안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
천연 추출물의 색이 액체의 성질에 따라 변하는 이유는 추출물 속에 포함된 안토시아닌이라는 색소 분자가 수소 이온 농도에 반응해 지시약의 역할을 하여 화학 구조를 바꾸기 때문입니다.
물질의 색은 그 물질이 어떤 파장의 빛을 흡수하고 반사하는지에 따라 결정되는데, 안토시아닌 분자는 주위 환경의 수소 이온 농도에 따라 구조가 변하며 분자 구조가 바뀌면 흡수하는 빛의 파장 영역이 이동하면서 우리 눈에 반사되어 보이는 색도 함께 달라집니다. 산성 용액에서는 수소 이온이 많이 포함되어 있는데, 이 수소 이온이 안토시아닌 분자에 결합하면서 안정적인 구조를 형성하고, 이 구조는 초록색 빛을 흡수해 붉은색~분홍색을 반사합니다. 중성 용액에서는 수소 이온 농도가 균형을 이루어 본래의 보라색을 띠게 되고, 염기성 용액에서는 수소 이온이 부족한 상태이므로 안토시아닌 분자에서 수소 이온이 떨어져 나가면서 분자 구조가 바뀌게 되어, 약염기성 일 때 푸른색 또는 초록색을 반사하고, 강염기성 일 때 노란색을 띱니다.
이처럼 pH에 따라 화학 구조와 색이 명확하게 달라지는 성질 때문에 붉은 양배추 즙은 산과 염기를 판별하는 천연 지시약으로 활용됩니다. 붉은 양배추뿐만 아니라 검은콩, 가지, 블루베리, 장미 꽃잎 등 안토시아닌이 풍부한 대부분의 식물 추출물에서 동일한 현상이 나타납니다.