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科普:龍蝦煮后變紅的量子理論

    新華網北京2月21日電(記者李宓)龍蝦是人們愛吃的珍饈美味,但卻很少有人留意為什么龍蝦煮了會變成紅色。荷蘭研究人員發現,交叉配對的蝦青素分子發生干涉改變其光譜吸收范圍是龍蝦變色的關鍵。

    化學家先前發現,龍蝦被煮時,其蝦殼中的蝦青蛋白(也叫甲殼藍蛋白)受熱分解,釋放出蝦青素。蝦青素【蝦青素(ASTA)又名蝦紅素】是一種類胡蘿卜素,能使煮后的龍蝦呈現出紅色。但化學家一直對活龍蝦表現為藍黑色感到困惑。

    2002年,科學家發現嵌入在蝦青蛋白中的蝦青素分子以成對交叉成X形的方式排列存在。荷蘭萊頓大學弗朗西斯科·布達及其同事在此基礎上計算發現,蝦青蛋白中成對存在的蝦青素分子會發生干涉,就像相鄰電線的電信號出現互相干擾一樣。這種干涉改變了蝦青素分子的量子能態,從而改變了它們所能吸收光的波長。這一成果發表在《美國化學會志》雜志上。

    布達解釋說,紅色素吸收光譜中的藍色和綠色部分,反射出紅色光。當蝦青素與蝦青蛋白結合時,蝦青素的吸收范圍擴大到波長更長的部分(即吸收了紅光),這意味著它吸收了大部分可見光,因而活龍蝦呈現出藍黑色。當龍蝦被煮時,ASTA蝦青素的光譜吸收范圍變窄,使煮后的龍蝦呈現紅色。

    科學家此前認為,是蝦青蛋白分子扭曲了ASTA蝦青素分子的形狀,使其吸收范圍跨越了整個可見光光譜。布達等人計算出的蝦青素量子能態顯示,分子形狀的改變只能引起三分之一波長范圍的移動,從而否定了這一理論。(完)

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