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生活中的化学酸 奶 中 的 化 学 闫蒙钢 张艳华 (安徽师范大学化学与材料科学学院 芜湖 241000) 摘 要 从酸奶的营养价值与分类入手, 以化学的独特视角, 对酸奶组成中的营养成分、 食品添 加剂) ) 增稠剂和甜味剂、 酸味物质 ) 乳酸, 以及酸奶的风味做出简要的介绍, 以期丰富读者对酸 奶的认识。 关键词 酸奶 化学 食品添加剂 乳酸 风味 随着人们生活水平的提高, 酸奶因其口味酸甜 细滑, 营养丰富, 保健作用突出而越来越受到人们的 青睐, 被称为/ 21 世纪的食品0。近年来, 我国酸奶 产量迅速攀升, 已成为我国第一大发酵乳制品。人 们在普遍认可和饮用酸奶的同时, 也需要了解酸奶。 本文主要从化学的角度对酸奶进行简要的介绍, 希 望对读者全面了解酸奶, 正确地选用酸奶有一定帮 助作用。 1 酸奶的营养价值与分类 酸奶, 一般指酸牛奶, 它是以牛乳或复原乳为原 料, 添加或不添加辅料, 经过马氏杀菌后加入有益菌 (发酵剂) , 经保温发酵后再冷却灌装的一种牛奶制 品。酸奶的营养价值很高, 是一种老少皆宜的营养 佳品。它不仅具有牛奶营养丰富的特点, 还因为经 过了发酵处理, 兼具促进消化吸收和特殊保健的功 效, 保健作用高于普通牛奶。牛奶经乳酸菌发酵后, 蛋白质分解成微细的凝固奶酪、 肽、 氨基酸等, 更容 易消化; 乳脂肪也在发酵作用下被分解, 形成的脂肪 酸比原料奶增加了 2 6 倍; 乳糖经过发酵产生乳 酸, 它不仅能使肠道里的弱碱性物质转变成弱酸性, 抑制肠道腐败菌的繁殖, 防止蛋白质发酵, 有利于肠 胃消化, 还能减少胃酸分泌, 提高钙、 磷、 铁等矿物元 素的利用率。 目前市面上的酸奶品种繁多, 按产品中脂肪含 量的高低, 酸奶可分为全脂酸奶、 部分脱脂酸奶、 脱 脂酸奶; 按生产时所用材料的不同, 可分为纯酸奶、 调味酸奶、 果料酸奶; 按制作的方法和组织状态区 分, 主要有凝固型和搅拌型 2 种类型。其中, 搅拌型 酸奶因适于大规模生产、 便于添加辅料、 利于产品多 样化而使用较为广泛。 2 酸奶的组成 2 11 酸奶的主要组成成分 酸奶的组成成分一般包括: 鲜牛奶、 白砂糖、 活 性乳酸菌( 目前主要有嗜热链球菌 Streptococcus thermophilus、 保加利亚乳杆菌 Lactobacillus bul2 garicus、 双歧杆菌 Bacillus bifidus、 嗜酸乳杆菌 Ba2 cillus acidophilus 4 种)、 增稠剂、 安赛蜜、 阿斯巴甜 (含丙氨酸)、 水、 蛋白质、 脂肪。另外, 酸奶中还含有 乳酸、 维生素、 叶酸和磷酸等营养成分。 酸奶具有丰富的营养成分, 其主要营养成分的 含量见表 1。 表 1 酸奶(AVG)的营养成分列表(每 100 g中含量) 1 成分名称含量成分名称含量成分名称含量 可食部100水分(克)84 1 7能量(千卡)72 能量(千焦)301蛋白质( 克)2 1 5脂肪(克)2 1 7 碳水化合物(克)9 1 3膳食纤维(克)0胆固醇(毫克)15 灰分( 克)0 1 8维生素 A( 毫克)26胡萝卜素( 毫克)0 视黄醇( 毫克)26硫胺素(微克)0 1 03核黄素(毫克)0 1 15 尼克酸( 毫克)0 1 2维生素C(毫克)1维生素 E( T)( 毫克)0 1 12 A 2E0 1 12(B 2C)2E0D 2E0 钙( 毫克)118磷(毫克)85钾( 毫克)150 钠( 毫克)39 1 8镁(毫克)12铁( 毫克)0 1 4 锌( 毫克)0 1 53硒(微克)1 1 71铜( 毫克)0 1 03 锰( 毫克)0 1 02碘(毫克)0 1 9 2 12 酸奶中的食品添加剂 ) 增稠剂和甜味剂 2 1211 增稠剂 增稠剂又称糊料、 食品胶等, 是指可以提高食品 黏度或形成凝胶的一类食品添加剂, 通常属于亲水 性高分子化合物, 具有胶体物质的性质。按其来源 可分为天然增稠剂和合成增稠剂 2 大类。增稠剂可 以改善食品饮料的物理性能或组织状态, 具有增黏、 增稠作用, 赋予食品黏润、 适宜的口感, 并兼有乳化、 稳定或悬浮作用。我国目前批准使用的增稠剂有 39 种。常用的食品增稠剂以天然制品居多, 乳制品 中一般采用的增稠剂为卡拉胶。 #1#2008 年第 12 期 化 学 教 育 卡拉胶( Carrageenan), 又名角叉菜胶、 鹿角菜 胶, 是自红藻类海藻中提取的一种天然多糖植物胶, 一般为白色或淡黄色粉末, 无臭、 无味。根据组成和 结构的不同, 卡拉胶可分为 7 种类型, 目前使用的主 要有 J2型、 S2型、 K 2型 3 种 2 , 结构见图 1。 图 1 卡拉胶 卡拉胶用作天然食品添加剂是一种无害而又不 被消化的植物纤维, 非常广泛地应用于乳制品、 冰淇 淋、 果汁饮料、 面包、 肉制品等方面。它具有可溶性 膳食纤维的基本特性, 在体内降解后能与血纤维蛋 白形成可溶性的络合物, 可被大肠细菌酵解成 CO2、 H2、 CH4及甲酸、 乙酸、 丙酸等短链脂肪酸, 成为益 生菌的能量源。 2 12 1 2 甜味剂 ) 安赛蜜和阿斯巴甜 甜味剂是指赋予食品以甜味的食品添加剂。我 国目前批准允许使用的甜味剂有 20 种。乳制品中 使用的甜味剂一般为安赛蜜和阿斯巴甜 2 种。 (1)安赛蜜 安赛蜜( Acesulfame Potassium) , 又称乙酸磺 胺酸钾、 A- K 糖, 是目前世界上第四代合成甜味 剂。其分子式为 C4H4KNO4S, 即 62甲基二氧化噁 噻嗪的钾盐, 结构式如图 2 所示。 图 2 安赛蜜 安赛蜜是一种非营养型甜味剂, 外观为白色 结晶粉末, 甜度约为蔗糖的 130 倍, 具有甜味纯正 而强烈、 持续时间长, 无热量, 在人体内不代谢、 不 吸收, 对光、 热和酸的稳定性高等特点。与阿斯巴 甜以1B1的比例复配时有显著的协同增效效果, 其甜度会立即增至蔗糖(3% 浓度) 的 300 倍。它 的生产工艺不复杂、 价格便宜、 性能优于阿斯巴 甜, 被认为是最有前途的甜味剂之一3。联合国 世界卫生组织、 美国食品药物管理局等权威机构 经过长达 15 年的实验和检查, 得出了/ 安赛蜜对 人体和动物安全、 无害0的结论。我国卫生部于 1992 年 5 月正式批准安赛蜜用于食品、 饮料领 域。 (2) 阿斯巴甜 阿斯巴甜( Aspartame), 又称甜味素、 蛋白糖、 天冬甜精等, 简称 APM, 学名为天门冬酰苯丙氨酸 甲酯, 分子式是 C14H18N2O5, 主要由 2 个氨基酸构 成, 结构式如图 3 所示。 HOOCCHC2CH NH2O NH HC COOCH3 CH2 图 3 阿斯巴甜 阿斯巴甜是一种新型的氨基酸甜味剂, 外观为 白色晶体或结晶粉末, 具有和蔗糖极其近似的纯正 清爽甜味, 甜度约为蔗糖的 200倍, 热量仅为蔗糖的 1/ 200, 是迄今开发成功的甜味最接近蔗糖的甜味 剂。阿斯巴甜还具有明显的增香效果, 尤其是对酸 性的柑桔、 柠檬、 柚等, 能使香味持久, 减少芳香剂用 量。但是, 它对酸、 热的稳定性较差, 在强酸强碱中 或在高温加热时易水解生成苦味的苯丙氨酸或二嗦 呱酮, 不适宜制作温度 150e 的面包、 饼干、 蛋糕等 焙烤食品和高酸食品。阿斯巴甜可完全被人体吸收 代谢, 被联合国食品添加剂委员会列为 GRAS 安全 级别。但不适用于苯丙酮酸尿患者, 使用时要求在 标签上标明/ 苯丙酮尿患者不宜使用0的警示。我国 于 1986 年批准在食品中应用, 常用于乳制品、 糖果、 腌制物和冷饮制品等。 2 13 酸奶中的酸味物质) ) 乳酸 乳酸(Lactic acid), 别名 22羟基丙酸、 A 2羟基丙 酸、 丙醇酸, 分子式为 C2H5OCOOH, 是一种简单的 羟基酸。纯品为无色或浅黄色液体, 可溶于水、 乙醇 等。几乎无气味, 酸味比醋酸温和, 不挥发, 有特异 收敛性, 吸湿性, 还有较强的杀菌作用。 #2#化 学 教 育 2008 年第 12期 乳酸是一种天然有机酸, 根据旋光性可分为 D 2乳酸、 L2乳酸和两者的混合物 DL2乳酸 3 种。其 中 L2乳酸为哺乳动物体内正常的代谢产物, 安全性 较高, 一般在食品中可按生产需要量添加。L2乳酸、 D 2乳酸分子结构式如图 4 所示。 图 4 乳酸 乳酸可以由淀粉、 乳糖、 糖蜜等经微生物发酵制 得, 在发酵乳制品和腌制蔬菜中含量较高。也可以 在 120 130 e , 91119 MPa 和稀硫酸存在下, 由一 氧化碳和乙醛制得。或者是由乙醛与氰化氢反应后 经水解制得, 化学反应式如下: CH3CHO+ H CNCH3CHOHCN H2O 水解 CH3CHOHCOOH 3 酸奶的风味 酸奶具有清新爽滑、 酸甜可口的独特风味。其 主要的呈味物质是乳酸及痕量的乙醛、 双乙酰、 丁二 酮、 乙酸、 异戊醛等。在酸奶的制备过程中, 乳酸发 酵产生了乳酸和其他微量副产物, 后者主要是指羰 基化合物、 挥发性脂肪酸和一些醇类。其中, 乳酸赋 予酸奶一定的酸度和凉爽的口感, 而羰基化合物则 构成了酸奶特有的、 愉快的风味。这些挥发性风味 物质部分来自于牛奶的发酵, 部分来自于牛奶成分 的热降解 4 。同时, 乙醇与脂肪酸形成的酯给酸奶 带来了一些水果气味。在酸奶的后熟过程中, 酶促 作用产生的丁二酮是酸奶重要的特征风味物质。丁 二酮是后发酵过程中一些产生芳香味的细菌利用乳 中的柠檬酸分解产生羟丁酮, 再经氧化而得, 其反应 式为5: 2CH3CHOHCOCH3+ O22CH3COCOCH3+ 2H2O 羟丁酮(无香味) 丁二酮(有香味) 4 正确选用酸奶 4 11 区别/ 酸奶0与/ 含乳饮料0 目前市场上的奶产品层出不穷, 许多厂家把/ 含 乳饮料0打着/ 酸牛奶0的旗号销售, 将/ 含乳饮料0冠 名以/ 酸奶饮料0、 / 酸牛奶饮品0、 / 优酸乳0等, 模糊 消费者的认识, 导致其进入消费误区。其实, / 酸奶0 和/ 含乳饮料0是 2 个不同的概念。酸奶是以纯的牛 乳或复原乳为原料经发酵制成, 属纯牛奶范畴, 蛋白 质含量 2 19%, 其中调味酸牛奶蛋白质含量 2 13%。而/ 含乳饮料0是用 1/ 3牛奶添以水、 甜味剂 等调制而成, 其蛋白质含量只有不到 1%。含乳饮 料又可分为配制型和发酵型, 配制型成品中蛋白质 含量不低于 1 1 0%, 称为乳饮料; 发酵型成品中蛋白 质含量不低于 0 17% , 称为乳酸菌饮料。由此可见, 含乳饮料与酸奶或牛奶有质的不同, 前者的营养价 值远远低于后两者, 选购时要注意区分。 4 12 酸奶的储藏和食用注意事项 酸奶需在 4e 下冷藏, 在保存中酸度会不断提 高而使酸奶变得更酸, 温度较高或时间较长则会使 酸奶生长菌、 酵母或芽孢杆菌而变质, 这样的酸奶不 能食用。 酸奶不能加热喝。加热不仅会使它所含的大量 活性乳酸菌被杀死, 还会形成沉淀, 丧失酸奶特有的 风味和营养价值。 酸奶不宜空腹喝, 在饭后 2小时左右饮用, 效果 最佳。因为空腹时酸奶中的乳酸菌易被胃酸杀死, 酸奶的保健作用也会因此而减弱。 氯霉素、 红霉素等抗生素、 磺胺类药物可杀死或 破坏酸奶中的乳酸菌, 使之失去保健作用, 因此酸奶 不宜与抗菌素同服。 乳酸对牙齿具有腐蚀作用, 因此饮用酸奶后要 及时漱口, 或尽量使用吸管, 减少酸奶和牙齿的接 触。 酸奶具有理想的营养价值和保健功能, 正确 地了解和选用酸奶将为人们的健康生活加油增 色。 参 考 文 献 1 酸奶(AVG)的营养成分列表. 中国营养健康网. 2007- 07- 25 2 夏菊花. 化学教育, 2005, 26(9): 1- 2 3 江家发. 现代生活化学. 合肥: 安徽