江蘇鐳射聯盟導讀：
利用物理學來理解食物的口感。
如果有人問激激，人生在世最大的樂趣是什麼？那激激的回答一定只有四個字：吃——喝——玩——樂！當然，如果在這四個中間排個序，“吃美食”當然排在首位啦！
美食的誘惑
不過，每次大快朵頤之後的某一天，看著胖嘟嘟的臉，摸著肚子上的肥肉，心中總是感到懊悔。於是立志減肥，卻越減越肥。
相信大多人和我一樣產生神一般的迷惑：在這個世上，還能有比吃更快樂，又比減肥更難的事嗎？
不過或許這個問題在不久的將來將不用再煩惱了，因為來自American Institute of Physics的科學家們做了一個實驗，透過鐳射掃描食物的內部結構，瞭解不同食物間的紋理差異。
丹麥和德國的研究人員進行了一系列實驗，將食品微觀結構和流變學（軟固體和某些液體如何變形的研究）與質地聯絡起來。在AIP出版的《流體物理學》一書中，他們使用coherent anti-Stokes Raman scattering （CARS）顯微鏡將食品中脂肪的分子組成與食品的流變學和機械特性聯絡起來。
研究人員兩道菜都源自鴨肝，整體結構非常相似，脂肪分佈的不同為了解脂肪如何影響質地提供了一個視窗。
脂肪的微觀結構(紅色)解釋了鵝肝(左)和pâté(右)之間的紋理差異。來源：Matias A. Via and Mathias P. Clausen
從上圖可以看出，鵝肝（左）和餡餅（右）的食物紋理差不多，不過在脂肪含量上，餡餅遠遠大於鵝肝。鵝肝中的脂肪排列成一個不規則形狀的、嵌入蛋白質基質的弱連線脂肪網路，這使得它的口感比p–té的更硬、更脆、更有彈性。更圓潤、更平滑的脂肪顆粒數量越多，且缺乏相互連線的網路，這是pété質地更柔軟的原因。
作者Thomas Vilgis說：“利用軟物質物理工具和模型，我們將食物中的結構資訊跨長度尺度連線起來。我們加入了顯微鏡和流變學，從胃物理學的角度來理解食物的口感。”
振幅掃描測量。FG1(紅色)、FG2(綠色)和HME(藍色)顯示儲存模量G '(填充圓)和損耗模量G″(開放圓)。
根據這個實驗結果，人們以後製造食品時，就可以選擇與高脂肪類似結構的食品，做出模仿高脂肪的食物。
是不是有點難理解？也就是說，以後你吃的肉，很可能是豆腐做的，但是吃起來口感很像肉。
透過這種方式，人攝入的脂肪變少了，但是口感卻像是在嚼脂肪，那就不容易發胖了。既滿足了口舌之慾，又保持了身材，想想都很美妙哦！
脂肪分佈的CARS顯微鏡觀察。來自三個重複(列R1、R2和R3)的FG1(第一行)、FG2(第二行)和HME(第三行)的代表性原始影象。白色箭頭表示叢集內連結。影象對比度增強的目的是在視覺上突出脂質特徵。標尺= 50 μm。
瞭解了這個實驗的原理之後，我們還可以少吃動物，用以保護動物。
作者Mathias P.Clausen說：“有更多有趣的方面可以用來創造與這些產品具有相同功能的新產品。”。“我們能在不虐待動物的情況下創造出鵝肝般的質地嗎？我們能從不同的脂肪來源創造出融化和奶油般的質地嗎？”
為了回答這些問題，研究小組求助於CARS顯微鏡，它使用鐳射將食物中的化學鍵振動到可調頻率，並使它們發光。這項技術已經在其他領域應用了幾十年，但到目前為止，在食品科學中的應用相對較少。
不同的pâtés顯示出明顯不同的脂肪分佈。HME的脂肪滴更呈球形且分離良好，而鵝肝顯示更大的不規則形狀的脂肪簇，形成更大規模的脂肪顆粒網路。箭頭表示FG1和FG2的薄弱環節，它們在相應的剪下振幅處斷裂，用圓圈表示。脂肪簇在較高的剪下速率下進一步分裂(右)。與FG1和FG2相比，HME中分離的深綠色大團簇在相應的剪下速率下分裂，主要導致高剪下變形時的損失模量G '更高。
克勞森希望他們的研究能激發人們對研究食物微觀特徵的興趣。該小組希望用先進的顯微鏡來研究食物的其他成分，如蛋白質排列，看看他們是否能利用他們的發現來製造出模仿鵝肝質地的食物。
來源：Microscopic characterization of fatty liver-based emulsions:Bridging microstructure and texture in foie gras and pâté, Physics of Fluids(2021). DOI: 10.1063/5.0070998
江蘇鐳射聯盟陳長軍原創作品！
