2015-03-30

(標題後補)

蝦、螃蟹......相信連不能進食海產的甲亢病人們,都不會對它們感到陌生。那麼給大家出道常識題:這些生物是甚麼顏色的呢?


紅色橙色?不好意思,您只答對了一半。未煮過的蝦、蟹是青藍色的,煮熟以後才會變成橙紅色。

為甚麼會出現這樣的現象呢?一般人只要知道跟蝦青素有關就可以了。然而總有些 閒得蛋疼的 科學家們想要尋根問底。下文便介紹了關於這個問題的“新鮮出爐”的研究成果:


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支跨國科研團隊對龍蝦煮熟時顏色顯著變化的現象提出了新的解釋。

這個從暗藍色變為鮮橙紅色的現象離不開蝦青素和甲殼藍蛋白,前者是一種胡蘿蔔素類化合物,後者則是龍蝦通過攝食浮游生物而積累的一種蛋白質。正是蝦青素與甲殼藍蛋白的結合,賦予了龍蝦暗藍的保護色。但甲殼藍蛋白在烹煮時會變性並釋放出蝦青素,而游離的蝦青素則顯橙色。儘管這個道理早已眾所周知,然而其確切機理卻眾說紛紜。

問題在於,結合態和游離態的蝦青素分子究竟有何差異?何以呈現出如此鮮明的顏色變化?對此,科學家們各顯神通,提出了好幾套假說,包括共平面、極化、激子耦合〔可參考這篇科普文章等等,然而,近來的研究卻指出,這些效應對變色現象的貢獻不會超過30%。

英國曼徹斯特大學的John Helliwell也算是這方面的“老行家”了--早在2002年,他的團隊便已利用X射線技術得出結合態蝦青素的結構。這次,他與來自德國和瑞典的物理有機、生物化學、理論化學及譜學專家合作。這支跨學科團隊發現,與蛋白質結合的蝦青素是以烯醇負離子的形式存在的,而這種烯醇負離子是呈藍色的。實驗以化合物3-羥基-4-酮基紫羅蘭酮作為簡化模型,它既能重現蝦青素的去質子現象,也不會像分子結構較複雜的蝦青素那樣,受到分子中其他部位產生的次要效應所干擾。


龍蝦變色過程

其實早於1968年,前人已經提出過烯醇鹽假說,只是當時未受重視,因為人們認為甲殼藍蛋白沒有足夠的碱性位點讓蝦青素去質子化。Helliwell解釋儘管那是事實,但另一方面,蝦青素的酸性也應當受到重視。“仔細分析一下蝦青素的官能團,它可謂是加長版、油溶版的抗壞血酸〔即維生素C〕。鑒於抗壞血酸是個有機強酸,因此,蝦青素的酸性也值得深入調查。那正是我們所做的,結果證實它的確是個相對較強的酸。”


抗壞血酸

“此項研究巧妙地運用了現代物理有機化學手段,來破解源遠流長的廚房之謎。”英國愛丁堡大學的有機化學家Guy Lloyd-Jone表示。“結論簡潔而出人意表,指明了暗藍色的產生是由於羥基烯醇陰離子〔的吸收光譜〕比正常alpha-羥基酮有所紅移。”

Helliwell相信蝦青素的烯醇離子假說是唯一站得住腳的解釋,是變色現象的主要因素。但他還是計劃作更精密、深入的研究,嘗試瞭解其他效應對變色現象的貢獻。


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原文標題為“Chemical clarification for lobster colour change on cooking”,中文譯為“龍蝦煮熟變色現象的化學解釋”。因標題對篇首的常識問題有提示作用,故暫時省略。

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