که بخواهید طرح بر روی پارچه تشکیل شود به روش رنگرزی گره رنگرزی کنید.
4. بشویید و خشک کنید
– وقتی به رنگ دلخواه رسیدید، پارچه را از حمام رنگ بردارید.
– آن را زیر آب سرد بشویید تا آب شفاف شود تا رنگ اضافی پاک شود.
– آویزان کنید تا خشک شود به دور از نور مستقیم خورشید برای جلوگیری از محو شدن.
نکاتی برای بهترین نتایج
– نمونه های آزمایشی: همیشه ابتدا روی نمونه های پارچه ای کوچک تست کنید تا ببینید رنگ چگونه ایجاد می شود.
– حساسیت به pH: آنتوسیانین ها می توانند بر اساس سطوح pH تغییر رنگ دهند. افزودن سرکه (اسیدی) در مقایسه با جوش شیرین (قلیایی) می تواند شید های متفاوتی ایجاد کند.
– نحوه نگهداری: اگر می خواهید بعداً بیشتر رنگ کنید، رنگ باقیمانده را چند روز در یخچال نگهداری کنید.
اقدامات احتیاطی ایمنی
– برای جلوگیری از لکه دار شدن دست ها از دستکش استفاده کنید.
– در محیطی با تهویه مناسب کار کنید، مخصوصاً هنگام استفاده از موم.
آزمایش با منابع مختلف آنتوسیانین می تواند رنگ های زیبای متنوعی را به دست آورد! از پروژه رنگرزی طبیعی خود لذت ببرید!
در تصویر زیر الیاف ابریشم در پی اچ های مختلف توسط آنتوسیانین رنگرزی شده است.
نکات:
– رنگ های آنتوسیانین می توانند بر اساس PH از نظر رنگ متفاوت باشند. به عنوان مثال، کلم قرمز می تواند سایه های آبی را در شرایط قلیایی (افزودن جوش شیرین) و صورتی در شرایط اسیدی (افزودن سرکه) ایجاد کند.
– ابتدا روی یک نمونه پارچه کوچک تست کنید تا ببینید چگونه رنگ را می گیرد.
– به خاطر داشته باشید که رنگ های طبیعی ممکن است به مرور زمان و با شستشو کمرنگ شوند، بنابراین با پارچه های رنگ شده را با مواد شستشوی ملایم بشویید.
– دو نمونه از میوه های غیر خوراکی که سرشار از آنتتوسیانین ها می باشند و می توانید برای رنگرزی استفاده کنید، یکی گیاه آقطی سیاه و دیگری گیاه سرخاب کولی مب باشند که در جنگل های شمال و برخی استان های دیگر به وفور یافت می شوند.
از پروژه رنگرزی طبیعی خود لذت ببرید!
