Að búa til sýrustigsvísi úr rauðkáli — efnafræði anthósýanína

Saxaðu rauðkálið í smá bita til að hámarka yfirborðsflatarmál. Settu bitana í stóran pott, helltu 500ml af eimuðu vatni yfir og láttu suðu koma upp. Láttu malla í 15-20 mínútur þar til vatnið verður djúpblátt-fjólublátt á litinn. Að öðrum kosti má hella sjóðandi vatni yfir saxaða kálið í hitaþolinni skál og láta það liggja í bleyti í 30 mínútur. Heita vatnið dregur anþósýanínlitarefni (einkum cyanidin-3-glúkósíð og afleiður þess) úr frumuhólfum kálsins. Síaðu vökvann í gegnum sigti og fleygðu kálfastanum. Útkoman, djúpfjólublá lausn, er pH-vísirinn þinn. Hún geymist í 1-2 vikur í kæli eða má frysta til lengri geymslu.

Helltu u.þ.b. 30-50 ml af fjólubláu vísilausninni í 6-10 glær glös eða prófunarglös. Raðaðu þeim upp í röð. Safnaðu prófunarefnum sem spanna pH-skalann: sítrónusafa (pH ~2), hvítt edik (pH ~2,5), mjólk (pH ~6,5), eimað vatn (pH 7), matarsóda leystan upp í vatni (pH ~8,5), þynnt ammóníak eða þvottasódalausn (pH ~11) og þynnt bleikiefni (pH ~12-13). Meðhöndlaðu sterka basa og bleikiefni með varúð — þau eru ætandi. Hlutlausa vísilausnin ætti að vera rík blá-fjólublá á lit, sem er grunnlínan við pH 7.

Bættu nokkrum dropum af sítrónusafa í fyrsta glasið af vísinum og hrærðu. Lausnin verður skærbleik-rauð. Anthocyanin-sameindin tekur upp vetnisjón (H+) úr sýrunni, sem breytir byggingu flavylium-katjónarinnar yfir í rauða formið. Bættu ediki í næsta glas — það verður líka bleikt, en örlítið minna ákaft því edik er örlítið minna súrt en sítrónusafi. Litarstyrkurinn tengist sýrustyrk því fleiri H+ jónir þýða fullkomnari umbreytingu anthocyanins yfir í prótónaða (rauða) formið. Þetta sýnir megindlegt eðli vísisins — hann greinir ekki einfaldlega sýru/basa, heldur sýnir hversu súr eða basísk lausnin er.

Bættu matarsódalausn í annað glas — vísirinn verður blágrænn. Anthocyanin missir vetnisjónir í basísku umhverfi og breytist í kínóíðíska basaformið sitt. Bættu við sterkari basa: ammóníaklausn gefur grænt og þynnt bleikiefni gefur gulgrænt. Við mjög háan pH (yfir 12) opnast anthocyanin-byggingin alveg í chalcone-formið sitt, sem gleypir blátt ljós og birtist gult. Nú hefur þú heildarlitróf frá rauðu (pH 1-3) í gegnum fjólublátt (pH 4-6) í blátt (pH 7-8) í grænt (pH 9-11) í gult (pH 12-14). Þetta eina náttúrulega litarefni nær yfir allt pH-bilið, sem gerir það jafn upplýsandi og tilbúinn alhliða vísir.

Til að búa til færanlegar pH-prófunarræmur skaltu leggja ræmur af hvítum kaffisíupappír eða þerripappír í þykkan rauðkálsvísilausn í 5 mínútur. Taktu þær upp og leggðu þær flatar á grind til þerris. Þegar þær eru þurrar hafa pappírsræmurnar ljósfjólubláan lit og virka eins og viðskiptalegur pH-vísipappír — dýfðu ræmu í hvaða vökva sem er og litabreytingin sýnir pH-gildið. Geymdu þurrkaðar ræmur í lokuðum rennilásspoka fjarri ljósi (antósýanín er ljósnæmt og brotnar niður við útfjólubláa geislun). Þessar ræmur greina áreiðanlega á milli sterkra sýra, veikra sýra, hlutlausra lausna, veikra basa og sterkra basa, sem gerir þær að hagnýtu tæki til að prófa pH jarðvegs, vatnsgæði, heimilisefni og gang gerjunar.