摘要: 活龍蝦和螃蟹的殼往往呈現(xiàn)青藍(lán)的色調(diào)，而當(dāng)它們被煮熟端上餐桌時(shí)卻搖身一變，成了誘人的橘紅色。如此巨大的顏色轉(zhuǎn)變是怎么發(fā)生的呢？ 在以前，我們能夠查到的解釋是下面這個(gè)樣子： 讓龍蝦殼呈現(xiàn)顏色的關(guān)鍵是一種名叫蝦青素（Astaxanthin）的物質(zhì)。這是一種類胡蘿卜素...
活龍蝦和螃蟹的殼往往呈現(xiàn)青藍(lán)的色調(diào)，而當(dāng)它們被煮熟端上餐桌時(shí)卻搖身一變，成了誘人的橘紅色。如此巨大的顏色轉(zhuǎn)變是怎么發(fā)生的呢？
在以前，我們能夠查到的解釋是下面這個(gè)樣子：
讓龍蝦殼呈現(xiàn)顏色的關(guān)鍵是一種名叫蝦青素（Astaxanthin）的物質(zhì)。這是一種類胡蘿卜素，在一些藻類、鮭魚、蝦等生物體內(nèi)都能發(fā)現(xiàn)它的身影。雖然常被叫作“蝦青素”，但這種物質(zhì)在游離狀態(tài)下是橘紅色的（嗯，所以有時(shí)候也可以叫它“蝦紅素”），真正呈現(xiàn)青色的是它與蛋白質(zhì)組成的復(fù)合物——甲殼藍(lán)蛋白（Crustacyanin），而后者就是它在活龍蝦甲殼里面的存在狀態(tài)。蛋白質(zhì)通常是不太耐熱的，所以在烹煮過程中，甲殼藍(lán)蛋白發(fā)生變性，色素復(fù)合物的結(jié)構(gòu)遭到破壞，于是其中的蝦青素就變回了游離狀態(tài)，龍蝦殼也就跟著變紅了。
這個(gè)解釋說得沒有錯(cuò)，但它還不足以讓喜歡刨根問底的人們滿意。結(jié)合了蛋白質(zhì)的蝦青素與游離狀態(tài)顏色相差如此之大，這到底是什么原因造成的？這個(gè)問題要比之前的問題難回答得多，在發(fā)現(xiàn)蝦青素和甲殼藍(lán)蛋白之后的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，科學(xué)家們都在為它們變化顏色的機(jī)制爭(zhēng)論不休，難以得出確定的結(jié)論。
而在2015年3月，一項(xiàng)發(fā)表在《物理化學(xué)與化學(xué)物理學(xué)》（Physical Chemistry Chemical Physics）期刊上的研究[1]打破了僵局，來自英國(guó)、德國(guó)和瑞典的跨國(guó)研究團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算為我們揭開了蝦青素的變色之謎。
通過x射線衍射、光譜等多方面分析，研究者們證實(shí)，蝦青素在與蛋白結(jié)合之后化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。蝦青素分子中含有酮的結(jié)構(gòu)，而酮分子還可以變成另外一種異構(gòu)體——烯醇。在某些條件下，烯醇還可以電離形成烯醇陰離子。對(duì)于游離的蝦青素分子而言，烯醇式的結(jié)構(gòu)并不能穩(wěn)定存在，而蛋白質(zhì)的出現(xiàn)則改變了這種局面。在甲殼藍(lán)蛋白中，蝦青素可以穩(wěn)定地以烯醇負(fù)離子的形態(tài)存在，這種烯醇結(jié)構(gòu)就是活龍蝦藍(lán)色的來源。蝦青素的情況其實(shí)與花青素和酚酞有些相似：它們的變色都源于化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，只不過產(chǎn)生異構(gòu)體所需的條件有些不同（如果你還想更多了解化學(xué)結(jié)構(gòu)和顏色的關(guān)系，請(qǐng)看：為什么84消毒液有漂白衣服的作用？）。
蝦青素分子的兩種異構(gòu)體，以及它們對(duì)應(yīng)的顏色。圖片來自：chemistry world
“這項(xiàng)研究是一個(gè)將現(xiàn)代物理有機(jī)化學(xué)應(yīng)用于烹飪問題的迷人實(shí)例，”來自愛丁堡大學(xué)的有機(jī)化學(xué)家蓋伊?勞埃德?瓊斯（Guy Lloyd-Jones）這樣評(píng)價(jià)到，“這一成果擁有簡(jiǎn)潔之美，而且出人意料，它告訴我們龍蝦殼的深藍(lán)顏色來自羥基烯醇陰離子，而這一結(jié)構(gòu)是從蝦青素原本的羥基酮結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化而來的?！?/p>
