ブルーベリーの青色は「構造色」だった!
ブルーベリーの他に、ブドウやプラムなどの青い実は表面に白い粉のようなものが付いています。
これはブルーム(またはワックスブルーム)と呼ばれていて植物の表面を守る保護バリアのようなものです。
ブルーベリーなどの皮表面は、このツルツルした薄いワックス層のブルームで覆われており、水を弾く撥水(はっすい)性を持っています。
ワックス層の撥水性はブルーベリーの自己洗浄として機能しており、水滴が染み込まずに表面を滑り落ちることで、汚れや虫、病原菌を洗い流してくれるのです。
チームは走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、このワックス層に電子ビームを照射し、表面の構造を調べてみました。
その結果、ブルーベリーのワックス層は、青い光と紫外線(UV)の波長を特異的に反射・散乱させる微細構造を持っていることが判明したのです。
この構造によって青色色素はなくても、私たちの目には青く見えるようになっていました。
さらにこれと同じ特性は、ブルーベルーの他に似たような質感の表皮を持つプラムやスピノサスモモ、ジュニパーベリーなどの皮にも見られています。
本来は固有の色素を持たないにも関わらず、表面の微細構造が特定の波長の光を反射することで特定の色を持つように見える作用を構造色と呼びます。
構造色としてよく目にする例は、CDの裏面やシャボン玉、モルフォ蝶の翅(はね)などがあります。
これらは表面の微細構造によって特定の波長の光が反射・散乱することで鮮やかな色を生じさせており、そこに色素は存在しません。そのためモルフォ蝶はひっくり返すと何も色がついていないことがわかります。
ブルーベリーなども同様に表面に青色がついているわけではなく、皮表面の微細な構造が青色を生んでいたのです。
そこでチームはブルーベリーなど表面にワックス層を持つ青い果実から薄いワックス層だけを除去し、四角いカードの表面上に再結晶させてみました。すると、果実の表面と同じ青色光と紫外線を反射するコーティングが得られたのです。
このコーティングは厚さ約2ミクロンという極薄ですが、研究チームは新たな青色反射塗料として応用できる可能性があると期待しています。
加えて、紫外線も反射できることから食材を保護するためのコーティング(食品包装フィルム)にも利用できるかもしれません。
ミドルトン氏は今回の結果を受けて、こう話しました。
「私たちが日常的に食べている人気の果物に、未知の着色メカニズムがあるという事実は本当に興味深い発見です。
またブルーベリーのワックス層から誰も見たことのない新しい青色コーティングを作り、その色を再現できたことはさらに驚くべきことです。
この天然ワックスのあらゆる機能性を人工的に加工した材料に組み込むことができれば、まさに夢のような出来事となるでしょう」
ブルーベリーの色の謎から始まったこの研究は、新たな工業的価値を生み出しそうです。
記事内の解説について、加筆修正を行いました。