Старая поговорка поваров и продовольственных маркетологов гласит, что сначала мы едим глазами. Любуемся ли мы изысканным оформлением тарелок бистро, отмеченного звездой Мишлен, или наслаждаемся светло-зеленым фисташковым мороженым, вид пробуждает аппетит не меньше, чем запах. Эта гастрономическая особенность создает особые трудности для поставщиков замороженных продуктов, чьи продукты в картонной упаковке лежат штабелями за замерзшим стеклом.
Если вы хотите выделиться в этой холодной картонной глуши, вам понадобится узнаваемость бренда или довольно хороший трюк. Говорят, что человеческим разумом правят привычки и новизна, поэтому, если вы хотите вырваться из мертвой хватки клиентов на первом, вам лучше усилить второе, будь то предложение настоящего фруктового сока, без глютена или красителя. смена кондитерских изделий.
Еда и так меняет цвет без нашей помощи, конечно. Представьте себе банан, созревающий в вазе с фруктами на столешнице, или стейк, который подрумянивается во время приготовления. Новые продукты, которые меняют цвет по мере того, как вы их смешиваете или едите, могут возвысить эти естественные процессы до причудливого искусства, но они связаны с той же базовой съедобной химией и физикой пищевых продуктов. Есть хлопья, которые раскрывают свой истинный цвет после погружения в молоко, а также зубные пасты и коктейли, которые становятся прозрачными при заданных температурах или меняют оттенок в кислой или щелочной среде. Некоторые продукты развлекают по-другому, например, мороженое, которое светится с помощью белков медузы, активируемых лизанием.
Тема меняющего цвет мороженого накалилась в июле 2014 года, когда испанский физик Мануэль Линарес и его коллеги анонсировали Xamaleon, мороженое со вкусом тутти-фрутти, которое трижды меняет цвет при лизании. По словам Линареса, секрет лакомства заключается в изменении температуры и кислот во рту человека. Быстрое распыление таинственного вещества, которое он называет «любовным эликсиром», ускоряет переход от цвета барвинка к розовому и, наконец, к фиолетовому.
Приготовление такого лакомства требует глубокого понимания того, что вызывает изменение цвета и окраски пищи, а также не помешает знание молекулярной химии.
Пищевой краситель Nature's
Чтобы понять, почему продукты меняют цвет, полезно знать, почему они вообще имеют цвет.
Цвет появляется, когда видимый свет взаимодействует с колбочками в наших глазах, зажигая нервные сигналы, которые интерпретируются зрительными центрами мозга. Мы видим только тот свет, который попадает в диапазон нашего восприятия (длины волн от 400 до 700 нанометров, или от фиолетового до красного) и только если он преломлен или отражен. Поглощенный свет никогда не достигает наших глаз, но влияет на цвета, которые мы воспринимаем, вычитая определенные длины волн из света, который достигает.
Растения принимают различные цвета из-за природных пигментов в их клетках. Хлорофилл а, пигмент, распространенный в фотосинтезирующих организмах, поглощает в основном фиолетово-синие и красно-оранжевые длины волн и выглядит зеленым, если не маскируется другими пигментами. Чтобы потреблять как можно больше энергии, растения также содержатдополнительные пигменты, которые поглощают спектральные диапазоны, которых не поглощает хлорофилл а. Хлорофилл b, например, поглощает красно-оранжевый и зеленый свет. Другие примеры пигментов в пищевых продуктах включают:
- Каротин, входящий в группу вспомогательных пигментов, называемых каротиноидами, придает моркови и батату их оранжевый оттенок, а одуванчикам и бархатцам их ярко-желтый цвет.
- Lycopene помогает помидорам, арбузам и шиповнику наполниться характерным красным цветом.
- Антоцианы частично объясняют темно-пурпурный цвет винограда и черники.
Эти пигменты также обеспечивают одно из самых знаменитых изменений цвета в природе: приход осени. Антоцианы скрываются в соке листьев красных кленов круглый год, но только после того, как более доминирующий пигмент хлорофилла разлагается, пурпурные и красные могут сиять.
Но что определяет, какие цвета поглощают эти пигменты? Ответ связан с их молекулярной структурой и составом. Например, ликопин являетсяизомером каротина, что означает, что он имеет ту же химическую формулу, но другую структуру. Это структурное различие объясняет характер поглощения.
Сопряжение цветов
Давайте подробнее рассмотрим некоторые структурные свойства молекул, влияющие на поглощение цвета, особенно на расположение молекулярных связей и цепей.
Атомы «прилипают» друг к другу, образуя молекулы различными способами, но поглощение цвета тесно связано сковалентными связями, в которых атомы делят электроны. Одинарные ковалентные связи возникают, когда два атома имеют общую пару электронов; двойные связи включают две общие пары. (Сможете ли вы угадать, сколько пар образует тройная связь?)
Сопряженные молекулы содержат цепочки чередующихся одинарных и кратных связей. Хотя они не являются единственным решающим фактором, эти сопряжения помогают определить цвета, которые поглощают растительные пигменты. Более длинные цепочки поглощают более длинные волны, такие как красный и оранжевый свет.
Учитывая эту взаимосвязь, имеет смысл, что процесс, который может разорвать эти цепи или перестроить молекулы, такие как каротин, в изомеры, такие как ликопин, может повлиять на цвет растения. Одним из способов, которым это может произойти, является изменение кислотности или щелочности среды пигмента, измеряемой рН. Возьмем, к примеру, нарезанные яблоки. Части яблока становятся коричневыми, потому что два химических вещества, обычно находящиеся в своих клетках отдельно друг от друга, фенолы и ферменты, могут свободно смешиваться с кислородом. Но когда вы выдавливаете лимонный сок на яблоки, его кислотность деформирует ферменты, поэтому они не могут реагировать с фенолами, и фрукты остаются свежими.
Кислотность также может косвенно влиять на цвет растений. Гортензии могут иметь голубой или розовый оттенок в зависимости от количества алюминия в их цветках: большое количество алюминия дает голубые лепестки, в то время как ни один из них не вызывает розовых. Как влияет кислотность почвы? Растения могут лучше усваивать питательные вещества и другие вещества, включая алюминий, когда рН почвы составляет от 6 до 6,5. Таким образом, в щелочных почвах гортензии становятся розовыми - еще один пример влияния pH на цвет.
Процессы, подобные этому, дают представление о том, как может происходить изменение цвета новых продуктов, но на самом деле это лишь верхушка айсберга; салат копаться глубже.
Все об этой базе (и кислоте)
Для тех, кто пользовался лакмусовой бумагой или владел бассейном, тот факт, что различия в pH могут вызвать изменение цвета, не должен вызывать удивления. Но какое отношение кислотность и щелочность имеют к цвету? Ответ, опять же, связан с молекулярной структурой пигментов.
Термин pH означает «потенциал водорода» или «сила водорода». Вы можете думать о pH как о логарифмической шкале, которая описывает изобилие или недостаток ионов водорода. Кислые растворы имеют избыток ионов водорода и pH ниже 7, тогда как щелочные растворы, также известные какоснования, имеют избыток гидроксид-ионов и pH выше 7.
Из-за этого основания имеют тенденцию отрывать ионы водорода от пигментов, заставляя молекулы принимать структурное расположение, которое изменяет их характер поглощения и, следовательно, их цвет. Кислые растворы с их обилием ионов водорода не нуждаются в украденных электронах и слабо взаимодействуют с пигментами. Цвета, вымытые кислотой, в отличие от выстиранных кислотой джинсов, как правило, остаются неизменными.
Наши старые друзья антоцианы являются яркими примерами пигментов с регулируемым уровнем pH. Большинство антоцианов кажутся красными в кислом соке, но становятся синими в щелочных растворах. В нейтральной среде они фиолетовые. Таким образом, тот же самый пигмент, который отвечает за красный цвет роз и георгин, может обеспечить синий цвет васильков. Это гораздо более впечатляюще, чем меняющие цвет футболки, которые продавались в 90-х.
В нескольких патентных заявках на продукты, меняющие цвет, используются потрясающие хроматические свойства pH. В одном патенте описывается «новинка из замороженных десертов, которая меняет цвет» за счет изменения pH. Лакомство состоит из двух зон: одна содержит вещество с низким pH, окрашенное чувствительным к pH пигментом, а другая содержит вещество с высоким pH, которое может содержать или не содержать чувствительный к pH краситель. Когда две части смешиваются при перемешивании, облизывании или вращении, сдвиг pH приводит к изменению цвета.
Этот подход дает одно из возможных (и совершенно спекулятивных) объяснений мороженого Xamaleon. Это интересно, потому что связанные с этим изменения цвета охватывают тот же спектр, что и антоцианы, которые ученые прозвали «растительным хамелеоном». Совпадение?
Линарес, изобретатель Ксамелеона, признался прессе, что изменение происходит из-за кислот во рту человека и температуры, которая влияет на насыщенность цвета некоторыми антоцианами. Также можно приготовить бесцветные растворы, содержащие антоцианы, и активировать их цвет, добавив нужные химические вещества, что могло бы объяснить необходимое распыление «любовного эликсира».
Или нет. Если и есть один урок из всего этого, так это то, что химия предлагает слишком много трюков, связанных с цветом, чтобы мы могли предположить, что получили сенсацию о секрете Линареса. Но немного химии в кресле способствует хорошей беседе между отрывками тутти-фрутти.
Примечание автора: как работает мороженое, меняющее цвет
Изучение этой статьи возродило во мне интерес к восприятию цвета даже больше, чем к печально известному «это синий или белый?» платье в Интернете. Это тема, которую все думают, что они понимают, пока не начинают ее исследовать. Но это также пробудило интерес к богатой истории пигментов, истории, в которой доминировали как счастливые случайности, так и тщательная химия, в которой монополии на определенные цвета могли управлять состояниями.