Antocianinai: spalva, kuri keičiasi su pH

4 spalvos, viena junginių šeima: duomenys eilutėmis

Rūgštingumas keičia ne šviesą, o pačią molekulę

Apžvalgoje prieš šį skirsnį stovi trumpa pastaba: toliau eina neįprasta dalis [1]. Ir ji tikrai neįprasta. Daugelis augalinių dažų turi vieną spalvą ir jos laikosi. Antocianinai laikosi kitaip: jų atspalvis priklauso nuo to, kokia aplinka juos apsupa.

Pradėti reikia nuo pH. Tai rūgštingumo skalė, ir praktiškai ji rodo, kiek aplinkoje laisvų protonų, tai yra vandenilio jonų. Maža pH reikšmė reiškia rūgštingą aplinką, kurioje protonų gausu. Didesnė reikšmė reiškia, kad jų mažiau. Antocianino molekulė į tą skaičių nereaguoja iš šalies: ji protoną arba laiko prie savęs, arba jį atiduoda, ir kartu su tuo pasikeičia jos sandara.

Stipriai rūgščioje pusėje, maždaug tarp pH 1 ir 3, vyrauja flavilio katijonas [1]. Katijonas yra dalelė su teigiamu krūviu. Ta forma dominuoja tol, kol protonų aplinkui pakankamai, ir būtent ji sudaro rūgštaus tirpalo spalvą.

Kai rūgštingumas atslūgsta, maždaug nuo pH 4 iki 6, katijonas atiduoda protoną. Iš jo atsiranda kvinoidinės bazės [1]. Tuo pačiu metu šiame intervale kaupiasi dar viena forma, kuri spalvos nebeturi visai: bespalvė karbinolinė forma [1]. Taigi vidutinio rūgštingumo srityje tirpale vienu metu sėdi kelios skirtingos tos pačios molekulės būsenos, ir dalis jų nieko nedažo.

Silpnai šarminėje pusėje, maždaug pH 7 iki 8, atiduodamas dar vienas protonas. Kvinoidinės bazės pereina į kvinoidinius anijonus [1]. Anijonas yra dalelė su neigiamu krūviu. Kryptis visą laiką ta pati: pH kyla, protonai atiduodami, forma keičiasi. Trys intervalai, trys skirtingos pagrindinės būsenos.

Ir dabar apie apimtį, nes ji čia svarbi. Visa ši eilė aprašo molekulės elgesį mėgintuvėlyje [1]. Tai grynas tirpalas, kuriame rūgštingumą nustato tas, kas eksperimentą sudėjo. Augalo audinys yra kitokia aplinka: ten ta pati molekulė sėdi tarp daugybės kitų, o rūgštumą laiko ląstelės sandara. Aprašas dėl to nesugriūva, bet jo negalima perkelti į augalą vienu žingsniu.

Pramoninėje pusėje ta pati savybė reiškia gana daug. Vandenyje tirpus augalinės kilmės pigmentas, kurio žaliavos gaunama dideliais kiekiais, yra patogus dažams [1]. Vynuogių odelės ir raudonasis kopūstas apžvalgoje įvardyti kaip stambūs šaltiniai [1]. Kokia spalva galų gale bus konkrečiame produkte, jau priklauso nuo aplinkos, kurioje pigmentas atsiduria.

• pH maždaug nuo 1 iki 3: vyrauja flavilio katijonas, teigiamą krūvį turinti forma, ir stipriai rūgščioje aplinkoje jos dalis didžiausia [1].
• pH maždaug nuo 4 iki 6: katijonas atiduoda protoną ir pereina į kvinoidines bazes, o kartu šiame intervale renkasi bespalvė karbinolinė forma [1].
• pH maždaug nuo 7 iki 8: atiduodamas dar vienas protonas, ir kvinoidinės bazės pereina į kvinoidinius anijonus, tai yra neigiamą krūvį turinčias daleles [1].
• Eilės kryptis: aprašas sudėtas kylančio pH tvarka, nuo rūgščiosios pusės prie silpnai šarminės [1].
• Bespalvė forma nėra tarpinė stotelė tarp spalvų. Ji tiesiog spalvos neturi, o jos dalis vidutinio rūgštingumo srityje auga [1].
• Apimtis: taip elgiasi molekulė mėgintuvėlyje [1]. Tai atskaitos taškas, o ne augalo audinio aprašas.

Kur ta spalva stovi augale ir kaip ji ten atsiranda

Vakuolė ir protonų pompos: pH nuo 3 iki 6

Augalo ląstelėje didžiąją vidaus dalį dažnai užima vakuolė. Tai uždaras skyrius su savo membrana ir savo aplinka. Jos vidus rūgštus, dažnai pH nuo 3 iki 6, ir tas rūgštumas ten nesusidaro savaime: jį išlaiko protonų pompos, įsėdusios vakuolės membranoje. Pompos perneša protonus į vidų, ir taip pH viduje būna žemesnis nei aplinkui.

Sugretinkime tai su mėgintuvėlio eile. Intervalas nuo 3 iki 6 uždengia du skirtingus aprašo langus: rūgštųjį, kuriame vyrauja flavilio katijonas, ir vidutinį, kuriame atsiranda kvinoidinės bazės ir kaupiasi bespalvė karbinolinė forma [1]. Todėl vienos ir tos pačios šeimos pigmentas skirtinguose audiniuose gali atsidurti visiškai skirtingoje pH vietoje.

Bet čia ir reikia sustoti. Intervalas nuo 3 iki 6 yra platus. Iš jo negalima paimti vienos reikšmės ir pasakyti, kokia bus konkretaus lapo ar konkretaus vaisiaus spalva. Vakuolės aprašas pasako, kokioje rūgštumo srityje pigmentas laikomas, o ne kokį atspalvį jis toje vietoje duos.

Antra riba lygiai tokia pat paprasta. Mėgintuvėlio eilė sudėta grynam tirpalui [1]. Vakuolėje molekulė nėra viena: aplink ją kiti augalo junginiai, druskos, cukrai. Aprašas dėl to nepasidaro klaidingas, tik jo negalima skaityti kaip pranašystės apie augalą. Būtent tokią apimties pastabą apžvalga ir užrašo prie savo pačios teksto [1].

Praktinė šio skirsnio išvada trumpa. Spalva augale gyvena skyriuje, kurio rūgštumą tvarko membranos pompos, o pati molekulė yra tokia, kad į rūgštumą reaguoja forma. Du dalykai, kurie susitinka vienoje ląstelėje. Vienas iš jų aprašytas chemiškai, kitas anatomiškai, ir sujungti juos į vieną skaičių paskelbti duomenys neleidžia.

Fenilpropanoidų kelias ir šviesai jautrūs genai

Antocianinai augale nepasirodo vieni. Jie gaminami fenilpropanoidų keliu, tuo pačiu, kuriuo eina ir visa likusi flavonoidų šeima [1]. Bendras kelias reiškia bendrą pradžią: ta pati grandinė fermentų veda medžiagą pirmuosius žingsnius, o skirtumai atsiranda vėliau, kai kelias išsiskiria į atskiras šakas.

Kelio galas ir yra tai, kas nustato pigmentą. Šerdinės sandaros, antocianidinai, yra tos kelios molekulės, iš kurių išeina visa spalvų eilė nuo raudonio iki mėlynos [1]. Nedidelis rinkinys, o rezultatas: gervuogė, raudonasis kopūstas, mėlynė ir purpurinės kanapių atmainos vienoje ir toje pačioje šeimoje [1].

Dabar apie šviesą. Vėlesnių šio kelio fermentų genai stipriai atsiliepia į šviesą [1]. Kalbama apie genų aktyvumą, tai yra apie tai, kiek fermento ląstelė pasigamina. Ankstesnės kelio dalys yra bendros daugybei flavonoidų, o šviesai jautri vieta stovi arčiau galo, kur jau lemiama, ar bus pigmentas.

Skaičių prie to nėra. Apžvalga įvardija reakciją kaip stiprią, bet nepateikia nei koeficiento, nei apšvietimo sąlygų, kuriomis ji išmatuota [1]. Tai tinkamas įrašas kaip kryptis ir netinkamas kaip prognozė konkrečiam augalui lauke ar palangėje.

Šio kelio dėka flavonoidai ir sudaro atskirą augalo chemijos eilę. Kanabinoidai ir terpenai lietuviškose užklausose eina greta, bet žymi kitas junginių grupes. Kanapių natūralių kanabinoidų mišinį 2005 metais apžvelgė ElSohly ir Slade [2], o flavonoidų pusė turi savo pradžią fenilpropanoidų kelyje [1]. Dvi eilės, du atskiri aprašai.

Kanapių flavonoidai ir eilutės, kurias rašo analizė

1. Kanflavinas A ir kanflavinas B yra du flavonoidai, kurių pavadinimas paimtas iš paties augalo. ElSohly ir Slade 2005 metų apžvalgoje jie aprašyti kaip kanapėms išskirtiniai: kitos rūšies, kuri juos gamintų, tuo metu nebuvo parodyta [2]. Tai įrašas apie kilmę, ne apie kiekį.
2. Flavonoidai ir kanabinoidai nėra tas pat. Kanabinoidai augale sudaro atskirą junginių eilę, ir jų mišinį toje pačioje 2005 metų apžvalgoje aprašė ElSohly ir Slade [2]. Flavonoidai, tarp jų ir antocianinai, pradedami fenilpropanoidų kelyje [1]. Vienas augalas, kelios nepriklausomos chemijos eilės.
3. Purpurinė spalva kai kuriose kanapių atmainose apžvalgoje užrašyta kaip vienas iš antocianinų pavyzdžių [1]. Įvardyta spalva. Atmainos vardo prie to įrašo nėra, kiekio taip pat.
4. Spalvos šerdis yra antocianidinai, kelios pagrindinės sandaros, iš kurių išeina raudonis, violetinė, mėlyna ir purpurinė [1]. Kai skirtingi augalai atrodo taip nevienodai, už to gali stovėti labai artimos molekulės.
5. Rūgštingumas perrikiuoja formas, o ne pigmento kiekį: flavilio katijonas rūgščioje pusėje, kvinoidinės bazės ir bespalvė karbinolinė forma viduryje, kvinoidiniai anijonai silpnai šarminėje pusėje [1]. Ta eilė aprašo mėgintuvėlį [1].
6. Augale pigmentas laikomas vakuolėje, kurios vidus rūgštus, dažnai pH nuo 3 iki 6, o rūgštumą išlaiko protonų pompos vakuolės membranoje. Platus intervalas, todėl vienos reikšmės iš jo nepaimsi.
7. Šviesa veikia genų aktyvumą: vėlesnių fermentų genai fenilpropanoidų kelyje stipriai į ją atsiliepia [1]. Skaičiaus, kiek stipriai, apžvalgoje prie tos vietos nėra, ir tai verta įsidėmėti prieš darant išvadas apie konkretų augalą.
8. Pramonėje ši šeima naudojama kaip natūralios maisto dažų medžiagos [1]. Trys nurodytos priežastys: tirpumas vandenyje, augalinė kilmė ir tai, kad žaliavos gaunama dideliais kiekiais iš vynuogių odelių bei raudonojo kopūsto [1].
9. Su kanabinoidais dirbame nuo 2014 metų, ir tvarka viena: aprašome tai, kas išmatuota, pavadiname tai, kas neišmatuota, o skaičius sako partijos analizė. Todėl kataloge CBD aliejaus skirsnis yra ta vieta, kur prie kiekvieno buteliuko pateikiamas jo partijos tyrimas.
10. Terminai kanapių aliejus ir CBD aliejus lietuviškose užklausose eina greta, o kitas kanabinoidas turi savo eilutę: kanabigerolio aliejaus įrašas aprašytas atskirai, kaip ir kanabinolio aliejaus puslapis, nes analizės lape kiekvienas junginys skaičiuojamas savo eilėje.