Antosyaanit ja karotenoidit kasvien väriaineina ja niiden hyödyntäminen kemian harjoitustöissä
Manninen, Marianna (2018-05-08)
Antosyaanit ja karotenoidit kasvien väriaineina ja niiden hyödyntäminen kemian harjoitustöissä
Manninen, Marianna
(08.05.2018)
Tätä artikkelia/julkaisua ei ole tallennettu UTUPubiin. Julkaisun tiedoissa voi kuitenkin olla linkki toisaalle tallennettuun artikkeliin / julkaisuun.
Turun yliopisto
Tiivistelmä
Antosyaanit ja karotenoidit ovat laajalti kasvikunnassa esiintyviä yhdisteitä, jotka saavat aikaan kasveissa suuren värikirjon. Karotenoidit aiheuttavat keltaisen värin esimerkiksi kukkien terälehdissä sekä ruskalehdissä, joissa karotenoidien aiheuttama väri on ruskan alkuun saakka vihreän klorofyllin peitossa. Joissakin kasvilajeissa havaittavat punaiset ruskalehdet johtuvat puolestaan antosyaaneista, joita nämä kasvit alkavat valmistaa syksyllä. Toiset kasvit tuottavat antosyaaneja läpi kasvukauden esimerkiksi kukkien terälehtiin, joissa antosyaanien aiheuttama väri vaihtelee punaisesta siniseen ja violettiin. Tämän tutkielman kirjallisessa osassa perehdytään aluksi antosyaanien ja karotenoidien rooliin ruskassa sekä kukkien terälehtien värin muodostumisessa.
Antosyaaneja ja karotenoideja voidaan myös hyödyntää kemian opetuksessa erilaisten harjoitustöiden lähtökohtana. Tämän tutkielman kirjallisessa osassa vertaillaan erilaisia vertaisarvioiduissa kansainvälisissä julkaisuissa raportoituja antosyaaneihin ja karotenoideihin liittyviä kokeellisia harjoitustöitä. Harjoitustöiden toteutus kuvaillaan lyhyesti ja vertaillaan muun muassa niiden keskeistä opetuksellista sisältöä sekä vahvuuksia ja heikkouksia erityisesti töiden toteuttamisen kannalta.
Kokeellisessa osassa kehitettiin harjoitustyö Turun yliopiston OpiLUMA-laboratorioon ruskalehtien ja kukkien terälehtien väriaineiden analysoimiseksi. Harjoitustyössä hyödynnetään erilaisia oppimisympäristöjä ja monipuolisia kemiallisia menetelmiä. Harjoitustyön ensimmäisessä osassa opiskelijat uuttavat kasvinäytteet koululla. Seuraavat vaiheet voidaan toteuttaa opiskelijaryhmästä riippuen koululla tai yliopistolla. Työn toisessa osassa antosyaanit ja karotenoidit erotetaan toisistaan neste-nesteuutolla, minkä jälkeen kummankin yhdisteryhmän kokonaispitoisuudet määritetään spektrofotometrisesti. Viimeisessä vaiheessa tutkitaan yliopistolla nopean UPLC-MS/MS-menetelmän avulla, millaisia antosyaanien aglykoneja kasvinäytteistä löytyy. Kehitetty harjoitustyö testattiin lopuksi kahdella lukiolaisryhmällä.
Antosyaaneja ja karotenoideja voidaan myös hyödyntää kemian opetuksessa erilaisten harjoitustöiden lähtökohtana. Tämän tutkielman kirjallisessa osassa vertaillaan erilaisia vertaisarvioiduissa kansainvälisissä julkaisuissa raportoituja antosyaaneihin ja karotenoideihin liittyviä kokeellisia harjoitustöitä. Harjoitustöiden toteutus kuvaillaan lyhyesti ja vertaillaan muun muassa niiden keskeistä opetuksellista sisältöä sekä vahvuuksia ja heikkouksia erityisesti töiden toteuttamisen kannalta.
Kokeellisessa osassa kehitettiin harjoitustyö Turun yliopiston OpiLUMA-laboratorioon ruskalehtien ja kukkien terälehtien väriaineiden analysoimiseksi. Harjoitustyössä hyödynnetään erilaisia oppimisympäristöjä ja monipuolisia kemiallisia menetelmiä. Harjoitustyön ensimmäisessä osassa opiskelijat uuttavat kasvinäytteet koululla. Seuraavat vaiheet voidaan toteuttaa opiskelijaryhmästä riippuen koululla tai yliopistolla. Työn toisessa osassa antosyaanit ja karotenoidit erotetaan toisistaan neste-nesteuutolla, minkä jälkeen kummankin yhdisteryhmän kokonaispitoisuudet määritetään spektrofotometrisesti. Viimeisessä vaiheessa tutkitaan yliopistolla nopean UPLC-MS/MS-menetelmän avulla, millaisia antosyaanien aglykoneja kasvinäytteistä löytyy. Kehitetty harjoitustyö testattiin lopuksi kahdella lukiolaisryhmällä.