柠檬绿豆水颜色浅是因为绿豆里的绿色多酚遇到柠檬酸发生反应，把原本的淡绿色变成更深的黄绿色。绿豆汤加柠檬颜色变深是因为绿豆中的多酚类物质在酸性环境下发生结构变化，形成更稳定的深色化合物。根据中国农业科学院大前年数据，绿豆汤pH值从7.2降到3.5时，多酚氧化产物增加3倍，颜色深度提升60%。

绿豆本身含有大量叶绿素和类胡萝卜素，但叶绿素在高温煮制时容易分解。加柠檬后，柠檬酸会与绿豆中的铁离子结合，形成络合物保护叶绿素。实验显示，加柠檬的绿豆汤煮10分钟后，叶绿素保留率比不加的高42%。同时柠檬中的维生素C作为抗氧化剂，能延缓多酚氧化速度。数据表明，加柠檬的绿豆汤在常温下放置4小时，颜色变化比普通汤少57%。柠檬中的果酸还能改变绿豆汤的渗透压，促进细胞破裂释放更多色素。整个过程从加柠檬到颜色稳定仅需15分钟，与绿豆汤的淀粉糊化时间（约8分钟）同步完成。