En gammal såg bland kockar och matmarknadsförare förkunnar att vi äter först med ögonen. Oavsett om vi beundrar den noggranna tallriksammansättningen hos en bistro med Michelinstjärnor eller solar oss i det ljusgröna av pistageglass, väcker synen vår aptit lika mycket som lukten. Denna gastronomiska egenhet innebär särskilda utmaningar för leverantörer av frysta livsmedel, vars kartongförpackade varor ligger i högar bakom frostigt glas.
Om du vill sticka ut i denna kyliga kartongvildmark, kommer du att behöva stor varumärkeskännedom ... eller en ganska bra gimmick. Det sägs att det mänskliga sinnet styrs av vana och nyhet, så om du vill bryta kundernas dödsgrepp om det förra, är det bäst att öka det senare, oavsett om det innebär att erbjuda riktig fruktjuice, glutenfrihet eller en färg- byta konfekt.
Mat ändrar redan färg utan vår hjälp, förstås. Tänk på en banan som mognar i din fruktskål på bänkskivan eller en stek som bryns när den tillagas. Nya livsmedel som ändrar färg när du blandar eller äter dem kan göra dessa naturliga processer till en fantasifull konst, men de utnyttjar samma grundläggande matvarukemi och matfysik. Det finns spannmål som avslöjar sin sanna nyans efter att den är nedsänkt i mjölk, såväl som tandkrämer och cocktails som blir transparenta vid givna temperaturer eller skiftar nyanser i sura eller alkaliska miljöer [källa:USPTO]. Vissa livsmedel underhåller på andra sätt, som glassen som lyser med slickaktiverade manetproteiner [källa:Harris].
Ämnet om färgskiftande glass värmdes upp i juli 2014 när den spanske fysikern Manuel Linares och kollegor tillkännagav Xamaleon, en glass med tutti-frutti-smak som ändrar färg tre gånger när den slickas. Enligt Linares är tricket till godbiten temperaturförändringar och syrorna i människans mun. En snabb spray av ett mystiskt ämne som han kallar ett "kärlekselixir" påskyndar bytet från snäckblått till rosa och slutligen lila [källa:Yirka].
Att skapa en sådan godis kräver en stor förståelse för vad som orsakar färg- och färgförändringar i mat, och en förmåga för molekylär kemi skadar inte heller.
Innehåll
För att förstå varför livsmedel ändrar färg är det användbart att veta varför de har färg överhuvudtaget.
Färg uppträder när synligt ljus interagerar med konerna i våra ögon, vilket utlöser nervsignaler som hjärnans syncentra tolkar. Vi ser bara ljus som faller inom vårt perceptuella område (våglängder mellan 400 och 700 nanometer, eller violett genom rött) och bara om det bryts eller reflekteras. Absorberat ljus når aldrig våra ögon, men det påverkar färgerna vi uppfattar genom att subtrahera särskilda våglängder från ljuset som gör det.
Växter antar en mängd olika färger på grund av de naturliga pigmenten i deras celler. Klorofyll a , ett pigment som är vanligt i fotosyntetiska organismer, absorberar huvudsakligen violett-blå och röd-orange våglängder och ser grönt ut om det inte maskeras av andra pigment. För att dricka i sig så mycket energi som möjligt innehåller växter även tillbehörspigment som absorberar de spektralområden som klorofyll a inte gör. Klorofyll b absorberar till exempel rött-orange och grönt ljus. Andra exempel på pigment i livsmedel är:
Dessa pigment ger också en av de mest berömda färgförändringarna i naturen:höstens ankomst. Antocyaniner lurar i bladsaften av röda lönnar året runt, men det är först efter att det mer dominerande klorofyllpigmentet sönderfaller som de lila och röda kan skina igenom.
Men vad avgör vilka färger dessa pigment absorberar? Svaret har att göra med deras molekylära struktur och deras sammansättning. Till exempel är lykopen en isomer av karoten, vilket betyder att den har samma kemiska formel men en annan struktur. Denna strukturella skillnad står för dess absorptionsmönster.
Låt oss ta en närmare titt på några av de strukturella egenskaperna hos molekyler som påverkar färgabsorptionen, särskilt arrangemanget av molekylära bindningar och kedjor.
Atomer "klibbar" till varandra för att bilda molekyler på olika sätt, men färgabsorption är nära kopplat till kovalenta bindningar , där atomer delar elektroner. Enkla kovalenta bindningar uppstår när två atomer delar på ett elektronpar; dubbelbindningar involverar två delade par. (Kan du gissa hur många par en trippelbindning innebär?)
Konjugerade molekyler innehåller kedjor av alternerande enkel- och multipelbindningar. Även om de inte är den enda avgörande faktorn, hjälper dessa konjugationer att bestämma färgerna som växtpigment absorberar. Längre kedjor absorberar längre våglängder, som rött och orange ljus [källa:NBC].
Med tanke på detta förhållande är det vettigt att en process som kan bryta dessa kedjor, eller omordna molekyler som karoten till isomerer som lykopen, kan påverka en växts färg. Ett sätt detta kan ske är genom en förändring av surheten eller alkaliniteten i pigmentets miljö, mätt med pH. Ta till exempel skivade äpplen. Äppeldelarna blir bruna eftersom två kemikalier som normalt hålls isär i sina celler, fenoler och enzymer, är fria att blandas med syre. Men när du pressar citronsaft på äpplena deformerar dess surhet enzymer så att de inte kan reagera med fenoler, och frukten förblir fräsch [källa:Wolke].
Surhet kan också påverka växtfärgen indirekt. Hortensior kan ha en blå eller rosa nyans beroende på mängden aluminium i blommorna:Mycket aluminium producerar blå kronblad, medan ingen orsakar rosa. Hur passar markens surhet in? Växter kan bättre absorbera näringsämnen och andra ämnen, inklusive aluminium, när jordens pH är runt 6 till 6,5. Således, i alkaliska jordar, rodnar hortensior rosa - ett annat exempel på kraften hos pH för att påverka färg [källa:Williams].
Processer som denna ger ledtrådar om hur färgförändringar kan uppstå i nya livsmedel, men de är egentligen bara toppen av ett isberg; sallad gräva djupare.
För alla som har använt lackmuspapper eller ägt en pool borde det inte vara någon överraskning att pH-skillnader kan leda till färgförändringar. Men vad har surhet och alkalinitet med färg att göra? Svaret har återigen att göra med pigmentens molekylära struktur.
Termen pH står för "vätepotential" eller "vätekraft". Du kan tänka på pH som en logaritmisk skala som beskriver mängden eller bristen på vätejoner. Sura lösningar har ett överskott av vätejoner och ett pH lägre än 7, medan alkaliska lösningar, aka baser , har ett överskott av hydroxidjoner och ett pH högre än 7.
På grund av detta tenderar baser att dra bort vätejoner från pigment, vilket tvingar molekylerna till ett strukturellt arrangemang som förändrar deras absorptionsmönster och följaktligen deras färger. Sura lösningar, med sitt överflöd av vätejoner, behöver inga purloinerade elektroner och interagerar svagt med pigment. Syrabadade färger, till skillnad från syratvättade jeans, tenderar att förbli oförändrade.
Våra gamla vänner, antocyaninerna, är utmärkta exempel på pH-kontrollerade pigment. De flesta antocyaniner verkar röda i sur sav men blir blå i alkaliska lösningar. I en neutral miljö är de violetta. Således kan samma pigment som står för det röda av rosor och dahlior ge blåklinten av blåklint [källa:Encyclopedia Britannica]. Det är mycket mer imponerande än de färgskiftande T-shirts som såldes på 90-talet.
Flera patentansökningar för färgförändrande livsmedel drar fördel av pH:s fantastiska kromatiska krafter. Ett patent beskriver en "fryst dessertnyhet som ändrar färg" via pH-förändringar. Behandlingen består av två zoner:Den ena innehåller ett ämne med lågt pH färgat med ett pH-känsligt pigment, och den andra innehåller ett ämne med högt pH, som eventuellt innehåller ett pH-känsligt färgämne. När de två delarna blandas genom omrörning, slickande eller virvlande gör pH-förskjutningen att färgen ändras.
Detta tillvägagångssätt ger en möjlig (och helt spekulativ) förklaring till Xamaleon-glass. Det är en tilltalande sådan, eftersom färgförändringarna täcker samma spektrum som antocyaniner, som forskare har kallat "växtkameleonen". Slump?
Linares, Xameleons uppfinnare, medgav för pressen att förändringen sker på grund av syror i människans mun och temperatur, vilket har en effekt på färgrikedomen hos vissa antocyaniner. Det är också möjligt att förbereda färglösa lösningar som innehåller antocyaniner och aktivera deras färg genom att lägga till rätt kemikalier, vilket kan förklara den nödvändiga "kärlekselixir" spritz [källor:Heines; Yirka].
Eller inte. Om det finns en lärdom från allt detta är det att kemin ger för många färgrelaterade knep för att vi ska kunna anta att vi har fått koll på Linares hemlighet. Men lite fåtöljkemi ger bra samtal mellan slickar av tutti-frutti.
Att forska i den här artikeln väckte mitt intresse för färguppfattning ännu mer än det nu ökända "är det blått eller är det vitt?" klänning på internet. Det är ett ämne som alla tror att de förstår tills de börjar forska om det. Men det väckte också intresset för pigmentens rika historia, en historia som dominerades lika mycket av lyckliga slumpen som av noggrann kemi, där monopol på speciella färger kunde driva fram förmögenheter.
