秋天的葉子,變黃變紅到底是物理變化還是化學變化?

2020-11-30 澎湃新聞

秋天的葉子，變黃變紅到底是物理變化還是化學變化？

2020-10-26 17:00 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務

秋天，或黃，或紅，或綠，都是落葉織成的當季新款。這是層林盡染後，葉子們的最好歸宿：源於自然，回歸自然。也是秋天獨有的一種美。

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

葉綠素

在葉綠素裡，有許多許多不同的家族夥伴。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。它們不溶於水，但卻能溶於有機溶劑，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，秘密就在這裡啦！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、酸鹼、氧化劑等都能分解葉綠素。春夏時節，由於葉綠素合成量大於分解量，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。所以這就是為什麼，葉片春季變綠而秋季又脫綠的原因。

類胡蘿蔔素

緊接著呢，再了解一下「類胡蘿蔔素」。這裡主要有兩個夥伴——胡蘿蔔素、葉黃素。它們同樣不溶於水，易溶於有機溶劑哦。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。類胡蘿蔔素相對於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後，類胡蘿蔔素所佔比例就相應增加了，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於液泡中，它本身是沒有顏色噠，但溶於水中後，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。可溶性糖增多使得細胞呈現酸性，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，可以被用於化妝品、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麼大的用途，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蔔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，並作為保健品使用。

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裡的落葉後，進行乾燥和研磨處理，提取出所需化合物。這個處理過程是在VTT的實驗室裡進行的，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。

「在實驗室裡，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。」VTT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於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於新產品，可以得到很多附加價值。

提取完後剩餘的生物質仍富含營養，可用於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，適用於如化妝品和衛生用品等領域。

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

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原標題：《秋天的葉子，變黃變紅到底是物理變化還是化學變化？》

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