Ljiljana Fruk:令人兴奋的酶

化学家是如何成为巧克力设计师的?
2020年3月31日

采访

Ljiljana Fruk,剑桥大学

巧克力

黑巧克力棒的特写。

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化学家、厨师顾问、巧克力设计师和小尺度事物专家,Ljiljana fruck告诉Chris Smith她在研究中所做的事情。

Ljiljana -是的。所以我工作……在我的研究中,我们探索两件事:我们在极小的尺度上工作,所以我们使用纳米技术,非常小的尺度;我们使用的材料,我们可以以这样一种方式包装,使它们类似于我们生物体中生物分子的大小。酶是非常好的化学家。所以它们负责加速自然界的反应。它们也非常具体。这意味着他们可以选择一种反应,有时从许多反应中,只专注于这一种反应。但他们的专长非常完美。你可以想象这些酶在化学工业中特别有用。 If we could design enzymes that could help us to do these reactions that we need, to produce clothing or produce some food, we would be really happy because we will reduce the waste, they are usually biodegradable. So we try to take the inspiration from natural enzymes, those which are present in our organism or in some plants and animals, and we try to simplify them so that we can design materials which are relatively cheap, but they can still do the reactions that we would need. So for example, we designed the simplified enzyme that can make indigo dye. And indigo dye is, for example, a blue dye that you use in your clothing. So everybody who has a little bit of jeans today definitely has the indigo dye. And this is produced in chemical industry with numerous processes that produce lots of waste. If you use enzymes, you simplify these reactions. So you know, instead of having 20 reaction sequences to get this indigo, you now have three. And you work with reagents which are really sustainable. So this is what we do. And our materials look like this.

Chris -你给我们演示了酶的作用。

Ljiljana -我有一个演示,没错。你知道,以前,我们用氧气来燃烧东西;现在我要用酶来产生氧气。希望它能做得很好。我可爱的助手来了。我来戴眼镜——安全第一。我还有一件实验室工作服,这是所有化学家都应该有的。我有手套。我这里有什么,你可以看到,有一点特殊处理,我有一个很大的烧瓶,这里有一些小的烧瓶,这个烧瓶里有过氧化氢。过氧化氢和水类似; so water has one oxygen and two hydrogens; hydrogen peroxide has one additional oxygen, which makes it a little bit more reactive, but it makes it also very good for different household activities. So you probably, if you look in your kitchen or in your bathroom, you might find some products, cleaning products, that have hydrogen peroxide. So what I have then here, it's a mix of yeast, normal baking yeast that you can buy in the shop, which has an enzyme called catalase. It's a very powerful enzyme, it works really within the second, and it can degrade this hydrogen peroxide into water and oxygen. So let's see if we can make this reaction go.

亚当-我们要把酵母倒进过氧化氢中。

Ljiljana -是的。呜!所以我们实际上得到的是…如果你现在触摸这个烧瓶,你会意识到它真的很热,你可以看到它在起泡。

亚当-所以泡沫就从上面喷出来了。是的。

Ljiljana -所以我们放了一点清洁剂,一点肥皂,这样我们就产生了泡沫。

Chris - Ljiljana,这是“我们作弊”的科学说法吗?

Ljiljana -是的,因为我想让它可视化!不然你怎么看氧气?你看不见氧气。所以我们让氧气可见。所以产生了很多氧气,这个反应也释放了很多能量,所以基本上所有的东西都变热了。

亚当-我注意到还有四个烧瓶。

Ljiljana——我知道,是的!我需要从观众中选出四位志愿者。是的!天哪,谁会更快?我们该如何选择呢?是啊,你得戴上眼镜……

亚当-安全第一,我们需要实验室设备…

Ljiljana -穿上实验服!

亚当——科学是世界上最迷人的活动。紫色手套,白色外套。今年是拉夫·劳伦的。

Ljiljana -是的。然后是你的紫色手套。好了,就位。选择你的烧瓶。

亚当——明智地选择。

Ljiljana——明智地选择。所以你有烧瓶,我们已经准备好了因为我们在烧瓶里放了一点过氧化氢我们放了一点肥皂。我会让开的。这是酵素和酵母的混合物;你需要开始反应并进行反应,你需要把酶倒入混合物中。我们准备好了吗?

亚当-快,快!

Ljiljana -快,快,快,快!耶!哦哇。那比我做得好多了。哇,看那泡沫。

Chris -你觉得怎么样,David Rothery?我的意思是,我问过你最喜欢的星球;你有最喜欢的实验吗?

大卫:嗯,那很有趣。我的意思是,看着液体变成泡沫,膨胀了体积,使它从烧瓶的长颈处喷射出来,这是对火山内部发生的情况的一个很好的物理模拟。化学成分是不同的,但是当你有液体的时候…当大量的气体突然形成,形成气泡,它改变了体积,它可以推动物质上升。这就是火山喷发的原因。因为溶解在岩浆中的气体从溶液中出来,变成泡沫,并把它推向火山的管道。如果它的爆炸性比我们在这里看到的更大,它可以把泡沫打碎成碎片,这就是火山灰。但你非常明智地控制了它,所以它没有碎成碎片,只是一个泡沫,像气泡熔岩一样溢出来。但你所展示的背后的物理原理和火山一样。它只是气体膨胀了体积,把熔化的东西从管道上推到表面。

Chris -问Ljiljana一个小问题- Joe在哪里?乔说他今年10岁,想问问关于著名巧克力棒的事。你在哪里,乔?

乔:你制作过的最著名的巧克力棒是什么?

Ljiljana:啊,这是个刁难的问题。所以我没有参与过任何你知道的品牌。但我这里有一种巧克力,我想它很快就会出名的。这是我们为庆祝著名物理学家尼古拉·特斯拉的生日而制作的巧克力。他做了很多关于电的实验。他来自一个以李子和浆果闻名的欧洲地区,所以我们设计了这款巧克力,非常美味,里面有李子和浆果。这是我下一个要做的著名巧克力。

克里斯:你说你设计了巧克力,你的意思是你摆弄了配方,还是你用了一些神奇的酶?你是怎么设计的?

Ljiljana -所以我们确实在巧克力和可可豆的种类上做手脚。我们稍微摆弄一下巧克力和配料的混合。如果你想在巧克力中得到一个柔软的,液态的核,你实际上使用一种酶。

克里斯-乔,最后和Ljiljana好好谈谈;她可能会给你一点她著名的巧克力棒。

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