科学家找到了一种防止夏日乐趣流失的方法,就是让冰激凌融化得非常、非常慢……
找到这种方法的是凯特·迈克菲博士(Dr.Cait MacPhee)和尼古拉·斯坦利沃尔博士(Dr. Nicola Stanley-Wall)。迈克菲是英国爱丁堡大学的一名生物物理学家。她的工作关注的是蛋白质的行为,她说:“蛋白质是生命体中行使绝大部分功能的分子。”斯坦利沃尔是英国邓迪大学的一名分子微生物学家,她正在研究细菌与其他细菌相连形成多细胞生物被膜的机制。
为冰激凌添加细菌蛋白
迈克菲和斯坦利沃尔是同一个研究小组的成员,两人工作有交集,她们发现了一种对细菌生物被膜形成至关重要的蛋白质。通过进一步调查,两人发现这种被称为“BsIA”的蛋白质有着特殊的多任务功能。
迈克菲解释说:“过去,为了弄清楚这层极为疏水的生物被膜是如何形成的,我们一直在研究一种特殊类型的生物被膜,它是由枯草芽孢杆菌形成的。在生物被膜的表面,我们发现了BslA蛋白质,我们把它分离出来,开始研究它的特性,想了解它如何工作以及它究竟在做什么。我们在研究BsIA运作机制的过程中发现,它其实担当了乳化剂的角色,这是一种泡沫稳定剂。此外,它还能起到覆盖表层的作用。
发现BsIA以后,研究者陷入了思考。“我们试着构建一个系统,能让我们一口气测试完BsIA的所有特性。”迈克菲说道。她们发现,最好的测试方法就是……做冰激凌。
就算BslA这种细菌蛋白是一种多功能蛋白,但是它与冰激凌有什么关系呢?事实证明关系可不少。
冰激凌里的化学
冰激凌是一种混合物,这种混合物被称作“胶体”。胶体是不同的物质混合形成的,科学家称之为“不均匀混合物”。明胶、胶水、油漆,甚至是烟,都属于胶体混合物。冰激凌是一种特殊的胶体。这也是它需要用到BsIA的原因。
冰激凌的基本成分包括牛奶、水和空气(气泡),当然还要添加适合你口味的调味剂!要搅拌出口感最丝滑、奶油最浓郁、味道最香甜的冰激凌,你必须把牛奶中的脂肪分子尽可能均匀地分散到水和空气中。这听起来似乎很简单,但是却有个问题:脂肪分子和水分子并不愿意在一起。要了解这个问题,你可以试着将一匙食用油与水混合。你不可能成功的,除非……
除非你加入一种叫作乳化剂的物质。乳化剂能让两种原本不相溶的液体混合在一起。就冰激凌来说,乳化剂能够让牛奶中的脂肪分子分散到空气和水中,冰激凌就变成了一种被称为乳化液的胶体混合物。
神奇蛋白的效力
迈克菲和斯坦利沃尔在对BsIA进行测试时发现,这种蛋白质可以充当高效乳化剂,用它制作出的冰激凌非常丝滑浓郁,而且融化得非常、非常慢。它是如何做到这点的呢?
答案在于稳定性。冰激凌之所以会融化,是因为在炎炎夏日的午后,空气中的热量搅动了冰激凌中的分子。随着热量进入冰激凌内部,越来越多的分子变得“躁动不安”,分子中原子的振动又产生了更多的热量。这些振动导致维系不相溶液体的“纽带”发生断裂,于是冰激凌开始滴滴答答,沿着圆筒的边缘往下淌。而你知道那意味着什么。
但是,在混入了BsIA的情况下,冰激凌里的脂肪和水能够高效地结合,面对热量的搅动力,它们形成的分子键可以抵挡好一阵,其他乳化剂可比不了。迈克菲解释,BsIA的稳定性更胜一筹的部分原因是:这种蛋白质包裹着冰激凌胶体混合物中的冰晶,冰晶无法生长得过大;此外,它也能预防冰激凌中的气泡漏出或爆裂。
面世
那么,你还要等多久才能舔上一个融化得很慢的冰激凌呢?迈克菲表示,这个愿望将在三到五年内实现。对于科学成果转化为实在的消费品的时间来说,这个速度算是很快的。
但是,要想在食品或者消费品中添加BsIA,首先必须要证明它的安全性。迈克菲乐观地表示,BsIA马上就能获得许可了。她指出,另一种含有BsIA的食品已经在超市上架多年了。这一先例应该能够让食品安全监管机构认可BsIA冰激凌。
一旦得到监管机构许可,你就能在夏天一滴不漏地品尝三球巧克力冰激凌了。