شيمي رنگ‌هاي پاييزي

گونه رنگدانه	نوع ترکیب	رنگ
پورفیرین	کلروفیل	سبز
کاروتنوئید	کاروتن و لیکوپن	زرد ، نارنجی ، قرمز زرد
فلاوونوئید	فلاوون ـ فلاوونول ـ آنتوسیانین	قرمز ، آبی ، ارغوانی ،اناری

شیمی رنگدانه های گیاهی :

پورفیرین ها : همه پورفیرین ها حلقه ساختمانی زیر را دارند:

پورفیرین اولیه در برگها، رنگدانه سبز و معروف کلروفیل است. این رنگدانه، بصورت اشکال گوناگون شیمیایی وجود دارد ( مثلا کلروفیل نوع a و کلروفیل نوع b)، که مسئول عمل فتوسنتز و تولید کربو هیدرات در گیاه هستند. کلروفیل در نور آفتاب بوجود می آید.

وقتی فصل ها تغییر میکند و میزان نور خورشید کاهش می یابد، کلروفیل کمتر تولید می شود و برگها کمتر سبز می مانند. در این حالت ، کلروفیل به ترکیبات ساده تری شکسته می شود، بنابراین رنگ برگها بتدریج با آهسته شدن یا توقف تولید کلروفیل تغییر می کند.

کاروتنوئیدها : کاروتنوئیدها، ترپن هایی هستند که از واحدهای ایزوپرن درست شده اند.

مثال هایی از کاروتنوئیدهای موجود در برگهای شامل لیکوپن(قرمز) زانتوفیل (زرد) است. برای تولید کارتنوئیدها ، نور لازم نیست، بنابراین، این رنگدانه ها همواره در یک گیاه زنده وجود دارند. به علاوه کارتنوئیدها خیلی آهسته تر از کلروفیل، تجزیه می شوند.

فلاوونوئیدها: شامل واحدهای دی فینل پروپن هستند.

مثالهایی از آنها فلاون و فلاول است که هر دو زرد هستند. آنتوسیانین ها، می توانند طیف وسیعی از قرمز ، آبی و ارغوانی را بسته به ph داشته باشند.

آنتوسیانین ها ، نظیر سیانیدین ، یک صفحه خورشیدی طبیعی برای گیاهان ایجاد می کنند. زیرا ساختمان مولکولی یک آنتوسیانین شامل یک نوع قند است و تولید این گونه از رنگدانه ها ، بستگی به توانایی کربوهیدراتها درون گیاه دارد. رنگ آنتوسیانین ، با ph تغییر میکند، بنابراین اسیدیته خاک بر رنگ برگ گیاهان موثر است. تولید آنتوسیانین ها نیز، نیازمند نور است بنابراین روزهای آفتابی برای درخشان ترین رنگهای پائیزی ضروری است .

تغییر رنگهای پائیزی :

وقتی برگها سبز هستند، به این دلیل است که مقادیر فراوانی کلروفیل دارند. کلروفیل سایر رنگدانه ها را در برگ می پوشاند. به همین ترتیب آنتوسیانین ، پوشاننده کاروتنوئید است. زمانی که تابستان به پائیز می رسد، کاهش میزان نور، سبب می شود تا تولید کلروفیل کم شود. علیرغم اینکه سرعت تجزیه کلروفیل، ثابت باقی میماند، رنگ سبز بتدریج در گیاه از بین می رود . در همان زمان ، آنتوسیانین در برگها افزایش می یابد. برگهایی که شامل آنتوسیانین های اصلی و اولیه هستند قرمز می شوند. برگهایی که مقادیر کافی از هم آنتوسیانین و کاروتنوئید هستند، نارنجی می شوند . برگهایی که کاروتنوئید بیشتر و آنتوسیانین کمتر یا صفر دارند، زرد خواهند شد. در غیاب انواع این رنگدانه ها ، عوامل شیمیایی دیگر، دست به کار می شوند. مثلا رنگ قهوه ای برخی برگهای بلوط، به خاطر وجود تانن است.

رنگ‌دانه‌ي سبز در برگ كلروفيل نام دارد. كلروفيل نور آبي و قرمز را از نور خورشيد تابيده شده بر برگ‌ها جذب مي‌كند. بنابراين نور منعكس شده از برگ‌ها آبي و قرمز را به ميزان كم و سبز را به ميزان فراوان داراست. كلروفيل در محلول بين سلول‌هاي گياهي يا به اصطلاح آب بين سلولي حل نمي‌شود. در عوض در داخل سلول‌ها به غشاء ساختارهاي ديسك‌مانندي به نام كلروپلاست مي‌چسبد. در كلروپلاست نور جذب شده توسط كلروفيل انرژي لازم براي تبديل دي‌اكسيدكربن و آب به اكسيژن و كربوهيدرات‌ها را فراهم مي‌كند. فرمول كلي در اين تغييرات كه از نوع گرماگير هستند، انرژي نوراني جذب شده توسط كلروفيل تبديل به انرژي شيميايي ذخيره شده در كربوهيدرات‌ها (نشاسته و شكر) مي‌شود. اين انرژي شيميايي موجب عكس‌العمل زيستي در گياه مي‌شود. عمل زيستي شامل: رشد، گل‌دهي و دانه‌دهي گياهان است. كلروفيل ساختار پايداري نيست، و بر اثر نور خورشيد شكسته مي‌شود. گياه براي داشتن كلروفيل به ميزان لازم بايستي به طور مداوم عمل سنتز را انجام دهد. براي سنتز كلروفيل، نياز به گرما و نور خورشيد است. بنابراين در طول تابستان كه گرما و نور خورشيد به حد كافي وجود دارد، عمل شكستن و احياي كلروفيل به طور مداوم صورت مي‌‌گيرد. كاروتن، رنگيزه‌ي ديگري است كه در برگ درختان وجود دارد. كاروتن نور سبز متمايل به آبي و آبي را جذب مي‌كند. رنگ منعكس شده از كاروتن زرد است. كاروتن نيز همانند كلروفيل در كلروپلاست وجود دارد. هنگامي كه كلروفيل و كاروتن در آن واحد در يك برگ وجود داشته باشند، نور قرمز آبي متمايل به سبز و آبي از نور خورشيد توسط آنها دريافت مي‌شود. نور منعكس شده از برگ‌ها سبز است. كاروتن نقش جذب‌كننده‌ي فرعي را دارد. انرژي نوري كه توسط كاروتن جذب شده به كلروفيل منتقل مي‌شود، و اين انرژي در فتوسنتز استفاده مي‌شود. كاروتن نسبت به كلروفيل پايدارتر است. كاروتن حتي در شرايطي كه كلروفيل از بين مي‌رود، وجود دارد. و در اين شرايط كاروتن مسئول رنگ زرد در برگ‌ها است. سومين رنگ‌دانه آنتوسيانين است. آنتوسيانين نور آبي، آبي متمايل به سبز و سبز روشن را جذب مي‌كند. بنابراين نور منعكس شده از برگ‌هاي محتوي آنتوسيانين قرمز است. بر عكس كاروتن و كلروفيل آنتوسيانين به غشاء نمي‌چسبد. در عوض در شيره‌ي سلولي حل مي‌شود. رنگ ايجاد شده توسط اين رنگيزه به PH شيره‌ي سلولي حساس است. اگر PH شيره كامل اسيدي باشد، رنگ‌دانه، رنگ قرمز روشن ساطع مي‌‌كند. اگر PH محيط زياد اسيدي نباشد رنگ بنفش ساطع مي‌شود. رنگ سرخ سيب رسيده و بنفش انگور به علت وجود آنتوسيانين است. آنتوسيانين بر اثر واكنش بين شكر و پروتئين‌هاي خامي در شيره‌ي سلولي توليد مي‌شوند. نور نقش اصلي را در اين واكنش ايفا مي‌كند و به همين علت است كه در آن قسمتي از سيب كه در معرض نور خورشيد است قرمز مي‌شود و طرفي كه در معرض نور نيست سبز باقي مي‌ماند. در طول تابستان برگ‌ها كارخانه‌ي توليد شكر هستند. اين عمل در كلروفيل و با مصرف دي‌اكسيدكربن‌، آب و نور انجام مي‌گيرد. كلروفيل عامل رنگ سبز در برگ است. (برگ بعضي درختان مانند غان و درختان كتان «درختي در آمريكاي شمالي كه داراي ميوه‌هاي سفيد كتان است» به علت وجود كاروتن سبز روشن هستند). آب و مواد مغذي از ريشه به سمت شاخه‌ها و برگ‌ها جريان دارد. شكر توليد شده در فتوسنتز از برگ‌ها به ديگر قسمت‌هاي درخت مي‌رود و در اين مناطق انرژي شيميايي باعث رشد گياه مي‌شود و قسمتي از اين انرژي نيز ذخيره مي‌شود. كوتاه شدن روز و سرد شدن شب موجب تغييراتي در درختان مي‌شود. از جمله‌ي اين تغييرات رشد غشاء چوب‌پنبه‌اي بين شاخه و ساقه‌ي برگ است. اين غشاء چوب‌پنبه‌اي مانع جريان يافتن مواد مغذي به سمت برگ‌ها مي‌شود، در نتيجه ميزان كلروفيل كاهش يافته و رنگ سبز برگ‌ها محو مي‌شود. اگر برگ حاوي رنگ‌دانه‌ي كاروتن باشد، همان‌طور كه درخت غان و گردوي آمريكايي هستند، برگ‌ها با از دست دادن كلروفيل از سبز به زرد روشن تغيير رنگ مي‌دهند. در بعضي درختان با افزايش ميزان شكر در برگ‌ها، طي مراحلي شكر آنتوسيانين مي‌سازد و اين رنگ‌ريزه‌ها برگ‌هاي زرد را به قرمز تبديل مي‌كنند. افراي قرمز، بلوط قرمز در حجم زيادي آنتوسيانين توليد مي‌كنند و شفاف‌ترين رنگ قرمز و بنفش را در طبيعت خلق مي‌كنند. آب و هوا نقش مؤثري در تنوع رنگ‌هاي پاييزي دارد. دماي پايين، كلروفيل را نابود مي‌كند. زيرا همان‌طور كه قبلاً هم ذكر شد، فرايند گرماگير است. در دماي بالاي نقطه انجماد ساختار آنتوسيانين پايدار مي‌ماند. كم‌رنگ شدن نور خورشيد كلروفيل را تخريب و آنتوسيانين را افزايش مي‌دهد. همچنين آب و هواي خشك و به علاوه وجود شكر در شيره‌ي گياهي موجب افزايش ميزان آنتوسيانين مي‌شود. بنابراين روزهاي خشك و آفتابي به همراه شب‌هاي خشك و سرد موجب شفافيت رنگ‌هاي پاييزي مي‌شود.

شيمي رنگ‌هاي پاييزي

مطالب مشابه :

علت تغییر رنگ برگها

بیماریهای درختان میوه

برگها

فصل ها

کروتون

اصل و منشا کروتون

علوم زیستی وبهداشت

شيمي رنگ‌هاي پاييزي

کروتون