编者按:这是关于食物科学的六篇专题报道系列中的第三篇,于2009年3月30日至4月6日每日发布。
美国加利福尼亚州戴维斯市—绿色圆点在印度至关重要。超过 30% 的印度人是严格的素食主义者,在上层阶级的婆罗门中,这个数字高达 55%。加起来,我们谈论的是近 3 亿潜在的巧克力消费者,这是一个几乎与美国市场规模相当的市场。但有一个问题:绿色圆点。
那个圆点表示该产品在生产过程中没有使用牛奶或蜂蜜以外的动物产品。如果没有那个圆点,像位于宾夕法尼亚州的巧克力制造商好时公司这样的企业,尽管一直将印度视为重要的增长市场,也只能放弃利润。这是因为像Whoppers这样的糖果——好时公司的巧克力麦芽奶球——依靠昆虫来源的虫胶来保持光泽,并将其保质期延长至 12 个月。保持糖果不受潮和氧气影响也很关键,这样它们的脂肪才不会分解,从而产生异味。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
虫胶,有时被称为糖果釉或树脂釉,来自东南亚的森林,那里的小型昆虫——主要是紫胶虫——吸食寄主树木的汁液,并分泌一种琥珀色的树脂色素,称为紫胶,雌性昆虫用它来附着在树枝上。收割者压碎这些涂有紫胶的树枝,然后清洗并筛分材料以净化它。不可避免地,其中充满了肢解的昆虫尸体。虫胶传统上也称为“甲虫汁”,也用于从头发到模压唱片到地板清漆的各种产品中。现在它也用于包覆药丸、水果和糖果——包括 Whoppers。尽管许多印度人参与生产这种成分,但很少有人愿意将其放入口中。
加州大学戴维斯分校的食品科学家和化学工程师、65 岁的 John Krochta 登场了。一个秋天的下午,他带我回到温控浇铸室,他的团队正忙于试验各种食用薄膜配方及其机械性能。在过去的 20 年里,Krochta 的实验室一直处于一场革命的前沿,这场革命不仅可以为 Whoppers 贴上绿色圆点,还可以改变从花生到熏鲑鱼等食品的包装方式。如果他的食用薄膜流行起来,难以回收的包装将成为过去,乳清蛋白——牛奶和奶酪生产中令人讨厌的废料——将变成白色黄金。
在 1990 年代初期,Krochta 获得了乳制品行业的资助,以寻找乳清的用途。他和其它的研究人员曾尝试使用糖和酪蛋白(牛奶的主要蛋白质)制作食用薄膜,但乳清的球状化学结构很难破解。此外,有竞争力的水基食用薄膜可以阻止风味流出和氧气进入——但它们无法阻止水分进入或离开食物。这意味着饼干和曲奇等干燥食物在暴露于大气中的水分时可能会变质,而葡萄干、枣子和其他干果则因为随着时间的推移失去水分而变质。通过添加热量和加速化学反应的酶,Krochta 的实验室确定了如何使乳清分子打开、连接在一起并形成薄膜。
“乳清蛋白是球状的,并通过内部二硫键结合在一起,”Krochta 解释说,“如果你添加足够的内能,它会破坏这些键,然后你就会形成分子间相互作用。”他创造的薄膜不仅可食用且透明,而且还是水分屏障和更好的氧气屏障。1996 年,他和当时的研究生 Tara McHugh 因这项技术获得了他们的第一项专利,该技术产生了“水不溶性、蛋白质基、食用阻隔涂层和薄膜”。
今天,俄亥俄州立大学博士后研究员 Seung Ran Yoo 将乳清基半透明薄膜切割成骨形样本,大约三英寸(7.5 厘米)长。她将其连接到类似断头台的 Instron 拉伸试验机的夹具上。安装好后,她按下计算机上的按钮,Instron 缓慢拉伸薄膜,持续测量张力,直到薄膜断裂。乳清薄膜的一个缺点是它们不是特别坚固,她一直在努力将它们与糖基涂层结合起来,以使它们更坚固、更灵活,而不会影响其氧气屏蔽能力。这些薄膜可用于热封包装切片蔬菜,这些包装在烹饪过程中会溶解。
Krochta 发表了关于他的薄膜的许多应用的科学论文,但它们尚未被任何食品制造商广泛采用。他的一位前研究生找到了一种方法,可以在油炸过程中防止油渗入土豆。其他研究表明,这些薄膜可以掺入抗菌化合物以防止肉类变质。Krochta 早期的成功之一是研制出一种乳清薄膜,将花生的保质期从四个月延长到八个月。“技术转让真的很难,”他说,“很难让人们停止他们正在做的事情,并让他们关注一个新概念。”他指出,例如,如果制造商使用他的花生技术,他们将不再需要将花生密封在难以回收的多层真空包装中。
Krochta 指出,虫胶还有其他缺点:首先,它是一种酒精基涂层,这使工厂及其工人面临火灾、爆炸和呼吸系统问题的风险。此外,美国环境保护署 (EPA) 一直在打压糖果制造商,以减少其酒精蒸汽的排放。“我认为[这些法规]对我们有利,”他说,“因为我们有水基涂层。”
好时公司国际研发副总裁、化学家 Jorge Bouzas 表示,Krochta 薄膜的问题在于“你需要有一种经济高效的方式将其应用于糖果产品”。在 1990 年代后期,好时公司通过向 Krochta 提供花生和其他原材料来支持他的研究。然而,应用薄膜的技术尚未得到广泛应用——Bouzas 说,即使薄膜上有一个小孔,花生也会变得湿软并变质。
今天进军印度巧克力市场的举动(预计未来五年每年增长约 12%)可能正是 Krochta 的虫胶替代品起飞所需要的。“他的研究在未来可能对该行业非常重要,”Bouzas 说。
当然,法医昆虫学家、密歇根州立大学的 Richard Merritt 说,仅仅因为虫胶不再是一种成分,并不能保证印度或其他任何地方的巧克力都不含昆虫。Merritt 曾为涉及好时公司的法庭案件准备专家意见。
“人们总是准备起诉好时公司的糖果棒,因为他们吃了一只甲虫,”他说。然而,他指出这可能不是好时公司的错。昆虫通常不会在制造过程中进入巧克力。相反,如果糖果棒在商店货架上放了一段时间,它们很可能会爬进去。