1、紫薯粥变成“红”薯粥

故事要从一个炎热的早上讲起。有个叫唐小芳的女孩正准备吃早饭。她把昨天剩下的紫薯粥热了热，给自己盛了一碗，仔细一瞧，昨天还是紫色的粥居然变成了鲜艳的粉红色。

“妈妈，妈妈，你快来看看。”唐小芳大叫起来。

妈妈快步走到锅边瞅了瞅，赶忙把锅端起来：“可别喝啦，这粥肯定坏了。都怪我，昨天忘了把它放进冰箱。”

唐小芳凑近闻了闻，可不是嘛，紫薯粥散发着淡淡的酸味。“不过，为什么坏了的粥会变颜色呢？”

这个问题可把妈妈给难住了，唐小芳只好去问教她科学课的徐老师。

徐老师是一位非常风趣的老教师，她扶了一下老花镜，说：“这确实是个有趣的问题。首先你得知道，热天食物很容易变质的，细菌和真菌进到粥里大量繁殖，会产生很多酸性物质，使粥变馊。”

“可是小米粥和玉米粥就算馊了也不会变色。”

“没错，因为紫薯粥里有一种特别的成分——花青素。”说到花青素，徐老师显得兴致勃勃，“这可是个好玩的东西，我把它叫做‘厨房里的魔术师’。花青素本身一般是紫色或红色，但一旦碰到酸碱常常变成其他颜色。”

徐老师说着，拿出一瓶紫黑色的水。“你看，这就是花青素的水溶液。”

唐小芳接过来看了看又闻了闻：“怎么有股米汤味儿？”

“因为这是黑米泡出来的水，黑米也像紫薯一样富含花青素。让这个黑乎乎的魔术师给我们变个魔术吧！”徐老师把黑水倒进三支试管，往其中两支里分别加了几滴白醋和肥皂水，黑水立刻变成了粉红色和天蓝色。

“哇！”唐小芳惊喜地叫起来。

“酸性的醋会使黑米花青素变红，而碱性的肥皂水会使它变蓝。”徐老师的魔术尚未结束，她接着又往第三支试管里加入一种无色液体，紫黑色“唰”的一下变成了亮黄色。

“太棒了，像彩虹一样！”唐小芳兴奋得不得了，不过最后加入的无色液体是什么呢？

“这是烧碱溶液，”徐老师看出她的疑问，“这是一种很强的碱，比肥皂水的碱性强得多，千万别去碰，会灼伤你的皮肤哟。”

“这么说黑米粥馊了也会变红喽！还有哪些东西也含有花青素呢？”

“那可太多了！很多红色、紫色的花朵、水果、种子都含有花青素，除了紫薯和黑米，还有草莓、蓝莓等等。”

2、在厨房也能做科学实验

回家后，唐小芳也想试试老师的变色实验，可惜紫薯粥已经被倒掉了，厨房里倒是有妈妈买回来的杨梅。唐小芳挑了两个烂的，挤出汁水放在小碟子里，然后她满怀期待地倒进一点白醋和肥皂水。加了肥皂水的杨梅汁迅速变蓝了，可加了白醋的杨梅汁并没有变色。

“这可太奇怪了，难道因为杨梅是烂的？”唐小芳又拿了一个好杨梅，可是它仍然对醋毫无反应。

唐小芳的妈妈见她一回家就在厨房里转来转去，好奇她在捣鼓什么。听到她的问题忍不住笑了：“杨梅本身已经够酸了，还加醋干啥？”

“对哦！”唐小芳恍然大悟，看来要找本身不酸的东西才行，她盯上了窗台上的红月季花，偷偷摘了几片花瓣。

想挤出花瓣的汁液可不容易，唐小芳用锤子敲了半天，总算把花汁挤到纸上。但把白醋滴上去，红汁还是没变色。这下唐小芳可没辙了，只好再去问老师。

徐老师很赞赏唐小芳：“你设计的实验没有错，不过花青素可是一个大家族，黑米、杨梅、红月季花……这些植物所含花青素可能不止一种哦！”

通常来说，花青素遇到酸会变红，遇到碱会变蓝甚至变黄[1]。但花青素并非单一物质，而是一类结构不同、颜色各异的色素统称。它们有的粉红色、有的蓝紫色……，造就了姹紫嫣红的植物世界。如果你用红色系花朵做实验，它的花青素本就呈红色，加醋后不易观察到明显变色，所以应该使用蓝紫色的花，比如蓝色牵牛花、紫色桔梗花等等，实验效果更明显。

不过，虽然花青素种类很多，但它们都是由两个贴在一起的六元环连接一个孤单的六元环组成的，只是上面的“小装饰”不同而已。

花青素的结构

不同花青素的区别在于R1-R4位置上的取代基（小装饰）不同

自然界最常见的六种花青素及颜色[2]

真复杂，唐小芳觉得头有点大，她决定换个有趣的话题：“为什么花青素会变颜色呢？”

“哦，这是因为它的结构十分善变。”徐老师拿出纸笔开始写写画画：“加入酸后，花青素与酸的质子(H+)结合，形成红色的带正电荷的结构。要是周围环境变成中性呢，它就会失去质子，变成紫色不带电荷的结构。这时候加入弱碱，花青素自身的质子也被夺走，就变成了蓝绿色带负电荷的结构。如果加入很强的碱，像烧碱那种，会使它的一个六元环打开，结构发生巨变，于是颜色就变成了黄色。”

花青素（矢车菊素）变色原理[3]

这个回答更复杂，唐小芳觉得自己根本没听懂。徐老师安慰她：“很难吧？厨房里的魔术师也得有两把刷子嘛！不要紧，你只要知道‘酸碱使花青素改变结构，而结构决定颜色’就够了。”

3、厨房里的魔术师

也许因为讨论了太多颜色变化的问题，这天晚上，唐小芳做了一个绚丽多彩的梦。梦里，一个姐姐身着五彩斑斓的魔术师袍子出现在她面前。

“唐小芳，你好呀！”这位姐姐亲切地说，“我就是厨房里的魔术师，想看魔术吗？”

魔法师一转身，分裂成六个小魔术师，她们长相相似，衣服的颜色却各不相同，围绕着唐小芳欢快地飞舞着，唱起奇妙的歌：

我们是厨房里的魔术师，

我们是大自然的印染工。

蔬菜水果、种子花朵，

妙手丹青，变幻无穷。

天竺葵素是快乐的橙红；

芍药素和矢车菊素是温柔粉红；

飞燕草素是忧伤的天蓝；

锦葵素和矮牵牛素是神秘紫红。

如果你记不得这么多名字，

请记住花青素，我们的统称。

小魔术师们越转越快，唐小芳看得眼花缭乱，最后，六个小魔术师又合为一人。

魔术师又拍拍手，从角落里走出很多颜色鲜艳的蔬菜、水果和花朵。紫甘蓝、樱桃、牵牛花……它们都是富含花青素的植物，是今天演出的主角。

酸和碱也作为助手登上了舞台，在魔术师的指挥下，它们使各种植物的汁液纷纷改变了颜色。

“好厉害!为什么花青素遇到酸碱会改变颜色呢？”唐小芳不禁问道。

“花青素有一颗很不安分的心，我用魔法帽打个比方吧！”魔术师拿起她彩虹色的漂亮帽子，念起咒语，帽子突然扭动起来。

看完魔术表演，唐小芳和植物们一起玩耍，在魔术师的带领下，她们唱起歌。直到唐小芳醒来，歌声仍在她耳边回响：

有个魔术师，住在你家厨房，

没有胖白兔，也不用魔杖，

遇酸紫变红，

加碱蓝变黄，

变出彩虹真漂亮。

参考文献

[1]李金星,胡志和.蓝莓花青素的研究进展[J].核农学报,2013,27(06):817-822.

[2]Enaru, B.; Drețcanu, G.; Pop, T.D.; Stǎnilǎ, A.; Diaconeasa, Z. Anthocyanins: Factors Affecting Their Stability and Degradation. [J].Antioxidants2021, 10, 1967.

[3]郭笑汝, 于小满, 张伊径,卢忠林. 姹紫嫣红，与花青素的浪漫邂逅[J]. 大学化学, 2023, 38(4): 124-133

花青素的结构

自然界最常见的六种花青素及颜色

花青素（矢车菊素）变色原理