夏天馬上就要到來(lái)了，很多小伙伴已經(jīng)迫不及待地想要來(lái)上一口冰淇淋?？茖W(xué)家從解決冰淇淋“嘎吱聲”中，得到了很重大的科研突破，這些突破對(duì)人類至關(guān)重要。

化學(xué)家已經(jīng)找到了如何確保冰淇淋保持柔軟——使用一種從植物中提取的纖維素。他們的發(fā)現(xiàn)也可以用來(lái)保存其他冷凍食品，甚至可能用于器官和組織捐贈(zèng)。

吃冰淇淋時(shí)會(huì)有嘎吱聲的原因是“冰”。所有的冰淇淋里都有微小的冰晶。這些晶體非常小——不到大約50微米，或人類頭發(fā)的寬度。它們長(zhǎng)得越大，食物就越顆?；痛嘈?。

制造商通過(guò)在非常低的溫度（通常使用液氮）和大量機(jī)械攪拌下非?？焖俚乩鋬霰苛軄?lái)避免大晶體。但是，如果冰淇淋在運(yùn)輸或儲(chǔ)存時(shí)融化并重新冷凍，那等于白忙活了。

美國(guó)田納西大學(xué)食品科學(xué)系研究員陶武博士說(shuō)：“控制冰晶的形成和生長(zhǎng)是獲得高質(zhì)量冷凍食品的關(guān)鍵”。

他和同事在大自然中尋找到一種添加劑，無(wú)論冰淇淋是如何冷凍的，都能防止這些大晶體。

“一些魚(yú)類、昆蟲(chóng)和植物可以在零度以下的溫度下生存，因?yàn)樗鼈儠?huì)產(chǎn)生抗冰晶生長(zhǎng)的防凍蛋白”。這些蛋白質(zhì)價(jià)格昂貴，難以制作或提取，因此不是冰淇淋的實(shí)用添加劑。

商業(yè)制造商確實(shí)在冰淇淋中使用另一種類型的防凍劑：一些多糖膠可以減少大晶體。

但這些穩(wěn)定劑不是很有效。

“它們的性能受到許多因素的影響，包括儲(chǔ)存溫度和時(shí)間，以及其他成分的成分和濃度。這意味著他們有時(shí)在一個(gè)產(chǎn)品中有效，但在另一個(gè)產(chǎn)品中不起作用”。

許多有效的防凍劑都是兩親生物的：它們由排斥一部分水并在另一部分吸引水的分子組成。

除了由自然界中最常見(jiàn)的聚合物制成外，纖維素納米晶體也是兩親性的，因此它們可能會(huì)起到類似的防凍作用。

研究人員通過(guò)將這些纖維素納米晶體添加到“模型冰淇淋”中來(lái)測(cè)試：不同濃度蔗糖的溶液。他們發(fā)現(xiàn)，冷凍時(shí)間和濃度對(duì)納米晶體的工作表現(xiàn)起到了重要作用。

在25%的蔗糖濃度下，類似于商業(yè)冰淇淋，纖維素納米晶體最初對(duì)冰的形成沒(méi)有任何影響。但過(guò)了一會(huì)兒，它們開(kāi)始了：1%的纖維素濃度完全阻止了冰晶在五小時(shí)后變大。這種混合物中的冰晶不能超過(guò)25微米，遠(yuǎn)低于脆度和控制溶液中的晶體。

將纖維素濃度減半，達(dá)到0.5%，這意味著冰的生長(zhǎng)在68小時(shí)40微米時(shí)停止。

纖維素納米晶體在蔗糖濃度越來(lái)越高時(shí)更有效。

研究人員還研究了這些纖維素納米晶體的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了一些讓他們感到驚訝的東西。纖維素納米晶體似乎通過(guò)粘在冰晶表面來(lái)工作，防止它們變大。

“這與穩(wěn)定劑通過(guò)增加粘度來(lái)抑制冰再結(jié)晶的現(xiàn)有信念完全矛盾，粘度被認(rèn)為會(huì)減緩水分子的擴(kuò)散”。

纖維素納米晶體沒(méi)有毒性，但在添加到冰淇淋中之前，它們需要經(jīng)過(guò)食品安全部門的審查。盡管如此，除了冰淇淋，這些晶體還可以用于保存其他冷凍食品。他們甚至可能有醫(yī)療應(yīng)用。

“目前，心臟必須在從捐贈(zèng)者身上取出后幾個(gè)小時(shí)內(nèi)移植”。

“但如果我們可以在心臟低溫下抑制冰晶的生長(zhǎng)，這個(gè)時(shí)間限制是可以消除的”。

研究人員在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)的一次會(huì)議上介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。