化学理科

紫陽花の花の色はなぜ変わる?原理とpHとの関係を理系ライターがわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。

梅雨の時期に咲き誇る紫陽花、赤色・青色・紫色などキレイに咲いているな。
なぜ紫陽花の色が違うのか、知っているか。品種改良だろうと思うかもしれないが、それだけではないぞ。実は、化学の基本pHが深く関わっている。

今回は紫陽花の色が変わる仕組みを化学に詳しいライターリックと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/リック

高校生で化学にハマり、大学院までずっと化学を勉強してきた化学オタク。今は化学メーカーで働きながら化学の楽しさを発信する。

紫陽花はどんな花?

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梅雨の時期に咲き誇る「紫陽花」。梅雨といえば紫陽花というほど有名な花ですよね。実は紫陽花の原産国は日本なんです。日本に古くからある花で、日本から中国へ渡り、シルクロードを通ってヨーロッパへ伝わりました。

ヨーロッパで品種改良がおこなわれ、見た目も変わっていった歴史があります。ヨーロッパで品種改良された紫陽花を「西洋アジサイ」と呼び、日本に自生している紫陽花には「ガクアジサイ」「ホンアジサイ」「ヤマアジサイ」などがあるんです。

紫陽花は何色?

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紫陽花の色といわれて、何色を思い浮かべますか?「青色」や「紫色」が思い浮かびませんか。中には「ピンク色」や「白色」を思い浮かべる方もいると思います。

紫陽花の代表的な色といえば、先ほど紹介した「青色」「ピンク色」「紫色」ですよね。どうして紫陽花の色は違うのでしょうか。「品種の違いでしょ」と思う方もいると思いますが…実は、同じ品種でも紫陽花が育つ環境の違いで色が変わるんです!

そこには、化学の基本「pH」が深く関わっています。

紫陽花の色は「アントシアニン」がポイント?

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Yikrazuul投稿者自身による作品, パブリック・ドメイン, リンクによる

ここからは、なぜ紫陽花の色が違うのか、紹介していきます。先ほどpHが深く関係していると紹介しましたが、もう少し詳しく言うと「紫陽花の色素分子がpHによって構造を変えるから」色が変わるんです。その色素分子の名前は「アントシアニン」。

まずは、アントシアニンがどんな分子なのか、紹介していきます。アントシアニンはポリフェノールの1種で青色の天然色素です。アントシアニンという名前、どこかで聞いたことありませんか?ブルーベリーやナス、紫芋などに含まれていることが有名ですよね。そして、視力・視覚機能の改善や眼精疲労の予防にも効果があるとしてCMでよく見かけた成分です。紫色のイメージが強いアントシアニンは、実はpHによって色が変わるんですよ!

「アントシアニン」はpHで色が変わる不思議な分子

「アントシアニン」はpHで色が変わる不思議な分子

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pHの詳しい紹介はここでは省略させていただきますが、簡単にご紹介すると、pHは水素イオン濃度です。pHの値が小さいほど水素イオンがたくさんあり、pHの値が大きいほど水素イオン濃度が少なく、水酸化物イオンがたくさんあります。そして、アントシアニン分子は周りに水素イオンがたくさんあると分子内に水素イオンと取り込み、周りに水素イオンが少ないと分子内から水素イオンを放出する特徴があるんです。

なので、酸性か中性かアルカリ性かで分子の形が違うんです!分子の形の違いを私たちは、色の違いとして認識できるんですよ。アントシアニンは酸性の時赤色、中性で紫色、アルカリ性で青色を発色します。

紫陽花の色を操るのはアントシアニンだけじゃない!?

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先ほど紹介したアントシアニンが紫陽花の色が変わる原因でした。つまり紫陽花は土壌のpHによって、花の色が変わるんです。一般的に知られていることですが、紫陽花は土壌のpHが酸性の時青色、中性の時紫色、アルカリ性の時ピンク色になります。

少し違和感がありませんか??酸性とアルカリ性の色がアントシアニンと逆ですよね。実は、紫陽花の発色に関わっているのはアントシアニンだけではないんです。

\次のページで「紫陽花の色を決めるアルミニウム」を解説!/

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