Neka je kemičarka svome gostu koji je došao izdaleka skuhala čaj, obični indijski ili ruski čaj, no čaj aromatiziran hibiskusom. (Može se piti i čisti čaj od hibiskusa, tj. cvijeta kineske ruže, Hibiscus sabdariffa.) Gost ga nije htio piti! Nije ga htio piti ne zato što ne voli indijski čaj ili čaj od hibiskusa, nego zbog boje koja je bila jako daleko od boje onoga što je nakanio piti: bila je zelena, a ne crvena. Zeleni hibiskus – o ne, to ne. Znam ja jako dobro kako izgleda cvijet i čaj od hibiskusa, ovo je kemičarka nešto iskemijala, možda mi je i otrov u šalicu stavila.

No kemičarka je odmah (ako ne i prije toga) znala o čemu se radi. Ono što je u lončić stavila nije bilo ništa osim vrećice čaja i vode, no tvrde zagrebačke vode. Takva, tvrda voda ima mnogo karbonata, a karbonati povećavaju lužnatost, tj. povisuju joj pH-vrijednost. Pri pH = 7–8, pigment u hibiskusu, a to je cijanidin, doista je zelen. No zeleni čaj od hibiskusa možemo lako prevesti u crveni ako ga zakiselimo, može i solnom kiselinom ali ipak je bolje limunom. Pri pH < 3, cijandidin postaje crven, no prije toga mora izmijeniti sve dugine boje, mnoge nijanse plavog i ljubičastog. Čaj od hibiskusa može biti i bezbojan ako ga zakiselimo upravo toliko da ima pH između 4 i 5. Kad ga popijemo, čaj će doći u želudac, pa će – sudeći po kiselosti želučanog soka (pH = 1,0–3,5) – postati crven, bez obzira u kakvoj ga nijansi popili.

To bi bio eksperiment. No, što kaže teorija?

Teorija kaže da boja organskih spojeva, točnije frekvencija ili valna duljina elektromagnetskog zračenja koju apsorbiraju njihove molekule, ovisi o njihovoj strukturi, ili što se svodi na isto, ovisi o kemijskoj formuli. Molekula će apsorbirati to veće duljine elektromagnetskog zračenja u vidljivom i ultraljubičastom području što ima više konjugiranih dvostrukih veza. („Konjugirane dvostruke veze“ su segmenti molekule s naizmjeničnim dvostrukim i jednostrukim vezama, –C=C–C=C–.) Kako vidljivo zračenje ima veću valnu duljinu od onog nevidljivog, ultraljubičastog, jasno je da će molekule s mnogo konjugiranih dvostrukih veza apsorbirati zračenje većih valnih duljina, a to znači da će organski spoj imati boju. To vrijedi za sve organske molekule – no molekule kiselinsko-baznih indikatora, o kojima je ovdje riječ, imaju još nešto.

Kiselinsko-bazni indikatori su zapravo kiseline koje, kao sve kiseline, reagiraju s bazama i pritom otpuštaju jedan ili više vodikovih iona, H⁺. No za razliku od sumporne ili klorovodične kiseline, cijanidin iz hibiskusa pri postepenoj disocijaciji u četiri druga oblika gradi molekule s više ili manje konjugiranih veza, a to znači da poprima pet jasno definiranih boja. (U otopini, tj. u čaju od hibiskusa određene kiselosti, postoji više oblika cijanidina, pa će boja čaja biti smjesa njihovih boja.)

To dakako nije svojstvo samo cijanidina, nego i drugih biljnih pigmenata koji se zovu antocijanini. Svaka domaćica zna da boja cikle ili crvenog kupusa ovisi o tome koliko ih je zakiselila. No ono što domaćica ne zna, osim ako nije kemičarka, je da promjena boje zakiseljavanjem ukazuje na prehrambenu i zdravstvenu vrijednost hrane. (Treba imati što više boja na tanjuru, kaže se.)

Pogled kemičara na formulu cijanidina otkriva hidroksilne skupine (-OH) vezane za šesteročlani, benzenski prsten. Najjednostavniji spoj iz te skupine, hidroksibenzen (fenol), C₆H₅OH, je kiselina, na što ukazuje najstarije ime fenola, karbolna kiselina. Upravo te hidroksilne skupine vezane za benzenski prsten otpuštaju vodikove ione, pa će zbog njih antocijanini prelaziti iz jednog u drugi molekulski oblik i pri tome, razumije se, mijenjati boju.

Spojevi s više hidroksilnih skupina vezanih za jednu ili više benzenskih prstenova u molekuli zovu se polifenoli. Stoga ako hrana koju jedemo mijenja boju zakiseljavanjem, to je znak da u njoj ima polifenola, a polifenoli su antioksidansi, dakle spojevi koji spječavaju oksidativni stres, a s njime mutacije gena i nastanak raka.

Još nam ostaje da odgovorimo na jedno pitanje, nevezano sa zdravom prehranom: o čemu ovisi boja ruže? I u cvijetu ruže se nalazi, kao i u cvijetu hibiskusa, pigment koji mijenja boju ovisno o kiselosti. Vrste (kultivari) ruža ne razlikuju se po pigmentu nego po vrijednosti pH u stanicama svojih latica. Stoga nije teško uzgojiti nove kultivare: ruža je odavno prestala biti (samo) crven cvijet.

Nenad Raos je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Autor je i koautor više od stotinu znanstvenih i stručnih radova iz područja bioanorganske i teorijske kemije, molekularnog modeliranja te povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Sada piše za Čovjek i svemir te, naravno, Bug online. Sedam je godina bio glavni i tehnički urednik časopisa Priroda, a danas je urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Koautor je dva sveučilišna udžbenika i autor 13 znanstveno-popularnih knjiga. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.