一次家务劳动带来的意外发现

李孟源

摘 要：在实验中，反复尝试，最终设计出一组对照实验，验证了花青素在不同酸碱性环境中的颜色变化。通过提出实验创意，设计对照实验，选择原理，控制变量，突破难点，最终完成实验意图。附件呈现的是研究中对预期外实验现象的研究，在研究中实验设计能力、思维能力均得到了发展。

关键词：花青素；酸碱性；变色范围

一、研究背景

本次研究源于一次“意外”：暑假，我在家做紫甘蓝凉拌菜，发现了一个奇怪的现象，印象中在饭店中吃到的凉拌甘蓝是靓丽的紫红色，清淡爽口，极其开胃的，如图1、图2，可是我自己做的凉拌甘蓝是黑蓝色的一坨，如图3，极其恐怖的颜色，谈何开胃！

为什么紫甘蓝在烹饪过程中会变成黑蓝色？怎样才能保持靓丽的紫红色？

二、研究过程

（一）查阅资料，寻找原因

上网查阅资料发现，原来紫甘蓝中含有大量的花青素，而花青素就是一种水溶性的植物色素，花青素会因为酸碱度不同而改变颜色，当环境呈酸性时呈红色，碱性时呈蓝色。高温会使花青素降解。

（二）利用厨房中现有物质进行粗略验证

1.取250克紫甘蓝，切碎后用750ml纯净水常温下浸泡二十分钟，过滤后取溶液，发现花青素在水中呈蓝紫色。

2.取等量的浸取液三份，一份滴加白醋，一份滴加小苏打溶液，一份留作对照。结果如图4。

结论：酸性环境花青素呈红色，碱性环境呈蓝色。

3.用洁厕灵、油烟净重复上述实验，结论一致。也间接验证了洁厕灵呈酸性、油烟净呈碱性。

（三）设计对照实验，探究不同pH环境中花青素的显色

实验用品：紫甘蓝浸取液、pH=1的硫酸溶液、pH=14的氢氧化钠溶液、蒸馏水、比色管、移液管。

实验过程：

1.在7支比色管中分别加入5ml浸取液

2.第一支比色管中加入2ml pH=1的硫酸溶液后，加蒸馏水至20ml；第二支比色管中加入1ml pH=1的硫酸溶液后，加蒸馏水至20ml；第三支比色管中加入1滴 pH=1的硫酸溶液后，加蒸馏水至20ml；第四支比色管加蒸馏水至20ml；第五支比色管中加入1滴 pH=14的氢氧化钠溶液后，加蒸馏水至20ml；第六支比色管中加入1ml pH=14的氢氧化钠溶液后，加蒸馏水至20ml；第七支比色管中加入2ml pH=14的氢氧化钠溶液后，加蒸馏水至20ml。

3.混合均匀后观察颜色变化（如图5）

4.测定不同颜色试管中溶液的pH，得出结论

紫甘蓝中花青素的粗略变色范围如下：pH<6.5粉红色；7.012.5黄色。

5.提出新的问题

实验室常用的指示剂是石蕊，石蕊的变色范围是pH<8红色，810蓝色，从变色对应pH范围来看，石蕊明显只能粗分溶液的酸碱性，而花青素的变色区域狭窄而且颜色更加丰富，最重要的是色差大更便于肉眼区分，那么花青素是否可以用作指示剂？

6.实验中的意外

为了研究花青素能否制作成试纸使用，去实验室继续实验，结果发现放置后的花青素出现了颜色变化，如图6，放置24小时后的变化；图7，放置4天后的变化。

新问题带来的新思考：

花青素颜色发生变化，原因可能是：（1）容器密封不好，二氧化碳溶解引起溶液酸碱环境发生变化所致；（2）花青素受空气中氧气的影响已有部分变质；（3）试管底部有色素沉降现象。

需要继续查阅资料、设计实验进行探究。

三、学以致用，解释生活中相关现象

1.还记得观看某娱乐节目时，某一化学老师拿出两杯葡萄酒，让主持人鉴别真假，主持人根据颜色和气味，毫不犹豫地选择了一杯假酒（勾兑酒）……然后，化学老师给出了一个家庭中简单辨别葡萄酒的方法：真的葡萄酒加入面碱后颜色会发生变化，变成深藍色，再加白醋又会恢复原来颜色；而劣质的葡萄酒则对碱不会发生反应。当时看节目时是一头雾水，现在回忆一下，不就是花青素的显色问题吗？

真正的葡萄酒是用葡萄酿造的，葡萄中含有大量的花青素会带入酒中，假酒是用酒精、色素和香精勾兑的，不含花青素。知道了这个道理，平常喝红葡萄酒时，可以用面碱和白醋一试。

2.紫薯皮不小心掉在皮蛋瘦肉粥里，发现粥迅速变成“恐怖”的蓝色，如图8，紫薯含有花青素，皮蛋呈弱碱性。在弱碱性条件下，花青素的变色色差很大。这也是吃饭时不经意发现的现象。

3.吃桑葚时，两手、舌头被染成紫色。桑葚富含花青素，花青素是水溶性的。

4.血橙、樱桃也富含花青素，为什么不是紫薯、桑葚的紫色？

血橙、樱桃酸性较强，在酸性条件下，花青素显红色。

5.煮紫薯汤圆时的发现，煮好后汤是绿色的而不是雪白的，用汤做了个对照小实验：

（1）温度越高花青素溶出越多；（2）加醋后汤变红色，证明酸性条件下花青素呈红色；（3）加小苏打后汤变成蓝绿色。

如图9（温度对花青素溶出量的影响）、图10（加醋之后颜色的变化）、图11（加小苏打后颜色的变化）

四、探究感悟

1.实验要严谨，控制变量是关键

实验需要严谨，我们进行了大量的反复实验才找到合适的实验浓度梯度，而对于变量的控制是保障实验成功的基础。

2.不放过实验中的意外现象，这是以后继续思考的节点

花青素颜色稳定性问题就是无意中的发现，也是下一个研究性课题的素材。

3.学以致用是研究的落脚点

掌握知识是最低要求，发展知识、应用知识是学习的最终目的。

指导教师：吴峰 于茜

编辑 李烨艳