Het geheim van de blauwe fruitkleur onthullen – forschung.de
Bosbessen, sommige druiven, perziken…: deze vruchten bevatten eigenlijk alleen maar rode pigmenten. Onderzoekers hebben nu uitgelegd waarom ze nog steeds blauw lijken. Uit hun optische analyses blijkt dat de kleur te danken is aan de eigenschappen van dunne waslagen op de schil van de vrucht. Sommige nanodeeltjesstructuren resulteren in reflectie van blauwe en ultraviolette golflengten. De onderzoekers zeggen dat de bevindingen kunnen helpen bij het ontwikkelen van biocompatibele kleurstoffen en coatings voor een verscheidenheid aan toepassingen.
Ze steken opvallend af tegen het groene blad: talloze vruchten en bessen schitteren met heldere kleuren om de aandacht en eetlust op te wekken. Omdat ze vaak worden gegeten door vogels en andere dieren, inclusief de granen die ze bevatten. Deze zaden worden vervolgens elders intact uitgescheiden. Kleur stimuleert de verspreiding van planten. De rode en gele tinten van veel vruchten zijn gebaseerd op speciale kleurpigmenten. Zoals bekend zijn er echter ook enkele vruchten en bessen die blauw lijken. Er zijn echter maar heel weinig exotische soorten die niet inheems zijn in dit land, maar daadwerkelijk blauwe pigmenten produceren. In tegenstelling tot andere kleurstoffen is de samenstelling ervan zeer complex. Het is al lang bekend dat bosbessen etc. eigenlijk alleen in het vruchtvlees en de schil rode pigmenten bevatten. Daarom bevat hun sap deze kleur ook. Maar hoe ontstaat de blauwe tint?
Wasstructuren met visuele impact
Het was al duidelijk dat het kleureffect afhangt van de eigenschappen van de fijne wasachtige laagjes die deze vruchten bedekken. Tot nu toe stonden deze materialen echter centraal in onderzoek vanwege hun functie als beschermende barrières tegen vocht en de verspreiding van ongedierte. Nu heeft een team onder leiding van Rox Middleton van de Universiteit van Bristol voor het eerst het belang van fruitige was als kleurend ingrediënt nader bekeken. Om dit te doen, onderwierpen wetenschappers de buitenste lagen van verschillende soorten fruit en bosbessen aan microscopische en optische analysemethoden. Naast blauwe bessen lag de focus op pruimen, bepaalde druivensoorten, jeneverbessen en de mahoniastruik, die populair is als sierplant.
De resultaten documenteerden voor het eerst dat een structureel kleurmechanisme verantwoordelijk is voor het verschijnen van blauw fruit. In tegenstelling tot kleurpigmenten zijn blauwtinten afhankelijk van de effecten van strooilicht, die worden gecreëerd door speciale kristallijne structuren gevormd door was op de donkere bessenschillen. De nanodeeltjesstructuren verschilden tussen de wassoorten van de verschillende onderzochte vruchten. Maar het optische effect is zeer vergelijkbaar en resulteert in reflectie van blauwe en ultraviolette golflengten, zo hebben spectroscopische analyses aangetoond. De onderzoekers legden uit dat de gloed van fruit in het ultraviolette bereik ook gunstig zou kunnen zijn voor planten, omdat veel soorten vogels die fruit eten deze golflengten kunnen detecteren.
De geoogste was verandert in een blauwe verf
In de volgende stap wijdde het team zich aan de taak om de was in zijn pure vorm te verkrijgen voor experimentele doeleinden. Om dit te doen doopten ze de bessen van de Mahonia-struik in een wassmelt. Toen konden ze het in zijn pure vorm extraheren. Het bleek dat het materiaal aanvankelijk een witte kleur heeft. Maar dat veranderde toen wetenschappers de was van Mahonia-bessen dun op glasplaten verspreidden en deze vervolgens lieten ‘bloeien’. Microscopisch onderzoek onthulde de vorming van kristallijne structuren die vergelijkbaar zijn met die gevonden op het oppervlak van bessen.
Ook het effect van de contrasterende kleur was duidelijk zichtbaar: door het dunne waslaagje kregen de donkere glaspanelen dezelfde blauwe kleur als de donkere moerbeischillen.
“Het was echt spannend om te horen dat er een onbekend kleurmechanisme zit in wat eigenlijk beroemde vruchten zijn, recht onder onze neus”, zegt Middleton. “Maar nog spannender was het om die kleur te kunnen reproduceren door de was te oogsten om een blauwe laag te creëren. die niemand ooit eerder had gezien.” Zoals zij en haar collega's benadrukken, zou deze ontdekking nu potentieel veelzijdige toepassingen kunnen hebben. “Dergelijke coatings zouden potentieel kunnen worden gebruikt als kleurstof in cosmetica of als een veilig alternatief voor plastic coatings die op voedingsmiddelen worden aangetroffen. , maar ook voor een duurzame en milieuvriendelijke bescherming tegen straling”, zegt Middleton. Het team is nu van plan de was effectiever te extraheren of voor speciale doeleinden te hergebruiken.
Bron: Universiteit van Bristol Gespecialiseerd artikel: Wetenschappelijke vooruitgang, doi: 10.1126/sciadv.adk4219