饮料中的化学

饮料中的化学
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摘要：日常生活中有种类繁多的饮料，其中包含了各种化学知识，本文将对各种最常见的饮料从化学角度进行剖解，包括其组成成分，形成过程，及饮用后对人体产生的反应，让大家对此类饮品有更科学的了解，更合理健康的选择饮料饮用。

关键词：碳酸；茶；咖啡；健康与危害
一、碳酸饮品
碳酸饮料的泡沫和刺激味道来自二氧化碳，饮料内的二氧化碳使用取决于特定的口味和品牌。

碳酸饮料（Sodas）的生产始于18世纪末至19世纪初。

最初的发现是从饮用天然涌出的碳酸泉水开始的。

1772年英国人普里司特莱(Priestley)发明了制造碳酸饱和水的设备，成为制造碳酸饮料的始祖。

以后随着人工香精的合成、液态二氧化碳的制成、帽形软木塞和皇冠盖的发明、机械化汽水生产线的出现，才使碳酸饮料首先在欧、美国家工业化生产并很快发展到全世界。

实施食品生产许可证管理的碳酸饮料（汽水）类产品是指在一定条件下充入二氧化碳气的饮料，包括碳酸饮料、充气运动饮料等具体品种，不包括由发酵法自身产生二氧化碳气的饮料。

成品中二氧化碳的含量（20℃时体积倍数）不低于2.0倍。

碳酸饮料主要成分为糖、色素、甜味剂、酸味剂、香料及碳酸水等，一般不含维生素，也不含矿物质。

碳酸饮料（汽水）可分为果汁型、果味型、可乐型、低热量型、其他型等，常见的如：可乐、雪碧、芬达、七喜、美年达等。

其中果汁型碳酸饮料指含有2.5%及以上的天然果汁；果味型碳酸饮料指以香料为主要赋香剂，果汁含量低于2.5%；可乐型碳酸饮料指含有可乐果、白柠檬、月桂、焦糖色素；其它型碳酸饮料：乳蛋白碳酸饮料、冰淇淋汽水等。

磷酸盐的基本认知
磷酸盐是一种在自然界中普遍存在的矿物质，而且是所有生物所必需的一种营养物质。

磷酸盐不仅在人体能量的新陈代谢过程中起着重要作用，而且也是人体骨骼和牙齿的主要成分。

与磷酸盐的其他来源相比，饮料在美国人的饮食中只占磷酸盐总摄入量的百分之二。

食物中百分之九十八的磷酸盐来自肉类、奶酪、坚果和谷类等高蛋白质食物。

阿斯巴甜的基本认知
如今在市面上十分流行含有阿斯巴甜成分的碳酸饮料，因其高甜度低热量的特点引起众人追捧，尤以年轻人居多。

但何为阿斯巴甜，想必还是有许多人仍未可知。

下面就来正确认
识一下它吧。

阿斯巴甜（AsPartame），别名阿司帕坦、阿斯巴坦，是一种非碳水化合物类的人造甜味剂。

它比一般的蔗糖甜约200倍，又比一般蔗糖含更少的热量；一克的阿斯巴甜约有4千卡的热量。

但使人感觉到甜味所需的阿斯巴甜量非常少，以致于可忽略其所含的热量，因此也被广泛地作为蔗糖的代替品。

是目前非常流行的食品添加剂。

阿斯巴甜与癌症
网上曾经传言像阿斯巴甜这样低热量的甜味剂会导致癌变，对人体健康产生威胁。

但据美国国家癌症研究所称，目前没有证据表明甜味剂与人类癌症之间存在任何关系，美国糖尿病学会也表示可以放心食用高热量、低热量或不含热量的甜味剂产品。

碳酸饮料与肥胖
不少女性在把碳酸饮料作为减肥之路上的绊脚石，但实际上碳酸饮料或任何一种食物或饮料均不是超重或肥胖症的主要原因。

据美国糖尿病学会的消息称，只要长期的摄入热量不超过消耗热量，所有的食品与饮料在均衡的膳食结构中均有其自身作用。

碳酸饮料与热量
说起碳酸饮料的热量，各种版本的说法都有，有人认为高的离谱，其实事实并不如人们想象的这样，就拿一罐330毫升的可口可乐来说，它有将近142千卡的卡路里，但是只需要花上20分钟左右的时间慢跑或者12分钟的跳绳等简单运动就能将其轻易消耗。

二、茶饮品
茶叶的化学成分主要有：
多酚类，即茶多酚或称茶单宁；生物碱如咖啡碱、茶碱等；
有机酸发如琥珀酸、柠檬酸、鞣酸以及多种维生素、氨基酸、芳香化合物、无机盐、碘
和氟等许多化学物质。

其中咖啡碱是使茶叶具有温和兴奋作用的最重要物质。

茶叶中的主要有机成分包括纤维素(24%)、果胶质(615%)、蛋白质(17%)、咖啡碱(4%)、多元酚类(22%)、儿茶素(14)、酶(3%)、有机酸(9%)等。

在有机成分中,茶多酚和各种茶色素及其二级代谢产物与茶叶的色、香、味和品质有关。

如绿茶不经发酵,保持茶多酚的原来化学结构,其单体为儿茶素(catechine)。

红茶是发酵茶,茶多酚经过氧化后形成茶色素(teapigment),其单体为茶红素(thearubigen)(含量为红茶干物质总量的10%～20%)、茶黄素(theafiavin)(含量为红茶干物质总量的1%～2%)和少量茶褐素(theabrownin)。

茶多酚是绿茶的主要成分,茶色素是红茶的主要成分。

茶多酚和茶色素是茶叶中的主要生物活性成分,也是茶的主要抗氧化成分。

无机成分：茶叶中的矿物质约占茶叶干物质总重量的5%,其中约50%是钾的氧化物,15%是磷的氧化物和磷酸盐[1],还含有多种微量元素。

据报道,茶叶中至少有42种矿物质元素,其中必需常量元素有Na、P、Cl、K、Ca、H、C、0,N、S等10种,必需微量元素有Mg、Mn、Cu、Fe、B、Si、Zn、Mo、Mg等9种,痕量元素有Br、Ru、Sr、Gc等4种;还有对茶树生长发育作用有待于进一步研究的10种元素(Al、P、Se、As、Ni、I、Cr、Cd、Pb、Co),其中F、Se 2种元素的含量较高,对人体健康有重要的作用。

饮茶与健康
茶多酚对人体脂肪代谢有着重要作用。

人体的胆固醇、三酸甘油脂等含量高，血管内壁脂肪沉积，血管平滑肌细胞增生后形成动脉
粥样化斑块等心血管疾病。

茶多酚，尤其是茶多酚中的儿茶素ECG和EGC及其氧化产物茶黄素等，有助于使这种斑状增生受到抑制，使形成血凝黏度增强的纤维蛋白原降低，凝血变清，从而抑制动脉粥样硬化。

茶中含有大量的维生素C可降低胆固醇值从而成为应付胆固醇过多的最佳饮料。

茶产地的脑中风死亡率显著低落，狭心症、心肌梗塞因维他命C缺乏而死亡率愈高。

茶叶中的咖啡碱能促使人体中枢神经兴奋，增强大脑皮层的兴奋过程，起到提神益思、清心的效果。

茶叶中含氟量较高，
每100克干茶中含氟量为10毫克～15毫克，且80%为水溶性成分。

若每人每天饮茶叶10克，则可吸收水溶性氛1毫克～1.5毫克，而且茶叶是碱性饮料，可抑制人体钙质的减少，这对预防龋齿，护齿、坚齿，都是有益的。

据有关资料显示，在小学生中进行"饭后茶疗漱口"试验，龋齿率可降低80%另据有关医疗单位调查，在白内障患者中有饮茶习惯的占28.6%；无饮茶习惯的则占71.4%。

这是因为，茶叶中的维生素C等成分，能降低眼睛体混浊度，经常饮茶，对减少眼疾、护眼明目均有积极的作用。

三、咖啡
咖啡豆的化学成份相当复杂，其中又以碳水化合物所占的成分最多。

咖啡豆中含有多种碳水化合物，共占生咖啡豆总重量的60%，另外还有一些蛋白质、脂肪、丹宁酸、咖啡因、矿物质及其它的微量成分；而品种、产地及收获季节，都会影响到这些成分的组成。

生咖啡豆的各种成份，在烘焙过程中会起化学反应，并形成各种咖啡豆独有的风味与色泽。

咖啡因
咖啡因是咖啡所有成份中最为人注目的。

它属于植物黄质（动物肌肉成份）的一种，性质和可可内含的可可碱，绿茶内含的茶碱相同，烘焙后减少的百分比极微小，咖啡因的作用极为广泛，会影响人体脑部、心脏、血管、胃肠、肌肉及肾脏等各部位，适量的咖啡因会刺激大脑皮层，促进感觉判断、记忆、感情活动，让心肌机能变得较活泼，血管扩张血液循环增强，并提高新陈代谢机能，咖啡因也可减轻肌肉疲劳，促进消化液分泌。

除此由于它也会促进肾脏机能帮助体内将多余的钠离子（阻碍水分子代谢的化学成份）排出体外外，所以在利尿作用提高下，咖啡因不会像其他麻醉性、兴奋性物（麻醉药品、油漆溶剂、兴奋剂之类）积在体内，约在二个小时左右，便会被排泄掉。

咖啡风味中的最大特点─苦味，就是咖啡因所造成的。

2、丹宁酸
经提炼，丹宁酸会变成淡黄色的粉末，很容易融入水。

丹宁酸煮沸后会分解产生焦梧酸，使咖啡味道变差，如果冲泡好又放上好几个小时咖啡颜色会变得比刚泡好时浓，而且也较不够味，所以才会有“冲泡好最好尽快喝完”的说法。

通常一杯咖啡的最佳状态能保持10分钟。

如果你有心，可以试一下，每一分钟，同一杯咖啡的味道是否一致，而10分钟后，咖啡与刚冲煮出来时的味道会差多少。

总结：
在日常生活中饮料品种繁多，饮料的组成配比与化学息息相关，不同人体对同一种饮料的作用反应差别有时候是很大，例如有些人如肥胖者或肝功能有障碍的人就不宜饮用碳酸饮料；二个不同时间饮用同一种饮品产生的反应也不同，如早上饮茶与晚上饮茶产生的效果是不同的，所以，我们
要根据自己的身体情况及时间段，对饮料的摄入进行科学健康的规划，不可盲目选择。

参考文献：
贺飞鸿《咖啡中的化学》《大科技（科技之谜）》 2006年03期
顾谦陆锦时《茶叶化学》中国科学技术大学出版社2005年9月
罗墩信《健康饮料》茶机机械杂志1998年第03期
卢大修《碳酸饮料的风味化学》《食品科学》1994年05期，前言。