档案回顾:摇摆的乐趣

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


最近在Ptak Science Books 上的一篇文章回顾了明胶的黄金时代,这启发我翻出了我2006年最喜欢的一篇旧文章。瞧,果冻的荣耀!

在电影《我最好朋友的婚礼》中,我最喜欢的场景之一是准新娘姬咪(卡梅隆·迪亚兹饰)和朱莉娅·罗伯茨饰演的想要抢走新郎的人之间的推心置腹的对话,就在新郎因为误会(必须指出的是,由现在悔恨的罗伯茨精心策划的)取消婚礼之后。为了解释为什么新郎会如此突然地改变主意,罗伯茨的角色——一位美食评论家——在焦糖布丁和美国大众食品果冻之间做了一个烹饪上的类比。

她认为,一家高级餐厅的食客可能会被焦糖布丁的甜美、优雅和完美所倾倒,但随后可能会突然意识到他真正想要的是……果冻。为什么?“因为他对果冻感到舒适,”她说。“我可以是果冻,”姬咪泪眼婆娑地说,罗伯茨尖刻地回答说,“不,你不能。焦糖布丁永远不可能成为果冻。”


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我不再赘述我对姬咪坚持不懈的追问——“但我必须成为果冻!”——感到恼火,以及这对其角色可悲的缺乏自尊的所有暗示。那是另一篇文章的主题了。罗伯茨的美食评论家说得有道理:焦糖布丁永远不可能成为果冻,即使两者都依赖于交联蛋白质来获得其摇摆的稠度。对于焦糖布丁,鸡蛋和牛奶中的蛋白质在受热后形成更强的键,使其稠度从液体变为半固体。果冻的情况则相反:蛋白质在冷却时形成更强的键。

老实说,我在焦糖布丁和果冻的辩论中有点赞同罗伯茨,尽管珍-吕克·皮康更喜欢前者。(我们都喜欢美味的柑曼怡舒芙蕾,在旧金山的Fleur de Lys餐厅完美呈现。)我的意思是,焦糖布丁能做到这个吗?

掉落一个焦糖布丁,它只会啪的一声——尽管这在超慢镜头下可能也很好看。果冻的成分非常简单:只有明胶、水和糖,加上任何为增加趣味性而添加的人工香料和色素。但是明胶来自哪里呢?你可能会后悔问这个问题。

明胶是一种加工过的蛋白质,称为胶原蛋白,来源于牛或猪的骨骼、蹄和结缔组织。这些部分被磨碎并与酸或其他化学物质混合,以分解细胞结构,从而释放出胶原蛋白。煮沸整个混合物会在顶部形成一层明胶,可以撇去进行进一步加工。最终,它以粉末形式出现在您当地的杂货店货架上。

不同的蛋白质具有不同的结构,这赋予了它们不同的特性,这些特性反过来决定了它们是凝固成明胶还是焦糖布丁(或者美味的法式焦糖布丁)。明胶的结构与DNA相似,不同之处在于DNA有两条链螺旋缠绕在一起,而构成明胶的蛋白质有三条氨基酸链紧密结合在一起。唯一能打破这些键的是能量。大量的能量。

这就是沸水的作用:它以热量的形式增加了大量的能量,足以使胶原蛋白中的三条氨基酸链解开。加入冷水,然后将果冻放入冰箱冷却,会使链条重新开始结合。

由于冷却需要很长时间,氨基酸链会缠结(搅拌时),水会进入链条之间的空隙。这就是为什么果冻如此诱人地摇摆的原因。这也是为什么添加冰块以使明胶更快凝固的“快捷”方法,永远不如慢速凝固方法制成的果冻那样紧实。各种分子冷却得太快,以至于它们无法以最有效和最强的键自组织;相反,只形成一个松散的基质。如果所需分子的能量水平降低得更缓慢,就像慢速凝固方法一样,它们有更多的时间正确排列,形成更密集的晶格结构,将糖、色素和水的混合物捕获在氨基酸链之间。

果冻酒的爱好者请注意:在初始混合物中添加酒精意味着凝固需要更长的时间,正如一位勇敢的业余科学家在几年前的一个有趣的实验中推断出的那样。他着手确定给定的果冻酒在保持“结构完整性”的同时可以包含的最高酒精浓度(使用80度伏特加)。

你看,酒精的冰点比水低。这就是为什么传说中,注定沉没的泰坦尼克号上的厨师能够在坠入冰冷的海水中幸存下来:他一直在大量饮酒,而他血液中多余的酒精使他在被救起之前没有冻死。因此,有理由认为,在果冻酒中添加越来越多的酒精会使物质越来越难凝固。(顺便说一句,同一个人也做过实验,当你尝试点燃果冻酒时会发生什么。我敢打赌他在聚会上一定很受欢迎。)

果冻独特的稠度——介于固体和液体之间——及其可塑性使其成为艺术家们感兴趣的潜在媒介。早在2006年,旧金山探索馆就用当地艺术家莉兹·希科克为纪念1906年摧毁这座伟大城市的地震100周年,举办了一个为期一天的特别艺术装置。

她用彩色果冻制作了整个城市的比例模型:从市政厅到金门大桥的所有东西。(她还继续创作旧金山果冻版,还用果冻重建了亚利桑那州斯科茨代尔的模型。)

希科克依靠卫星图像设计了缩小比例的模具,她用这些模具用各种口味的果冻浇铸建筑物。整个摇摆的阵列被安装在一块有机玻璃板上,然后放在一个振动台上,向聚集的博物馆参观者展示那些剧烈的地震震动是如何影响建筑物的。具体来说,它展示了“液化”,即地震使建筑物下土壤中的水加压时发生的情况。液化是地震造成大部分结构破坏的原因。

因此,即使果冻在高档美食方面无法与焦糖布丁竞争,它也是一种好的、摇摆的乐趣。但它也是好的科学。科学家们发现,将干细胞——如果不能治愈人类,就可以治愈大鼠的脊髓损伤——添加到由水凝胶制成的脊髓植入物中,可以帮助旧伤患者恢复一定程度的功能。这些凝胶基本上是聚合物,其特性与果冻非常相似,类似于子宫中发育的人类脊髓周围的软组织。水凝胶填充受伤区域的空间,创造一种支架,新细胞可以在其周围生长,从而构建一座桥梁来修复损伤。

让我们看看焦糖布丁能不能做到这一点。

图片来源:“阿拉莫广场”,莉兹·希科克来源

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