Weird Science

Świecące masło orzechowe

Poniższy arty­kuł został opu­bli­ko­wany pier­wot­nie w cza­so­pi­śmie Anto­cy­jan (1/2017):

Ilustracja

Ples M., Świe­cące masło orze­chowe, Anto­cy­jan, 1 (2017), por­tal Bio­mist (www.bio­mist.pl), str. 17-18

Zaska­ku­jące wła­ści­wo­ści

John Harvey Kel­logg, ame­ry­kański lekarz żyjący na prze­ło­mie XIX i XX wieku jest przez wielu uwa­żany za jed­nego z ważn­iej­szych wyna­laz­ców tam­tych cza­sów. Wraz z bra­tem Wil­lem Kei­them Kel­log­giem wyna­lazł bowiem spo­sób pro­duk­cji płat­ków kuku­ry­dzia­nych i masła orze­cho­wego [1]. Oba pro­dukty zre­wo­lu­cjo­ni­zo­wały zwy­czaje żywie­niowe ówcze­snych ame­ry­ka­nów.

Masło orze­chowe, jak wiemy, jest wyro­bem spo­żyw­czy pro­du­ko­wa­nym z orzesz­ków ziem­nych będących nasio­nami orza­chy podziem­nej Ara­chis hypo­gaea. Roślina nazy­wana także orze­chem ziem­nym należy do rodziny bobo­wa­tych Faba­ceae. Mimo, że pow­szech­nie nazy­wane orzesz­kami, to owoce orza­chy są wła­ści­wie strąkami, zawie­ra­jącymi od jed­nego do czte­rech nasion o dużej zawar­to­ści oleju ara­chi­do­wego. Pewną cie­ka­wostką może być tu fakt, że mimo iż kwiaty tej rośliny pow­stają i są zapy­lane oczy­wi­ście nad zie­mią, to po zapłod­nie­niu ich dna kwia­towe się wydłu­żają i wpy­chają pow­sta­jące strąki pod zie­mię, gdzie doj­rze­wają [2].

Masło orze­chowe jest szcze­gól­nie popu­larne w kuchni ame­ry­kańs­kiej i holen­der­skiej. Wyko­rzy­stuje się je jako sma­ro­wi­dło do kana­pek, ale jest też skład­ni­kiem wielu wypie­ków [3].

Masło orze­chowe jest smaczne, ale także sycące. Zawiera duże ilo­ści białka, błon­nika, wita­min oraz mikro- i makro­e­le­men­tów. Jak się prze­ko­namy za chwilę, pro­dukt ten wyka­zuje też inną, bar­dzo inte­re­su­jącą cechę.

Doświad­cze­nie

W doświad­cze­niu można wyko­rzy­stać dowolne masło orze­chowe, zarówno gład­kie, jak i z kawałk­ami orze­chów. Fot.1 przed­sta­wia słoik masła, które ja uży­łem w pre­zen­to­wa­nym doświad­cze­niu.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.1 – Masło orze­chowe wyko­rzy­stane w doświad­cze­niu

Masło ma zwięzłą kon­sy­sten­cję, jest lekko wil­gotne. Przy świe­tle dzien­nym ma barwę jasno­brązową (Fot.2).

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.2 – Masło orze­chowe przed naświe­tle­niem świa­tłem UV

Spróbujmy się jed­nak pow­strzy­mać przed natych­mia­sto­wym spo­ży­ciem sma­ko­łyku i zaciem­nijmy pomiesz­cze­nie, naświe­tla­jąc jed­no­cze­śnie masło za pomocą świa­tła ultra­fio­le­to­wego. Można też użyć nie­bie­skiego wskaźn­ika lase­ro­wego. Naświe­tla­nie moc­nym świa­tłem bia­łym daje gor­sze rezul­taty niż świa­tło UV.

Po wyłącze­niu świa­tła UV można zaob­ser­wo­wać, że masło jesz­cze przez kilka sekund jarzy się wyraźnie widocz­nym bla­skiem o bar­wie zie­lo­nej (Fot.3). Przy­datne jest wcze­śniej­sze przy­zwy­cza­je­nie oczu do ciem­no­ści.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.3 – Fos­fo­re­scen­cja masła orze­cho­wego po naświe­tle­niu świa­tłem UV (ISO­400, 10s)

Opi­sany efekt jest naprawdę inte­re­su­jący i widzo­wie często są zasko­czeni wido­kiem świe­cącego masła.

Po doświad­cze­niu nic nie stoi na przesz­ko­dzie, żeby pozo­stałą część masła wyko­rzy­stać zgod­nie z jego prze­zna­cze­niem.

Wyja­śnie­nie

Zja­wi­sko, jakie możemy tu zaob­ser­wo­wać w przy­padku masła orze­cho­wego nazy­wamy fos­fo­re­scen­cją. Polega ono na wypro­mie­nio­wa­niu z pew­nym opóźn­ie­niem ener­gii poch­ło­niętej w postaci świa­tła. Fos­fo­re­scen­cja różni się od flu­o­re­scen­cji tym, że w przy­padku tej dru­giej emi­sja pro­mie­nio­wa­nia ustaje prak­tycz­nie natych­miast (czas rzędu 10-8s) po usta­niu czyn­nika wzbu­dza­jącego.

Cząstka występuje przez więk­szość czasu w sta­nie o naj­niższej ener­gii, nazy­wa­nym sta­nem pod­sta­wo­wym. Po poch­ło­nięciu świa­tła o odpo­wied­nio dużej ener­gii, np. świa­tła UV, może ona przejść do stanu o wyższej ener­gii. Jest to jed­nak sytu­a­cja nie­tr­wała i po pew­nym cza­sie cząstka musi przejść z pow­ro­tem do stanu pod­sta­wo­wego. Różn­ica ener­gii zostaje wtedy oddana do oto­cze­nia, np. w for­mie pro­mie­nio­wa­nia. Mamy tu też do czy­nie­nia z tak zwa­nym prze­su­nięciem Sto­kesa – pro­mie­nio­wa­nie emi­to­wane ma zwy­kle więk­szą dłu­gość fali niż wzbu­dza­jące. Jest to spo­wo­do­wane stratą czę­ści ener­gii wzbu­dze­nia pow­stałą na sku­tek np. drgań ter­micz­nych cząstek [4].

Opóźn­ie­nie emi­sji świa­tła w przy­padku fos­fo­re­scen­cji wynika z faktu, że docho­dzi tu do przej­ścia pro­mie­ni­stego między sta­nami o różnej mul­ti­ple­to­wo­ści. Przej­ście takie jest powolne, ponie­waż praw­do­po­do­bieńs­two jego zaj­ścia jest sto­sun­kowo niskie.

Wiele sub­stan­cji wyka­zuje fos­fo­re­scen­cję. Jedną z nich jest tzw. świe­cący cukie­rek otrzy­my­wany przez sto­pie­nie mie­sza­niny cukrów z mle­cza­nem eta­kry­dyny czyli rywa­no­lem C18H21N3O4 [5].

Trudno jed­no­znacz­nie stwier­dzić, jakie kon­kretne sub­stan­cje zawarte w maśle orze­cho­wym spra­wiają, że możemy w tym przy­padku zaob­ser­wo­wać fos­fo­re­scen­cję. Wia­domo jed­nak, że są to sub­stan­cje natu­ralne, nie będące sztucz­nymi dodat­kami. Podobne wła­ści­wo­ści wyka­zują inne pro­dukty pow­stałe na bazie np. mig­da­łów. Naj­praw­do­po­dob­niej ważną rolę grają tu związki feno­lowe [6].

Lite­ra­tura:

Wszyst­kie zdjęcia pocho­dzą od Autora.

W powyższym tek­ście doko­nano nie­wiel­kich zmian edy­tor­skich w sto­sunku do wer­sji opu­bli­ko­wa­nej w  cza­so­pi­śmie, w celu uzu­pełn­ie­nia i lep­szego przy­sto­so­wa­nia do pre­zen­ta­cji na stro­nie inter­ne­to­wej. Mająt­kowe prawa autor­skie pozo­stały w tym przy­padku po stro­nie autora.

Marek Ples

Aa