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说「铜锅酸菜」对人体有危害也没错，但不是因为绿 | 我是科普帝

2014-11-22 15:14阅读：4,822

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/2522827937

说「铜锅酸菜」对人体有危害也没错，但不是因为绿


平时吃酸菜一般是喜欢吃酸菜鱼，而用铜锅主要是吃火锅，至于铜锅酸菜（几乎是纯酸菜）在东北偶尔吃过，铜锅炖的酸菜白肉倒是常吃，不过没有发现题中所说的“吓人的绿”，相反都是白汤或者黄汤，故而对题没有感性认识，答起来就有些麻烦，有不到位的地方多包涵。
这个问题的难点是搞清翠绿的来源，这绝对不是中学化学能解决的问题，楼上有几位看得太简单了。 @Enuod Yu 提到的金属卟啉的确是有可能性的，未找到直接研究这道菜的资料，搜索了其他一些资料，提出以下思路：
1、颜色肯定跟铜和酸菜同时有关，将两个关键词分开搜索，翠绿的说法及图片几乎没有，但两者合起来，有不少人都提出上述现象；但有一点例外，老坛酸菜方便面中所说的老坛酸菜呈墨绿色，其实不仅是老坛酸菜，查了不少四川泡酸菜的图片也都是墨绿色，细细分析两者其实有区别的：
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老坛酸菜的绿色（图片来自网络）

铜锅酸菜的绿色（图片来自网络）
非常明显的一点区别是，两种酸菜品种不一样，芥菜和白菜本身的颜色不同；细节一点的区别是，老坛酸菜的绿色主要在油中，通过颜色可以明显区分油水界面；但东北铜锅炖酸菜的汤里看不出界面，也就是说水相也绿了。这一点说明了，老坛酸菜的翠绿是叶绿素之类的色素物质，油溶性；而铜锅炖酸菜的绿色具有水溶性或者两相均溶（做过化学实验的都知道，因为油只漂了几滴，此时只要油无色或颜色更浅，肉眼观察会觉得油水共长天一色，所以不能断定颜色物质是否具油溶性）。这一点可以帮助我们判断，这个颜色确实很大程度上与铜有关，并形成了水溶性离子。
2、根据很多吃货们的研究，铜锅酸菜的特点是酸菜返绿，汤则不一定变绿；因为酸菜原材料是大白菜，经过腌制之后本身是白色或者黄色，所以像上图铜锅酸菜返绿现象引起了很多人关注。但未必说铜锅加酸菜就一定出现返绿，比如下图：

酸菜白肉血肠，东北人是不是看到又该想家了：）（图片来自网络）
看到了吧，这里的酸菜并未返绿。
排除做饭手法上的区别，并分析网友们提供的证据，再对比上面的图，发现血肠可能抑制了返绿现象，如果这种现象是普遍现象，那么可能是血肠中提供的铁搅了铜的好事。
3、好了，我们现在通过上面的分析（其实就是翻了大概 1000 多张美食图片，因为大多数图片都是有镀层的铜锅）基本可以确定一个事实：铜锅炖比较单纯的酸菜（大白菜系）有可能出现返绿现象。
那么，铜锅炖大白菜会不会返绿？没有人报导过，看来即使存在也不会是普遍现象，到此为止，我们已经搞清楚一定是发酵的产物与铜结合引起了变色。
那么此时我们就可以探讨金属卟啉的可能性了，铜卟啉是深蓝色系，所谓的蓝血生物就是铜卟啉与蛋白质结合的结果。植物中的卟啉环一般是包合镁离子，镁卟啉的最大特点是不那么稳定，在 H 离子的作用下，很容易被其他过渡金属取代——好了，这基本已经揭开谜底了，逻辑链条是这样的：
a）镁卟啉在中性和碱性时还算稳定——所以铜锅煮白菜颜色没变化，未观察到返绿；
b）经过发酵之后，大白菜变成酸菜，产生了好多乳酸——镁卟啉发生脱镁反应形成游离卟啉环；
c）用铜锅煮酸菜——配位性更强的过渡金属离子套上了卟啉环的壳，发生返绿现象；
等等，为什么是返绿而不是变蓝？（经评论补充指正，此处不能作为强证据，叶绿素铜钠与叶绿素锌钠实际均为深绿色）
经过进一步的分析，我们发现，其实锌卟啉和铜卟啉一样稳定，而且酸性条件下，不少种类的锌卟啉正是呈现绿色（中性碱性呈桃红色）——哪里来的锌呢？哈哈，黄铜就是铜锌合金啊（这是中国人的发明），于是这样解释就更恰当了，因为铜不活泼，铜锌合金中的锌作为原电池负极会更容易发生氧化，率先成为溶液状态。哇，逻辑链好完整，所以，综合分析认为，铜锅酸菜的绿，很有可能溶解的是锌而并非是铜，而且，产物锌卟啉确实与铁卟啉、铜卟啉一样是水溶性的。
但是，这样的过程也没有彻底搞得很明白，两点疑问：涮铜火锅的汤中也溶解了不少卟啉，为何很少观察到绿色（是不是说明这个生成锌卟啉的反应不那么快）？如果加了血肠，更霸道的铁离子与亚铁离子怎么不显色了（铁卟啉呈深棕色）？
4、那么为了补充对上述疑问的思考，我们还需要考虑一个关于发酵的背景知识——草酸和氨基酸生成。
酸菜可不只是含乳酸，还含有大量草酸，草酸可以提供酸性，但它也是很好的络合剂。手头上没有找到各种 pK 的数据，无法测算草酸更易络合铁还是锌，如果更易络合铁，那么关于铁的疑问解决。草酸络合物溶解性普遍差，色泽浅，所以不会出现变红变棕的现象。
而根据资料查阅，锌卟啉在 pH 值升高后，颜色较浅，所谓碱性条件下的深红色其实并不容易观察到，那么涮火锅的疑问也解决，问题似乎得到完美的结论。当加入了其他一些诸如血肠或者豆腐之类的食材，可能也会造成汤中 pH 值升高，于是返绿现象也就不太明显了。
发酵产物氨基酸也具有很好的络合性，很多是具有氨羧双重络合位点，对比卟啉环（氨基络合）与草酸（羧基络合）不难发现，氨基酸或者多肽的络合特征应该介于两者之间，著名的 EDTA（乙二胺四乙酸）便是这种尿性，考虑了氨基酸之后，锅里的反应与颜色变化就更复杂了——所以，别看只是一锅简单的铜锅酸菜，里面的金属离子和络合剂之间的错综关系可是够配位化学家们吃一壶的，所以呢，这个问题要真的想靠实验来证明就会非常困难。
结论，铜锅酸菜的颜色变化有可能不是来自铜而是锌，配体中最关联的一种应为卟啉环配体，但草酸与氨基酸的影响也需要考虑。铜与锌都是人体必需的微量元素，并且需求量都不算很低，对有毒剂量的忧虑反倒是其次，因此不必在意铜锅烹饪的影响，但毕竟过量摄入铜是有毒的，不推荐长期使用铜器作炊具。（上述配合物颜色非常深，虽然颜色鲜艳，但浓度其实很低，不会是题中所说大量铜离子）
好了，看了不少文献，写下来发现这次写得有点深了，正文完毕，再发个小彩蛋，关于题中所说铜离子颜色问题。（不喜边儿玩去）
元芳：本案疑点众多，吾观铜锅酸菜中之绿，似铜离子之色，凶手必为铜也。
狄胖子：以本官所见，疑点正是在这绿之中。
元芳：那是为何？
狄胖子：铜之绿，一般见于两种情形，一为晶体之中，一为溶液之中。
元芳：（废话）
狄胖子：溶液中铜之绿，几乎只见于铜与氯的配合物中，但凡铜与氧原子（如水）或者氮原子（如氨）结合，配离子均呈蓝色，与氨基尤为深蓝、湛蓝、蓝紫也，其间各种效应，相信元芳已略知一二（详情可见大学无机化学中配位化合物章节，此处只是胡闹，不谈学术），因此，本官断定，凶手只怕另有其人。元芳，你怎么看？
元芳：经大人分析，我也觉得此事必有蹊跷。既为大人所说，那下官仍有一事不明，望指教。
狄胖子：元芳但讲无妨。
元芳：大人帽上之绿……
狄胖子：滚粗去！
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