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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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食物中的酸   

2013-07-15 16:49:00|  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

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【图片出处:http://l.rgbimg.com/】

日常生活中提到“酸”,多数人不假思索地想到的是醋。它的确是食品中常见的酸,不过相对于酸在食品技术中的各种作用,产生酸味仅仅是酸的一种功能。

在化学上,“酸”是任何能够在水中离解出氢离子的化合物,而碱则是能够离解出氢氧根离子的化合物。二者一见面,就结合成水。不过,不管是酸还是碱,不能把对方赶尽杀绝,最后总要留下一些。在同一个温度下,酸和碱的浓度乘起来是一个常数。也就是说,氢离子多了,氢氧根离子就少;氢离子少了,氢氧根离子就多。

当我们说“酸性”的时候,核心是其中的氢离子浓度。为了方便,人们把氢离子浓度取对数,再取相反数,最后得到了一个方便好记的数字,叫做pH值。pH值通常在0到14之间,数字越小,氢离子浓度越高,酸性就越强。超过了这个范围,就不用pH值,而直接用酸和碱的浓度来表示了。

食品安全中最重要的因素是抑制细菌,也就是人们说的防腐。高温加热、防腐剂、高盐、高糖,等等是防腐的重要手段,而酸碱性对防腐也有重要影响。当pH值在4.6以下,绝大多数细菌都会被抑制。如果在这样的pH值下加热,细菌也要更加容易被杀灭。所以在食品工业中,保存酸性食品远远比中性食品要容易。比如纯果汁一般都是酸性的,不加防腐剂也可以保存较长时间。

但这并不意味着酸度高的食物就不会变质。细菌只是食物变坏的一大原因,细菌之外还有真菌、霉菌,同样也有作恶能力。它们忍受酸性环境的能力就要强多了,所以酸菜、泡菜、果汁甚至醋等等很酸的食物饮料,如果保存不当、时间太长,也会变坏。要防止它们变坏,有效的做法是把容器清洗干净,并在保存之前充分加热。比如纯果汁,经过巴氏灭菌(72°C下十几秒就可以),在冷藏的条件下可以保持很长时间。而如果是中性的饮料,哪怕是烧开了,也还是很容易变坏。

酸的作用不仅仅是防腐,它还产生清凉的味道。在饮料世界里,碳酸饮料占据了巨大的版图。尽管在健康方面有种种不足,可乐、雪碧这样的碳酸饮料也还是一直人气旺盛。近年来,一些“健康”的饮料,比如蛋白饮料,也向酸性领域进军。在清凉解渴的同时摄入一些蛋白质,这个概念有相当的吸引力。不过一般蛋白质的溶解性都跟pH值密切相关。常见的食用蛋白,比如牛奶蛋白、大豆蛋白,在酸性环境中都会沉淀分层,这对于饮料很难被接受。只有牛奶中分离出来的乳清蛋白在这方面表现良好,所以酸性蛋白饮料中它基本上一统江湖。其他蛋白要想分一杯羹,都要把它作为竞争对手。不过,迄今为止,它“一直被追赶”,却“从未被超越”。

在蛋白质、脂肪和淀粉三大类营养成分中,酸碱性对蛋白质的影响最大。蛋白质是由氨基酸组成的。两个氨基酸连接的时候,一个提供氢原子,一个提供氢氧基团,二者结合成水离开,剩下的部分连接起来成为“二肽”。二肽进一步链接更多氨基酸,最后连成长链。这样的长链折叠缠绕成为一个蛋白质分子,其中的氨基酸被叫做“氨基酸残基”。有些氨基酸残基可以带上电荷,从而使得蛋白质分子可以带上电荷。这些电荷互相排斥,使得蛋白质分子无法互相靠近,从而均匀分散在水中,成为均匀的溶液。

大豆蛋白、牛奶大豆、鸡蛋蛋白等,在中性的水溶液中都带着负电。如果溶液的pH值升高,即氢氧根离子增加,蛋白质就会带上更多负电,互相排斥的趋势更强,蛋白质也就会分散得更加稳定。反之,如果溶液的pH值降低,氢离子增加,就会中和蛋白分子上的负电,从而减少它们的互相排斥。当pH值降到某个特定的点,氢离子把蛋白分子带的电荷全都中和了,蛋白分子完全不再互相排斥,反而聚到一起,越聚越大,最后就从溶液中沉淀出来了。

这种现象导致了一类传说中的“食物相克”。比如说,牛奶与果汁混合,牛奶蛋白就会沉淀析出,有人就担心吃了不消化甚至结石。其实这种沉淀只能降低消化速度,最后还是会被胃肠里的蛋白酶慢慢成氨基酸,同样会被吸收。实际上,奶酪就是这么做出来的,酸奶变成半固体,也是这种蛋白被酸“变性”的结果。

除了醋酸,食品中还有许多其他的酸。如果只是调节pH值,那么盐酸、硫酸、磷酸这样的无机强酸高效实惠,对食物组成的影响比较小,完全起到食品添加剂的作用。而有机酸的酸性比较弱,靠它们来调节pH值往往需很大的量。常见的有机酸有葡萄中的酒石酸,各种柑橘类水果中的柠檬酸,食物发酵得到的醋酸与乳酸等等。有机酸本身含有热量,过量过多会改变食物的营养组成。有些时候,它们甚至是作为食物“原料”,而不是“调料”来使用。它们的优势在于,通常伴随着有特色的味道,在烹饪中精心调配,可以得到特色食品。

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