食物中的酸_科普之友

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。