Sólin Sólin Rís 05:17 • sest 21:46 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 23:36 • Sest 19:57 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 02:06 • Síðdegis: 14:51 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 08:22 • Síðdegis: 21:18 í Reykjavík

Hvaða efni valda bláum lit í jurtaríkinu?

Kesara Anamthawat-Jónsson

Öll spurningin hljóðaði svona:
Hvaða efni valda bláum lit í jurtaríkinu? Eins og til dæmis í lúpínu, blágresi og ef til vill líka í bláberjum.

Litir plantna ráðast af samspili efnasambanda og þeim bylgjulengdum ljóss sem þau draga í sig eða endurvarpa. Hópur efna sem kallast antósíanín (anthocyanin) hefur mest að segja um bláan lit plantna og reyndar þann rauða líka. Antósíanín-efni gleypa ekki fjólubláa og bláa hluta litrófsins (350-450 nm) og þess vegna er antósíanín oftast blátt á litinn. Sum efnasambönd í antósíanín-hópnum gleypa heldur ekki rauðan hluta ljóssins (yfir 600 nm) og verða þau því meira rauðleit.

Antósíanín-hópurinn gegnir fjölbreyttu hlutverki í plöntum en er best þekktur sem litarefni blóma og ávaxta og hefur þá mikið að gera með frævun blóma með hjálp frjóbera eins og býflugna og fugla, og við dreifingu aldinna, berja og fræja með dýrum.

Antósíanín er ábyrgt fyrir rauða litnum sem sum laufblöð taka á sig á haustin.

Antósíanín sér einnig um að verja plöntur fyrir skaðlegum geislum sólarljóssins og ber ábyrgð á hluta þeirra fallegu lita sem sumar plöntur skarta á haustin (sjá svar sama höfundar við spurningunni Af hverju koma haustlitirnir?). Segja má að meira sólskin kalli á meira blátt og rautt. Sem dæmi þá er rauðvín frá Mendoza-fylki austanmegin við Andesfjallgarðinn í Argentínu oftast dekkra á lit en önnur rauðvín, en þar stendur vínviðarplantekran hátt yfir sjó og sólargeislun er mjög sterk. Á haustin verður mispill í Reykjavík eldrauður ofan á runnanum þar sem laufblöðin breiða úr sér beint undir sólinni, en blöðin fyrir neðan og í skugganum eru áfram græn. Liturinn virkar sem sólarvörn fyrir plöntuna.

Rannsóknir á sviði plöntulífeðlisfræðinnar[1][2] hafa sýnt fram á að ofgeislun, sérstaklega vegna útfjólublárra geisla af gerðinni UVB, kemur af stað varnarviðbrögðum í plöntum og hluti af því er myndun litaefna í yfirhúðvefjum laufblaða, blóma og ávaxta. Ofgeislunin örvar myndun sindurefna (súrefnisradikala) sem eru skaðleg ljóstillífuninni og reyndar öllum efnaskiptum í plöntufrumunum. Við súrefnisstreitu fer í gang myndun og uppsöfnun antósíanín-litarefna í plöntufrumum en slík litarefni minnka skemmdir á ljóstillífunarkerfi í grænukornum. Antósíanín virkar fyrst og fremst með því að gleypa í sig útfjólublátt ljós á bylgjulengdunum 250-350 nm en endurkastar rauða og bláa ljósinu eins og áður sagði.

Til viðbótar virkar antósíanín, ásamt karótenóíðum (carotenoids – annar hópur litarefna), þannig að saman breyta efnin súrefniseitri (til dæmis í formi peroxíða) í skaðlausar sameindir eins og vatn. Þess vegna er antósíanín talið vera andoxunarefni eða andoxari (antioxidant).

Litarefnið antósíanín sem sýrustigsmælir: Í fyrstu þremur tilraunaglösunum (til vinstri) er antósíanín úr rauðkáli í vatnslausn við sýrustig 1 (mjög súrt), 7 (hlutlaust, kranavatn í Öskju HÍ) og 12 (basískt). Í næstum þremur glösum er litarefnið úr rauðrófu, en hér er lausnin með miðlungssýrustigi ennþá rauð og það er vegna þess að mismunandi antósíanín-litarefni hafa mismunandi ljósgleypnislitróf. Tilraunaglösin tvö lengst til hægri innihalda náttúrulegt rauðvín (sem er frekar súrt, með sýrustig 3) en þegar er víninu hefur verið hellt í basíska lausn er rauði liturinn horfinn. Þess má geta að hvítvín er jafn súrt og rauðvín, en hvítvín er ekki framleitt úr vínberjum með bláu eða rauðu antósíanín-ríkjandi hýði.

Antósíanín eru vatnsleysanleg efnasambönd sem geymast í safabólum plöntufruma. Þannig getur litablær breyst eftir sýrustigi í vatnsumhverfi sínu (sbr. mynd hér að ofan). Antósíanín verður rautt í súru umhverfi (lágu sýrustigi) og breytist smá saman við hækkandi sýrustig í bleikan, bláan, grænan og loks gulan lit í basakenndri vatnslausn. Þetta er ástæðan fyrir því að rauðvín er rautt þótt vínberið sé blátt og líka ástæða þess að blóm lúpínu eða blálilju eru í mismunandi litum.

Blálilja (Mertensia maritima) í Surtsey, 5. júlí 2010. Ung blóm eru bleik á litinn, en fullþroskuð blóm eru blá.

Antósíanín er hópur annars stigs umbrotsefna sem eru framleidd úr amínósýrunni fenýlalanín og finnast um það bil 600 mismunandi gerðir antósíanín-litaefna í náttúrunni.[3] Dæmi um antósíanín í blómum eru síanídín í rós og petúníu (rauður, blárauður), pelargónídín í hortensíu (bleikur, laxbleikur, appelsínugulur) og delfínídín í lúpínu (blár, fjólublár). Í laufum og haustblöðum eru litarefni þessa hóps aðallega rauða efnið síanídín. Algengustu form antósíanín-litarefna eru síanídín (cyanidin, C15H11O6) og delfínídín (delphinidin, C15H11O7) – þau eru einmitt meginlitarefni í grænmeti og ávöxtum svo sem í bláberjum, vínberjarhýði, kirsuberjum, rauðkáli, rauðlaukum, eggaldini, papríku, tómötum og kartöflum.

Antósíanín-ríkjandi fæða er orðin vinsæl og eftirsótt, ekki bara vegna aðlagandi litabrigða heldur líka vegna heilsubótaráhrifa. Margar rannsóknir hafa sýnt fram á að antósíanín úr grænmeti geti leikið hlutverk við bælingu á ýmsum langvarandi sjúkdómum.[4]

Tilvísanir:
  1. ^ Takahashi S, Badger MR (2011) Photoprotection in plants: a new light on photosystem II damage. Trends in Plant Science 16(1): 53-60.
  2. ^ Xu Z, Rothstein SJ (2018) ROS-Induced anthocyanin production provides feedback protection by scavenging ROS and maintaining photosynthetic capacity in Arabidopsis. Plant Signal Behavior 13(3): e1451708.
  3. ^ Liu Y et al. (2018) Anthocyanin biosynthesis and degradation mechanisms in Salanaceous vegetables: A review. Frontiers in Chemistry 6: article 52.
  4. ^ Sama og nr. 3.

Myndir:

Höfundur

Kesara Anamthawat-Jónsson

prófessor í grasafræði og plöntuerfðafræði við HÍ

Útgáfudagur

16.12.2019

Spyrjandi

Kristín Hafsteinsdóttir

Tilvísun

Kesara Anamthawat-Jónsson. „Hvaða efni valda bláum lit í jurtaríkinu?“ Vísindavefurinn, 16. desember 2019. Sótt 14. ágúst 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=74386.

Kesara Anamthawat-Jónsson. (2019, 16. desember). Hvaða efni valda bláum lit í jurtaríkinu? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=74386

Kesara Anamthawat-Jónsson. „Hvaða efni valda bláum lit í jurtaríkinu?“ Vísindavefurinn. 16. des. 2019. Vefsíða. 14. ágú. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=74386>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvaða efni valda bláum lit í jurtaríkinu?
Öll spurningin hljóðaði svona:

Hvaða efni valda bláum lit í jurtaríkinu? Eins og til dæmis í lúpínu, blágresi og ef til vill líka í bláberjum.

Litir plantna ráðast af samspili efnasambanda og þeim bylgjulengdum ljóss sem þau draga í sig eða endurvarpa. Hópur efna sem kallast antósíanín (anthocyanin) hefur mest að segja um bláan lit plantna og reyndar þann rauða líka. Antósíanín-efni gleypa ekki fjólubláa og bláa hluta litrófsins (350-450 nm) og þess vegna er antósíanín oftast blátt á litinn. Sum efnasambönd í antósíanín-hópnum gleypa heldur ekki rauðan hluta ljóssins (yfir 600 nm) og verða þau því meira rauðleit.

Antósíanín-hópurinn gegnir fjölbreyttu hlutverki í plöntum en er best þekktur sem litarefni blóma og ávaxta og hefur þá mikið að gera með frævun blóma með hjálp frjóbera eins og býflugna og fugla, og við dreifingu aldinna, berja og fræja með dýrum.

Antósíanín er ábyrgt fyrir rauða litnum sem sum laufblöð taka á sig á haustin.

Antósíanín sér einnig um að verja plöntur fyrir skaðlegum geislum sólarljóssins og ber ábyrgð á hluta þeirra fallegu lita sem sumar plöntur skarta á haustin (sjá svar sama höfundar við spurningunni Af hverju koma haustlitirnir?). Segja má að meira sólskin kalli á meira blátt og rautt. Sem dæmi þá er rauðvín frá Mendoza-fylki austanmegin við Andesfjallgarðinn í Argentínu oftast dekkra á lit en önnur rauðvín, en þar stendur vínviðarplantekran hátt yfir sjó og sólargeislun er mjög sterk. Á haustin verður mispill í Reykjavík eldrauður ofan á runnanum þar sem laufblöðin breiða úr sér beint undir sólinni, en blöðin fyrir neðan og í skugganum eru áfram græn. Liturinn virkar sem sólarvörn fyrir plöntuna.

Rannsóknir á sviði plöntulífeðlisfræðinnar[1][2] hafa sýnt fram á að ofgeislun, sérstaklega vegna útfjólublárra geisla af gerðinni UVB, kemur af stað varnarviðbrögðum í plöntum og hluti af því er myndun litaefna í yfirhúðvefjum laufblaða, blóma og ávaxta. Ofgeislunin örvar myndun sindurefna (súrefnisradikala) sem eru skaðleg ljóstillífuninni og reyndar öllum efnaskiptum í plöntufrumunum. Við súrefnisstreitu fer í gang myndun og uppsöfnun antósíanín-litarefna í plöntufrumum en slík litarefni minnka skemmdir á ljóstillífunarkerfi í grænukornum. Antósíanín virkar fyrst og fremst með því að gleypa í sig útfjólublátt ljós á bylgjulengdunum 250-350 nm en endurkastar rauða og bláa ljósinu eins og áður sagði.

Til viðbótar virkar antósíanín, ásamt karótenóíðum (carotenoids – annar hópur litarefna), þannig að saman breyta efnin súrefniseitri (til dæmis í formi peroxíða) í skaðlausar sameindir eins og vatn. Þess vegna er antósíanín talið vera andoxunarefni eða andoxari (antioxidant).

Litarefnið antósíanín sem sýrustigsmælir: Í fyrstu þremur tilraunaglösunum (til vinstri) er antósíanín úr rauðkáli í vatnslausn við sýrustig 1 (mjög súrt), 7 (hlutlaust, kranavatn í Öskju HÍ) og 12 (basískt). Í næstum þremur glösum er litarefnið úr rauðrófu, en hér er lausnin með miðlungssýrustigi ennþá rauð og það er vegna þess að mismunandi antósíanín-litarefni hafa mismunandi ljósgleypnislitróf. Tilraunaglösin tvö lengst til hægri innihalda náttúrulegt rauðvín (sem er frekar súrt, með sýrustig 3) en þegar er víninu hefur verið hellt í basíska lausn er rauði liturinn horfinn. Þess má geta að hvítvín er jafn súrt og rauðvín, en hvítvín er ekki framleitt úr vínberjum með bláu eða rauðu antósíanín-ríkjandi hýði.

Antósíanín eru vatnsleysanleg efnasambönd sem geymast í safabólum plöntufruma. Þannig getur litablær breyst eftir sýrustigi í vatnsumhverfi sínu (sbr. mynd hér að ofan). Antósíanín verður rautt í súru umhverfi (lágu sýrustigi) og breytist smá saman við hækkandi sýrustig í bleikan, bláan, grænan og loks gulan lit í basakenndri vatnslausn. Þetta er ástæðan fyrir því að rauðvín er rautt þótt vínberið sé blátt og líka ástæða þess að blóm lúpínu eða blálilju eru í mismunandi litum.

Blálilja (Mertensia maritima) í Surtsey, 5. júlí 2010. Ung blóm eru bleik á litinn, en fullþroskuð blóm eru blá.

Antósíanín er hópur annars stigs umbrotsefna sem eru framleidd úr amínósýrunni fenýlalanín og finnast um það bil 600 mismunandi gerðir antósíanín-litaefna í náttúrunni.[3] Dæmi um antósíanín í blómum eru síanídín í rós og petúníu (rauður, blárauður), pelargónídín í hortensíu (bleikur, laxbleikur, appelsínugulur) og delfínídín í lúpínu (blár, fjólublár). Í laufum og haustblöðum eru litarefni þessa hóps aðallega rauða efnið síanídín. Algengustu form antósíanín-litarefna eru síanídín (cyanidin, C15H11O6) og delfínídín (delphinidin, C15H11O7) – þau eru einmitt meginlitarefni í grænmeti og ávöxtum svo sem í bláberjum, vínberjarhýði, kirsuberjum, rauðkáli, rauðlaukum, eggaldini, papríku, tómötum og kartöflum.

Antósíanín-ríkjandi fæða er orðin vinsæl og eftirsótt, ekki bara vegna aðlagandi litabrigða heldur líka vegna heilsubótaráhrifa. Margar rannsóknir hafa sýnt fram á að antósíanín úr grænmeti geti leikið hlutverk við bælingu á ýmsum langvarandi sjúkdómum.[4]

Tilvísanir:
  1. ^ Takahashi S, Badger MR (2011) Photoprotection in plants: a new light on photosystem II damage. Trends in Plant Science 16(1): 53-60.
  2. ^ Xu Z, Rothstein SJ (2018) ROS-Induced anthocyanin production provides feedback protection by scavenging ROS and maintaining photosynthetic capacity in Arabidopsis. Plant Signal Behavior 13(3): e1451708.
  3. ^ Liu Y et al. (2018) Anthocyanin biosynthesis and degradation mechanisms in Salanaceous vegetables: A review. Frontiers in Chemistry 6: article 52.
  4. ^ Sama og nr. 3.

Myndir:

...