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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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巧克力漫谈  

2012-05-14 10:22:13|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:云无心

巧克力本质上说是一种糖果,不过它显然大大超越了其他糖果——不仅作为“爱的载体”在情人节时担任了形象大使,在西方表示祝贺、歉疚、感谢之意时,也都可以送一盒巧克力来传达。巧克力到底是个什么样的东西,有什么特别之处呢?

巧克力的核心原料是可可脂与可可粉。可可豆经过发酵、烘烤、去皮等处理之后,被研磨压榨成“可可浆”,也叫“可可液块”。可可浆能够被分离成为可可脂和可可粉,然后进一步加工成其他食物。

可可脂其实是一种植物油。通常的植物油,比如大豆油、菜籽油、花生油、玉米油等,主要是不饱和脂肪,但可可脂比较特别,其饱和脂肪含量很高,通常在60%左右。油的熔点主要由饱和脂肪的含量决定,植物油一般熔点低,在常温下是液态,而动物油熔点高,常温下是固态。可可脂因为饱和脂肪含量高,性质接近动物油,熔点在34℃~38℃间。这使得它可以在常温下是固体,吃到嘴里却融化,即所谓的“只融在口,不融在手”。可可粉则是提取了可可脂的可可豆残渣,类似于大豆榨完油之后的“豆饼”。可可豆中的许多特有成分,比如矿物质铁、镁、锰、锌,以及各种多酚化合物,主要都留在了可可粉中。可可粉中有大约60%的碳水化合物、20%的蛋白质以及超过10%的油脂。

千差万别的巧克力

典型的巧克力需要在可可浆里添加可可脂。也就是说,巧克力里的可可脂比可可浆里的多。此外,一些巧克力品种还会加入牛奶或奶粉,以及糖等其他配料。不同原料的组合,就形成了形形色色的巧克力。

作为油脂,可可脂是巧克力特有口感的来源。而可可粉中的多酚化合物以及其他微量成分,则对巧克力的风味做出了巨大贡献。当然,可可脂中也会有许多香味物质,因为可可粉中含有多酚化合物,典型的巧克力是黑色的,有一定的苦涩味。所以,“黑色巧克力”才是正宗的,具有最浓郁的“巧克力味”,但是它的风味不见得是最好的。

牛奶巧克力是另一大家族。它不是用可可脂,而是使用奶粉或者浓缩牛奶制成的。在美国,法定要求牛奶巧克力必须含有10%以上的可可浆,欧盟则要求至少25%的可可粉——后来,修订为英国和爱尔兰可以低到20%,不过在欧盟其他国家,这种巧克力只能叫做“家庭牛奶巧克力”。换言之,牛奶巧克力含有的可可脂远远低于黑巧克力,即便同为“牛奶巧克力”,其中的可可粉的含量,美国产的远低于欧盟产的,就连加拿大、日本等国产的也都比美国产的要高。
白巧克力则完全不含可可粉,主要是糖、牛奶加可可脂的产物。美国、欧盟和日本,都要求白巧克力中可可脂的含量不低于20%。

实际的巧克力种类比这还多,各国的法定名称和要求也互不相同。总之,就是可可粉、可可脂、牛奶、糖等原料的不同组合。

除了这些原料,最值得注意的是“代可可脂”。可可脂比较贵,所以寻找便宜的替代品就有了市场,棕榈油开始派上用场了。它和可可脂一样,都是饱和脂肪高的油,经过一些工业手段,比如氢化、分离等,可以从棕榈油得到物理性能与可可脂很接近的油脂,这就是“代可可脂”。更低级的代可可脂则可能用一般的氢化植物油来做。在口感上,代可可脂可以以假乱真,不过它没有可可脂的固有风味。此外,经过氢化的植物油含有一些反式脂肪,就使得它更加“低级”了。按照中国标准,如果巧克力中使用的代可可脂超过5%,就必须标明。

细节决定巧克力

巧克力的风味与口感跟原料组成密切相关。而在原料组成一定的前提下,口感主要由其中的颗粒大小和形状决定。

如果用肉眼来看,经过研磨压榨的可可粉已经很细了。不过人的舌头实在很灵敏,有实验显示:当颗粒大小在50微米(大致相当于普通人的头发直径)以上,舌头就可以感觉出“沙砾感”来。而且,研磨压榨得到的可可粉形状突兀嶙峋,就更增加了“不好”的口感。在长时间的搅拌中,颗粒之间互相碰撞,不仅磨去了棱角,而且还被撞碎,能够大大改善口感。

最早的“精磨机”是滚筒状的容器,里面装了很多石子。滚筒连续转动,巧克力原料被石子们碰撞打磨,“精磨”的效率比起搅拌就有了飞跃。在巧克力制造过程中,精磨的时间短则几个小时,顶级的巧克力可长达几十乃至近百小时。

随着食品科学的发展,精磨机的设计更加精巧。人们还发现如果加入乳化剂——最常用的是卵磷脂,可以使得精磨效率大大提高。在这种高强度的精磨中,可可粉颗粒可以被减小到20微米左右,而且外表圆润,即使是灵敏的舌头也感受不到它们的存在。此外,精磨过程还会产生大量热量,把可可脂融化。巧克力原料进入精磨机的时候像面团,可可脂的融化以及可可粉的变小,使得它们出来的时候就变成了粘稠的液体。不仅如此,加热以及打磨的加工方式,还会使可可粉释放出更多的香味物质,进一步提升风味。

此外,巧克力的风味口感还跟其凝固过程密切相关。巧克力原料中有大量的脂肪,脂肪会在一定的温度范围内凝固。在此范围内,不同的温度下凝固得到的脂肪颗粒大小不同,融化的温度也不同。最理想的巧克力中脂肪颗粒应该小而均匀,在34°C左右融化。人的手心通常低于这个温度,口腔温度则稍高于它,这样就可以实现“只融在口,不融在手”了。而如何实现这样的融化温度,就是各个制造商的“看家秘技”了。
(这部分内容,详见《巧克力的河流与瀑布》

巧克力之爱

多数人都会有很想吃某种食物的时候。在食品学上,这种渴望叫做“craving”,中文中的“馋”算是很好地诠释了它的含义。

事实上,女性比男性更加容易馋某种食物,尤其是高糖高脂的食物。一种假说认为糖会促进大脑中血清素的释放。血清素又叫“5羟色胺”,能够让人镇定,减少急躁情绪,带来愉悦和幸福的感觉。不过这仅仅是一种假说,并没有太多科学证据的支持。

而巧克力是最受宠爱的食物。1991年,美国宾夕法尼亚大学研究人员Paul Rozin 等人在《食欲》(Appetite)杂志上发表了一项研究,调查了几百名本科生及其他们的父母对各种食物的偏好,结果巧克力最受青睐:在各种食物中,有40%的女性和15%的男性表示会馋巧克力。考虑到巧克力只是众多可馋食物中的一种,这一比例算是相当高了。更进一步的分析发现,馋巧克力的女性中,有超过一半的人馋的时间与月经周期有关:月经开始前和后一两天,是最馋巧克力的时间。

关于人们为什么会馋巧克力,有过一些研究,但没有令人信服的结论。一种流行的假说是巧克力中含有苯乙胺(PEA)。这种神经兴奋剂能让人更有精力、更兴奋。大脑中释放PEA时人们呼吸和心跳加速,手心发汗,脸颊发红,活脱脱就是通常所说的看到心仪异性时“触电”的形象。这种假说深受巧克力商人的喜欢,巧克力也就被赋予了“爱的使者”的内涵。

不过这种假说不太靠谱。因为巧克力吃进肚子之后,其中的PEA会很快被分解为苯乙酸,没什么机会到达大脑,也就无法使人“放电”。所以,巧克力使恋人来电,大概跟钻石也让恋人兴奋一样,主要是它所附带的“内涵”,而不是它含有什么物质。

1994年,同样是宾夕法尼亚大学心理系的研究人员在《生理与行为》(Physiology & Behavior)上发表了一项研究,研究了巧克力解馋的成分。研究人员(Willa Michener 和 Paul Rozin)找了很多本科生志愿者,挑出会馋巧克力的那些作为受试者,并给他们6种选项,分别是:牛奶巧克力;甜度、热量和口感都与牛奶巧克力一样,却不含有巧克力特有成分的白巧克力;含有巧克力特有成分的可可胶囊;安慰剂胶囊;白巧克力加可可胶囊;什么也不吃。当他们感到馋巧克力的时候,就吃下其中的一种,并在吃前、吃后以及吃后90分钟描述自己的“馋度”。所谓“描述馋度”,就是在一条100毫米长的线上画一个刻度,最左端表示“刚刚注意到(想吃巧克力)”,最右端表示“无法控制(地想吃巧克力)”,越靠右就表示越馋。

每一个受试者需要完成所有6种样品至少一次才算有效样本。最后有34位志愿者达到要求,其中有17位每种样品各完成了两次。统计结果发现,什么都不吃的话,吃前、吃后以及90分钟后的馋度值分别为70、70和58;而吃牛奶巧克力,分别是74、16和13,非常明显地显示了巧克力的解馋效果;不含巧克力特有成分的白巧克力,三个馋度值分别为70、33和28,看来虽然不如牛奶巧克力明显,但也相当有效;安慰剂胶囊的三个馋度值分别为71、65和52;有意思的是,含有巧克力特有成分,但是缺乏相应甜度、口感和热量的可可胶囊,三项馋度值分别为67、66和51,基本上跟安慰剂或者什么也没吃一样。这说明解馋的并非巧克力中的“活性成分”,而是它所带来的甜度、口感和热量。

当然,这个实验也有相当的局限性。除了实验人数有限,那些太馋的志愿者也因为无法完成所有实验要求而被剔除了——主要是因为实验要把所有的样品都完成至少一遍数据才有效。实在太馋的人可能完不成实验,比如,吃了一个无效的样品,要让他在90分钟内不吃别的,他做不到……

此外,因为巧克力的特有风味需要有可可成分来产生,实验无法实现双盲。也就是说,受试者可以猜测出自己吃的是什么,这也可能会影响他们对馋度的描述。

有益健康,还是有害健康

虽然女士很喜欢巧克力,但是对它是否有害健康、尤其是否会不利保持身材一直又忧心忡忡。

其实,巧克力厂家大肆宣传的“巧克力有利于心血管健康”,倒也不是空穴来风。可可中含有大量的多酚化合物,具有良好的抗氧化作用。此外,还富含比如矿物质铁、镁、锰、锌等矿物质。这些物质,对于健康确实是有利的。

可可或者巧克力对健康的影响,研究也不少,不过高质量的研究并不多。《英国医学杂志》(BMJ)在2011年11月发表了一项荟萃分析,剑桥大学的Oscar H Franco领导的研究小组从各个生物医学的学术期刊数据库中搜索巧克力对心血管、糖尿病、代谢综合征等症状影响的研究。截止2010年10月,只找到了7项符合质量要求的研究,其中没有一项随机双盲对照试验,都是流行病学调查。这7项研究共有了11.4万多名志愿者参与,跟踪时间在8~16年之间。其中有5项显示,吃巧克力对于心血管健康有积极作用。因为各项研究对巧克力食用量的分类方法不同,这项荟萃研究比较的是“吃巧克力最多”与“吃巧克力最少”两组的发病率。结果是,与吃得最少的那组相比,吃的最多那组人心血管疾病发生率要低37%,而中风率低29%。麻烦的是,不同的研究中对于“吃得最多”的定义并不相同,有的是“多于一周1次”,而有的是“多于1天一次”,还有的是“多于一周5次”。

虽然这些研究多少有些局限,但可以显示吃巧克力对于心血管健康可能多少有些好处。不过需要注意的是,这里的巧克力一般是是“真正的巧克力”,即含有可可粉的那些种类。很多研究,甚至直接指明是“黑巧克力”或者“可可”的作用。

对于时尚女性来说,比保护心血管更担心的还是长胖的问题。“吃巧克力会不会长胖”差不多是爱巧克力的女性最爱问的问题之一。但长胖还是减肥,并不是由哪一种具体的食物来决定的。它取决于摄入的总热量与消耗的总热量的差值。如吃了巧克力,能够少吃其他食物而减少更多的热量摄入,那么它就有利于减肥。如果在正常饮食之外,哪怕是只吃一小块,也还是增加了一小块的热量,同样是有助于增肥。不管是那种巧克力,一块30克的热量也有150大卡左右。而一份麦当劳的小份薯条,也就是200大卡出头。所以,如果要考虑吃巧克力是否长胖,需要考虑的其实应该是:吃了巧克力,通过少吃什么食物来“找补”。

要不要吃巧克力

“真正”的巧克力,即那些可可粉含量高的品种,比如黑巧克力、牛奶巧克力,往往价格不菲。而它们对心血管的“保护作用”,却又跟这些可可粉的含量有关。它们的作用,即使如BMJ总结的结论,也跟多吃蔬菜水果粗粮带来的好处差不多。如果只是为了“保护心血管”,那么吃巧克力实在是“投资大,收益少”,很不划算的买卖。再考虑到与它们所如影随形的高脂肪,吃蔬菜水果无疑就要靠谱、有益得多了。

多数人吃巧克力大概不是为了健康,而是为了享受。的确,巧克力能够让许多人感到愉悦,如果体重不是问题,钱袋子也不是问题,买点高品质的巧克力来吃,还是一种不错的享受。如果只是为了解馋,按照宾夕法尼亚大学的研究结果,只要是能够糊弄过感官的监察,“便宜巧克力”也可以起到效果。

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