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秋天的葉子,變黃變紅到底是物理變化還是化學變化呢?

日期:2020/10/30 10:14:41 點擊:
秋天,或黃,或紅,或綠,都是落葉織成的當季新款。這是層林盡染后,葉子們的最好歸宿:源于自然,回歸自然。也是秋天獨有的一種美。


你是否曾想過,為什么楓葉會變紅,而像楊樹、銀杏樹,葉子就變黃了?其實,落葉呈現出什么顏色,是要看下面三者誰更強勢。

 


 

葉綠素


在葉綠素里,有許多許多不同的家族伙伴。許多成員在植物中很常見,其中高等植物中最常見的有:葉綠素a 和葉綠素b。它們不溶于水,但卻能溶于有機溶劑,如乙醇、丙酮等。植物體內的葉綠素呢,主要參與光合作用中的光吸收過程。它可以吸收大部分的紅光和紫光,但反射綠光,所以葉綠素呈現綠色,秘密就在這里啦!和活體內的其他物質一樣,葉綠素也在不斷地合成與分解。它的合成過程中需要較強的光照和較高的溫度,而同時呢又很不穩定。光、酸堿、氧化劑等都能分解葉綠素。春夏時節,由于葉綠素合成量大于分解量,分解的葉綠素得以及時補充,而秋冬時節合成量不及分解量,分解的葉綠素往往得不到補充。所以這就是為什么,葉片春季變綠而秋季又脫綠的原因。

類胡蘿卜素

緊接著呢,再了解一下“類胡蘿卜素”。這里主要有兩個伙伴——胡蘿卜素、葉黃素。它們同樣不溶于水,易溶于有機溶劑哦。光合作用中,它們主要吸收的是藍紫光,可輔助葉綠素捕獲光能。類胡蘿卜素相對于葉綠素而言較為穩定,不易受到外界環境變化的影響,因此當秋天的葉綠素的含量下降后,類胡蘿卜素所占比例就相應增加了,從而使葉片顯現出黃色。

花青素

花青素擁有一個大家庭,自然界中大概有300多兄弟姐妹。平時我們看到的五顏六色的花卉、果蔬等,都與花青素積累有關。細胞中的花青素主要存在于液泡中,它本身是沒有顏色噠,但溶于水中后,在不同的pH值條件下會產生不同的顏色。深秋季節,因為溫度降低,葉子運輸糖類和水分的能力減弱了,葡萄糖不斷累積,導致濃度越來越高?扇苄蕴窃龆嗍沟眉毎尸F酸性,在酸性條件下花青素會變紅,因而樹葉就變成了紅色。

 


 

秋天到了,樹葉緩緩飄落,很美。除此之外,你知道落葉都具有哪些用途嗎?堆肥?大部分會被直接燒掉,不僅留下了一地垃圾,還會產生大量二氧化碳。你可知道,落葉富含各種色素和有益的化合物,不提取出來簡直浪費。芬蘭國家技術研究中心研發出了幾種樹葉的加工方法,可以被用于化妝品、紡織以及飼料和食品行業。沒有想到美麗的落葉居然還能發揮這么大的用途,讓我們一探究竟!


至今為止,人們對落葉的利用非常有限。它們不是被留在地上,就是用來堆肥,或者被焚燒,留下一堆垃圾,釋放出大量二氧化碳。

秋葉的顏色來自橙色和黃色類胡蘿卜素以及紅色的花青素。除了色素外,秋葉還含有許多有益的化合物,如酚類、木質素、碳水化合物和蛋白質。目前,全世界各行各業對天然色素的需求量正在快速增長,例如,這些天然色素甚至可以促進人體健康,并作為保健品使用。

 


 

在芬蘭國家技術研究中心(VTT)進行的一項研究中,研究人員收集花園和公園里的落葉后,進行干燥和研磨處理,提取出所需化合物。這個處理過程是在VTT的實驗室里進行的,研發已經進入到試運行階段,使用的原料是廢物處理公司Lassila & Tikanoja在奧塔涅米地區收集的樹葉。研究人員一直很注意整個過程的環境友好性以及產物的安全性。


“在實驗室里,我們發現了幾種利用樹葉的方法。同時我們也正在進行半工廠試驗,以此檢驗我們的方法是否能用在實踐工作中,以及究竟有多少有價值的化合物能從樹葉中提取出來!盫TT資深科學家Liisa Nohynek評論道。

化妝品及紡織品顏料

從秋葉中提取的色素可用于彩色化妝品和紡織品。不同樹種之間樹葉的化學成分有很大的不同。通過對某些種類的樹葉單獨進行加工,得到明確的化合物以用于新產品,可以得到很多附加價值。

提取完后剩余的生物質仍富含營養,可用于家庭菜園的土壤改良。另外,也可以對其進行進一步處理,得到可以抑制有害微生物生長的化合物,適用于如化妝品和衛生用品等領域。

Nohynek相信VTT研發的方法可以用于如紡織和化妝品行業的原材料處理器。此外,剩余的材料也為園藝、化妝品、衛生和醫藥等行業提供了商機。

 


來源:科普中國我知道
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