Ben Valsler
有時很難確定究竟應該由誰來為一項科學發現記功——但實際上把功勞歸於研究人員的寵物的情況卻很少見。下面是Kat Arney的報道……
Kat Arney
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牛奶有很多用途：可以倒入茶或麥片中，可以打成奶昔，可以發酵成酸奶或乳酪，還有更多用途。但您知道牛奶也可以變成塑膠嗎？這要歸功於酪蛋白——牛奶中發現的主要蛋白質（或者更準確地說，是一系列相關的蛋白質）——它使牛奶呈現白色，並以拉丁語中乳酪的單詞“caseus”命名。
酪蛋白的非食用用途可以追溯到古埃及人，他們將其用作壁畫顏料的固定劑，也用於膠水中。但其在固體塑膠中的應用直到19世紀末才真正開始，當時一位有進取心的德國印刷商威廉·克里舍（Wilhelm Krische）開始尋找可擦拭乾淨的替代品來替代學童使用的石板——當時的紙張對於浪費在孩子們身上來說太貴了。與此同時，巴伐利亞化學家阿道夫·施皮特勒（Adolf Spitteler）正在試驗使用甲醛將牛奶變成固體材料，這種材料可以切割或雕刻成各種形狀。
然而，這項發現的真正功勞應該歸於施皮特勒的貓。故事是這樣的，一天晚上，這隻貓在實驗室裡打翻了一瓶甲醛，甲醛滴進了這隻倒黴動物的牛奶碗裡。早上，施皮特勒發現甲醛已經把牛奶凝結成一種堅硬的、類似角質的材料，這讓他開始了一系列的研發。一旦他們的方法完善，克里舍和施皮特勒就成立了第一家大規模生產酪蛋白塑膠的公司——Vereinigte Gummiware Fabriken——並在1899年為他們的新型牛奶基材料申請了專利。它很快被整個歐洲渴望嘗試新塑膠的製造公司採用。
酪蛋白有時被描述為“最美麗的塑膠”，紐扣、帶扣、編織針、珠寶、鋼筆、罐子以及更多物品很快就用固體酪蛋白製成。對於注重時尚的人來說，它可以很容易地染成彩虹般的不同顏色，包括異國情調的玳瑁或角質效果圖案。儘管酪蛋白塑膠有許多不同的品牌名稱——我個人最喜歡的是Lactoid、Aladdinite和Galalith（希臘語意為“奶石”）——但其生產背後的化學原理大致相同。這與任何聚合物基塑膠的生產原理相同：將較小的單體亞單位（在本例中為單個酪蛋白分子）連線成更長的聚合物鏈。
首先，牛奶被脫脂以去除脂肪，然後用酸或一種叫做凝乳酶的酶處理。這導致酪蛋白聚合並沉澱成固體塊狀物，然後將其分離出來、洗滌和乾燥。用鹼進一步處理將這些酪蛋白團塊變成水溶性酪蛋白酸鹽，製成類似麵糰的糊狀物，透過加熱和加壓可以將其製成棒狀或片狀。為了防止塑膠在與水接觸時再次溶解，這些塑膠需要在甲醛溶液中“固化”長達一年。這意味著酪蛋白塑膠不能像許多其他油基聚合物那樣模塑，但棒狀和片狀塑膠可以切割和雕刻成各種形狀。
酪蛋白塑膠在20世紀20年代和30年代迎來了鼎盛時期，特別是對於紐扣而言，因為與當時的其他材料相比，它們更能承受熨斗的熱量。但二戰後，隨著聚酯樹脂等新型、更易於製造的材料的興起，這種紐扣從市場上消失了，可以這麼說。今天，酪蛋白仍然用於膠水和塗料，特別是用於紙張和紙板，並且在顏料和攝影乳劑中也有更多藝術應用。來自德國漢諾威（酪蛋白的精神家園）的時裝設計師安克·多馬斯克（Anke Domaske）甚至開發了一種用奶粉製作絲滑酪蛋白基織物的技術，稱為QMilch。但由於酪蛋白無毒，因此在食品工業中應用最廣泛，用於咖啡奶精或作為藥物片劑中的填充劑。酪蛋白也用於增稠液體或提供額外的質地，並提高食品的蛋白質含量。如果您認為加工乳酪片感覺有點像塑膠，那也是酪蛋白的作用——儘管我個人認為我寧願以成熟切達乳酪的形式吃酪蛋白。
Ben Valsler
以上是Kat Arney關於20世紀早期最流行的塑膠之一的意外發現的報道。布萊恩·克萊格（Brian Clegg）將在下週繼續乳製品主題……
Brian Clegg
人類幼崽不產生凝乳酶，而是使用不同的酶來分解牛奶蛋白質，但這並不意味著我們不認為它有用。在反芻動物胃中發生的作用與生產最終變成乳酪的凝乳的過程完全相同。
Ben Valsler
下週與布萊恩會合。在那之前，如果您有任何希望我們報道的化合物，請透過推特@chemistryworld或傳送電子郵件至chemistryworld@rsc.org告訴我們。我是本·瓦爾斯勒（Ben Valsler），感謝您的收聽。