紫甘藍(lán)的化學(xué)之旅

黃新階

紫甘藍(lán)俗稱(chēng)紫包菜，由于外葉和葉球呈紫紅色，故被稱(chēng)為紫甘藍(lán)。紫甘藍(lán)富含維生素C、維生素E和維生素B以及纖維素等，是廣受人們喜愛(ài)的一種蔬菜。

紫甘藍(lán)色素是紫甘藍(lán)中有色化合物的總和，屬于多酚類(lèi)物質(zhì)，由花青素與糖以糖苷的形式存在于紫甘藍(lán)細(xì)胞液中。它既是一種天然的食用色素，又是一種性質(zhì)特別的指示劑。

一、提取紫甘藍(lán)色素

制取紫甘藍(lán)指示劑之前必須把紫甘藍(lán)色素提取出來(lái)。工業(yè)上用pH值為2的稀鹽酸作浸提劑，按浸提劑和固體質(zhì)量比為5∶1浸提2小時(shí)。采用酸性乙醇（含75%乙醇、0.4%乙酸）作為溶劑時(shí)，最佳工藝按浸提劑和固體質(zhì)量比為1∶2浸提4小時(shí)。實(shí)驗(yàn)室用什么溶劑提取紫甘藍(lán)色素效果最好？

實(shí)驗(yàn)1

稱(chēng)取2份切碎的同質(zhì)紫甘藍(lán)葉片各2g，分別加20mL蒸餾水、20mL乙醇，室溫下浸提2小時(shí)，過(guò)濾后觀察液體色澤和殘留物顏色。使用蒸餾水作為溶劑，提取液為較淺的紫紅色，殘留物為較淺的淡粉色。使用乙醇作為溶劑，提取液為澄清較深的紫紅色，殘留物為較淺的淡粉色（色素溶解很徹底）。

實(shí)驗(yàn)2

稱(chēng)取10g紫甘藍(lán)葉片切碎，用榨汁機(jī)榨汁后置于250mL燒杯中，加入50mL25%酒精溶液，然后加熱至沸騰，當(dāng)液體顏色變紫后停止加熱，冷卻至室溫，過(guò)濾，得到顏色較深的紫甘藍(lán)色素溶液。

二、用紫甘藍(lán)色素檢測(cè)溶液的酸堿性

實(shí)驗(yàn)3

將紫甘藍(lán)色素提取液分別滴入稀硫酸和稀醋酸中，分別顯示深粉紅和粉紅色。將紫甘藍(lán)色素提取液分別滴入飽和石灰水和稀氫氧化鈉溶液中，分別顯示淺藍(lán)色和藍(lán)綠色。

實(shí)驗(yàn)4

各取2mL的肥皂水、白醋于兩支試管中，分別滴加5滴紫甘藍(lán)色素液，溶液顏色分別變?yōu)榫G色、粉紅色。說(shuō)明紫甘藍(lán)色素液可檢驗(yàn)日常生活用品的酸堿性。

實(shí)驗(yàn)5

配制pH值為2、4、6的鹽酸，分別取蒸餾水和上述溶液2mL，各滴加5滴紫甘藍(lán)色素液。紫甘藍(lán)色素液的顯色情況是，在pH值為7的蒸餾水中顯紫色，在pH值為2、4、6的鹽酸中分別是深紅色、較淺紅、粉紅。pH值越接近7，顏色越淺。

實(shí)驗(yàn)6

用試管分別取pH值為8、10、12的氫氧化鈉溶液各2mL，滴加5滴紫甘藍(lán)色素液，液體顏色分別是淺綠、黃綠、黃。在堿性條件下，紫甘藍(lán)色素液的顏色變化較豐富。

三、檢測(cè)紫甘藍(lán)色素的穩(wěn)定性

實(shí)驗(yàn)7

用氫氧化鈉溶液和鹽酸調(diào)節(jié)紫甘藍(lán)色素提取液的pH值，觀察紫甘藍(lán)色素在不同pH值下的顏色變化。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，色素提取液的顏色隨pH值改變而改變，即色素提取液的顏色變化為可逆變化。當(dāng)加入足夠多的氫氧化鈉溶液，色素提取液一旦變?yōu)辄S綠色，就不能發(fā)生可逆變化，即色素分子結(jié)構(gòu)在強(qiáng)堿中發(fā)生改變，說(shuō)明紫甘藍(lán)色素的穩(wěn)定性受酸堿度的影響很大。

實(shí)驗(yàn)8

將2%雙氧水溶液1mL添加到1mL飽和紫甘藍(lán)色素液中，放置一段時(shí)間后紫色慢慢褪去。說(shuō)明弱氧化劑雙氧水對(duì)紫甘藍(lán)色素很敏感。

實(shí)驗(yàn)9

分別在5支都盛有2mL紫甘藍(lán)色素液中加入1mL5%氯化鈉溶液、氯化鎂溶液、氯化鋅溶液、氯化鐵溶液，加氯化鈉溶液、氯化鎂溶液的色素顏色沒(méi)變，說(shuō)明鈉、鎂離子對(duì)紫甘藍(lán)色素沒(méi)有影響。紫甘藍(lán)色素遇氯化鋅和氯化鐵后逐漸變?yōu)辄S綠色，遇氯化鋁變?yōu)楹趾谏f(shuō)明鋅、鐵離子對(duì)紫甘藍(lán)色素有不良影響。

實(shí)驗(yàn)10

分別將約30 mL紫甘藍(lán)色素液置于3個(gè)無(wú)色滴瓶中，把其中的2個(gè)瓶子放在室外一周，3個(gè)滴瓶中的液體外觀無(wú)明顯改變，說(shuō)明紫甘藍(lán)色素在不同的光環(huán)境下短時(shí)間內(nèi)有較好的穩(wěn)定性。

四、研究結(jié)論

水和乙醇是紫甘藍(lán)色素的良好溶劑。用榨汁機(jī)取其汁液比搗爛提取汁液效果好。

紫甘藍(lán)色素在酸堿環(huán)境中顏色變化較豐富，是一種準(zhǔn)確度高、無(wú)毒易降解的酸堿指示劑。

紫甘藍(lán)色素的穩(wěn)定性受酸堿度的影響很大，在弱酸性至弱堿性的范圍內(nèi)較穩(wěn)定。紫甘藍(lán)色素對(duì)各種光在短時(shí)間內(nèi)有一定耐受性，鐵離子、鋁離子對(duì)其有不良影響，應(yīng)避免與鐵、鋁的接觸。