阿迈
第1楼2011/04/30
以前,一些化学家发现,龙虾和螃蟹被煮熟时,它们壳里面的一种蛋白质-甲壳蛋白会受热扭曲分解,释放出一种类似于胡萝卜素的色素物质,叫虾青素。自由自在的虾青素就能使熟透的龙虾呈现出诱人的鲜红色。可是,一直悬而未决的问题时,活的龙虾螃蟹为什么是蓝黑色的呢?被甲壳蛋白束缚着的虾青素为何就显现不出红色呢?这可让人百思不得其解。2005年,荷兰莱顿大学的科学家弗朗西斯科·布达(Francesco Buda)教授和他的实验小组成员,动用了固体核磁共振和共振拉曼光谱,通过精确的量子计算手段发现,甲壳蛋白中成对存在并交叉成X型的虾青素分子会发生激子耦合(exciton coupling),就好像两根相邻的电线,它们传输的电信号会互相干扰一样,这些小分子也会互相干扰,这而改变虾青素分子的量子能态。因为这种量子能态的改变,就导致它们所能吸收光的波长的改变,所以就能改变龙虾的颜色。他们的这一成果发表在《美国化学会杂志》。
布达对他的理论的解释是,红色素吸收光谱中的蓝色和绿色部分,所以才能反射出红色光。当虾青素与甲壳蛋白结合时,虾青素的光吸收频率范围增加了,一直能到波长更长的部分(就是更靠近红色的部分),也就是说虾青素能吸收更多的可见光,所以,活龙虾呈现出蓝黑色。而当龙虾被煮熟了以后,虾青素自由了,神奇的量子化光谱的变化发生了,虾青素光的吸收能力弱了,光谱吸收范围窄了,龙虾就变得通体通红了。在此之前的理论一致认为是甲壳蛋白分子扭曲了虾青素分子的结构,从而使其光吸收范围扩大。布达小组的研究人员这次精确计算出的虾青素量子能态公式,发现甲壳蛋白分子的结构改变和极化效应只能引起三分之一波长范围的移动,从而部分否定了这一理论,而让真正的原因大白于天下。