なぜ一部の果物が紫外線で光るのか:その科学的理由
ボウルに入った果物にブラックライトを当てると、突然いくつかの果物が光り出す様子は、ほぼ超自然的に感じられます。しかし、その不気味な青、緑、または黄色の「光」は、魔法でも隠れた化学物質でもありません。それは物理学、生化学、植物生物学が一つになったものです。特定の果物は、皮や果肉の中の分子、特に目に見えない紫外線を吸収し、可視光として再放出する色素やポリフェノール化合物のため、紫外線(UV)下で自然に蛍光を発します。 ここでは、なぜ一部の果物が紫外線で光るのか、特にバナナの何が特別なのか、そして科学者がこの蛍光が植物や動物にとって(単にキッチンでのパーティートリックだけでなく)何を意味するのかについて、深く掘り下げます。 紫外線、蛍光、そして果物が「光る」理由 通常の照明下では、色素が直接反射する色しか見えません。アントシアニンの赤、クロロフィルの緑、カロテノイドの黄やオレンジです。紫外線下では、これらの色素や他の分子に別のゲームを強制していることになります。 紫外線は、可視光よりも波長が短く、エネルギーが高いです。 果物中の一部の分子は、その紫外線エネルギーを吸収し、その後、より長い可視光の波長でその一部を素早く再放出します。このプロセスを蛍光と呼びます。 私たちの目には、それは微かな、または明るい「光」に見え、化合物によってしばしば青、青緑、または黄緑色になります。 重要なことは、これは蛍光であって、生物発光ではないということです。果物自体が光を生成しているのではなく(蛍のように)、紫外線源が当たっている間だけ光っています。 多くの果物では、その光は弱いものです。バナナのような一部の果物では、安価なUV懐中電灯でもはっきりと見えるほど劇的です。 バナナ:光る果物の代表格 バナナは、紫外線下ではっきりと光る果物の最も有名な例です。熟したバナナの皮はブラックライト下で鮮やかな青色の発光を示し、茶色の「斑点」の周りのハローは特に明るく輝くことがあります。 初期の研究では、この光はバナナが熟すにつれてのクロロフィルの分解に関連しているとされていました: 青いバナナはクロロフィルが豊富で、それが緑色を与えています。 熟成中にクロロフィルが分解され、蛍光性クロロフィル代謝物(FCC)と呼ばれる一時的な分解生成物が生成され、これが紫外線下で青色領域で蛍光を発することができます。 ほとんどの植物では、FCCは短寿命の中間体で、すぐに非蛍光性の化合物に変換されるため、通常は気づきません。 バナナは異なっていました。インスブルック大学とコロンビア大学の科学者は、バナナが熟すにつれて、皮に異常に安定したクロロフィル分解生成物を蓄積することを発見しました。これらの蛍光性中間体は長寿命で、皮を紫外線下で明るい青色に輝かせました。その強度は熟度と相関し、果実が熟しすぎた時にのみ低下しました。 後の研究は重要な展開を加えました。2018年の植物科学研究は、バナナ果実での最も強い青色蛍光は、実際には可溶性のクロロフィル代謝物だけでなく、皮と果肉の細胞壁に結合したポリフェノール化合物(フェルラ酸誘導体など)に由来することを示しました。顕微鏡を使用した研究者らは以下のことを発見しました: 青色蛍光は細胞壁(アポプラスト)で最も強く、クロロフィルを含む色素体からのものは少ないです。 バナナの白い果肉は、これらの細胞壁結合フェノールのため、紫外線下では皮よりもさらに強く光ります。 緑色組織中のクロロフィルは、放出された青色光を吸収することによって実際に蛍光を「隠します」。そのため、未熟な青いバナナは光らず、黄色く熟したバナナはクロロフィルが分解されると青色の光を現します。 したがって、バナナでは二つのことが同時に働いています: 熟成中のクロロフィル分解がいくつかの蛍光性中間体を生成します。 細胞壁に豊富に存在する不溶性のフェノールエステルが紫外線下で青色領域で強く蛍光を発します。 結果として、熟度のピーク付近で最も強くなり、進行した老化とともに(特に細胞が死に分解生成物が濃縮する加齢斑点の周辺で)弱まる青色の光が生じます。 その他の果物:蛍光色素とポリフェノール化合物 バナナだけではありません。他のいくつかの果物も紫外線下で注目すべき蛍光を示しますが、通常はそれほど劇的ではありません: 特定のベリーや熱帯果実は、ポリフェノール化合物、フラボノイド、およびクロロフィルの分解生成物の組み合わせによって、かすかな青色または青緑色の光を発することがあります。 柑橘類の皮は、ヘスペリジンなどのフラボノイドや外皮に濃縮された関連分子のため、黄緑色に蛍光を発することがあります。 一部のブドウ、チェリー、濃い色のベリーには、アントシアニンや関連フェノールが含まれており、弱く蛍光を発したり、紫外線下で興味深い色の変化を起こしたりすることがありますが、その強い可視色素が肉眼での効果をしばしば覆い隠してしまいます。 一般的に:…










