身边的化学——对市场上出售饮料的成分分析
 

现在市场上,卖的各种饮料可谓种类繁多,令人难以作出好的选择。一般买的人都喜欢挑口味好的,或自己习惯喝的品种,有的还比较贵。可是,这样的选择是否合理呢,那些饮料真是物有所值吗?我想最好是分析一下里面的营养成分及添加成分后再做判断吧。

  分析问题:(说明:这里的饮料不包括酒类、矿泉水纯净水等。)

  市场上常见的饮料有加碳酸的汽水、苏打水,各种果(蔬)汁,牛奶酸奶及像“红牛”这样的饮料。而这些饮料系列主要来自可口可乐、百事可乐、汇源、统一、华邦、娃哈哈等等的企业。通常在饮料上都写有配料表,营养型的还会注有每百毫升含有的能量和营养物质。于是我们可以从市场上选取几种有代表性的饮料,分析一下它们的共性和特性。

  实例:

  以下是一些饮料的配料成分情况表:(“——”表示不含该成分,表中略去水)

  

  续:汇源草莓汁果肉饮料配方:纯净水、草莓原浆、白砂糖、柠檬酸、稳定剂、甜味素(可能叫阿斯巴甜)、安赛蜜、VC、食用香精、红曲红。

  表格分析(一):

  由上面的配料表可知,除奶制品类,大多由水加上其他物质(固体或浓液体)配制而成,而资料显示,牛奶体积的87 % 也为水分 。可见,饮料的主体是水,溶质只是很小的一部分,但这一部分却决定了饮料的好坏。

  由上表及统计学抽样规律,可大致推测如下:

  (1) 市场所卖的饮料中,约有 70 % ~ 80 % 的品种含有另加的糖类,且其中的70 %以上为添加的白砂 糖(主要成分蔗糖),20%左右为加的果糖,少量的为葡萄糖浆或其他糖类。

  (2) 几乎所有的碳酸类饮料(包括健力宝)及像红牛这样的配制型维生素功能饮料都含有色素、防腐剂、调味剂及其他添加剂(如乳化剂、稳定剂等)。这些饮料,约占市场品种的三分之一左右,但它由于调味调得好,颜色较好看加上宣传促销多抢占市场,它们可能要占到市场份额的一半以上。

  (3)许多含糖的饮料也常常含酸,且多含柠檬酸,包括小摊上卖的“色素汽水”。

  (4)人们为了“返璞归真”,而商家为夺回汽水抢占的市场,约有30% 的品种打出了“三无”的名号(不加糖、色素、防腐剂),其中有些不一定真实,姑且相信。

  (5)饮料的防腐剂常用苯甲酸钠或山梨酸钾等。

  (6)一些果汁为了弥补制作时对成分的损失(如统一鲜橙汁)会添加维生素和糖。

  对一些化学物质的分析和介绍说明:

  水——重要的溶剂,许多物质传递交换的载体。人体中大约 60 % 由水构成,血液中可达70%~80%,许多有机物是通过基团的取代反应增大了在水中的溶解度,从而进入人体各个组织参与反应的。人每天一般需要两升水。人们买饮料多半目的是为了补充水分。

  碳酸——虽然人体中有时通过缓冲液来调节人体酸碱平衡,但人体很难从外界直接吸收碳酸或二氧化碳,而是从有机物的反应副产物中获得一些。人通过加压使二氧化碳在水中溶解度增大,喝下去后,压强减少,温度升高,发生逆反应产生的气体可以从人体吸收大量热,并扩散到空气中,会使人觉得凉爽,但太凉的东西对胃并不好。

  碳水化合物——饮料中的糖类,但其实名称不太恰当,有些形如的物质并非糖类(比如乙酸,分子式)。饮料中常见的糖就是白砂糖(主要成分蔗糖,分子式属于二糖,可水解成为单糖)还有葡萄糖果糖等,它们需要变成单糖葡萄糖才利于吸收。

  成人一天大约需要160克葡萄糖(其中120克用于脑代谢)。维持血糖浓度对供给脑和其他组织糖分很重要。葡萄糖通过氧化磷酸化酵解产生两分子磷酸三碳糖,再转化成丙酮酸同时放出ATP,它可水解产生很高能量。 人体内糖原仅数百克,当摄入糖较多时,可在糖原合成酶作用下将分子量较小的糖缩合成多糖;当人体处在大量耗能时,人体组织可通过糖异生将甘油、生糖氨基酸、乳酸等重新生成糖,维持血糖浓度。但糖尿病人应少摄入糖。

  食用防腐剂——常见的有苯甲酸钠、山梨酸钾等。这类防腐剂毒性较低,而且可通过来调节人体pH 值。但人体在代谢中可以产生这类物质,而多余的还要在肝脏中处理并排泄出去,增加肝脏负担,因此摄入多了对人不利。

  色素——饮料中常加的有柠檬黄、胭脂红、日落黄等,可配红黄橙色。此外还有绿紫色素等。色素通常是一些大分子有机物,能够散射光而显出不同颜色,但它没有营养,仅为了使饮料更中看,实际最后会进入血液,,主要被肝脏过滤并反应生成无色分子量较小的物质被排泄出人体。但少量会被人体吸收,沉淀下来,对人体影响不好,因此应少摄入人造色素。

  调味剂——果汁通常有酸甜感,有时像橙汁中只有20%原橙汁,为了使果汁尝起来更接近纯橙汁,就会加一些其他酸类来调节pH 值及味道。最常见的是加柠檬酸,几乎所有汽水和加糖果汁都加了它。此外还有加苹果酸、山梨酸、甘露酸、磷酸 等。其中除磷酸外都为有机羧酸,它们可以转化成丙酮酸进行糖异生合成葡萄糖。而磷酸是人体中糖代谢(氧化磷酸化——去磷酸化)产生能量所必须的重要成分。这些酸类可在维持人体酸碱平衡的条件下适量摄入。

  添加剂——营养型:例如维生素、乳酸化亚铁(锌)、可溶性钙盐、DHA、全脂乳粉等,这类添加剂补充人体所需的一些物质,可适量摄入。亚铁原子为人体血红蛋白的中心原子,缺铁会得贫血症;缺钙会导致发育迟缓或得骨质疏松;锌的摄入适量对神经系统正常运转有一定作用。

  此外营养型添加剂还包括一些氨基酸(如红牛的牛磺酸、赖氨酸),可被人体直接吸收,对合成人体蛋白质、或通过糖异生转化成糖参加人体代谢等,可以供给人体能量,还是比较有用的。

  对维生素介绍如下:

维生素种类

维生素A

维生素C(抗坏血酸)

维生素D

维生素E

维生素

维生素(核黄素)

维生素PP(

具体说明

可山胡萝卜素转化而缺乏时会引起夜盲症或干眼症。分子式:

能减少“自由基”,增强人体抵抗力,保护微血管,预防坏血病,促进伤口愈合。缺乏会引起牙龄、皮下出血

促进人体对钙和磷的吸收,对骨骼发育起重要作用,缺乏可引起佝偻症。

  

能抗癌、延缓衰老,促进生殖能力。长期缺乏能导致无法生育。

  

能增加食欲、帮助消化,能促进生长缺乏时会会得脚气病食欲不振消化不良等

稍有苦味的黄色结晶,缺乏时可引起口角炎、皮肤炎、眼病、贫血等

能促进细胞新陈代谢,缺乏时可引起皮肤粗糙脱皮、皮炎、舌炎等

 

  其它非营养型添加剂——包括咖啡因、香料(香精)、糖精、甜味素、稳定剂、乳化剂、胶酯等人工合成制剂。这些物质对人没有什么用处,虽然无毒,但摄入后要靠肝脏分解处理,对肝、肾不好,应少摄入。

  咖啡因():摄入后短时间内可以提神,即使神经处于兴奋状态,但停止摄入后很快会转入抑制状态,对神经系统不好,摄入多次会上瘾。

  稳定剂:使其它添加剂均匀溶在液体中保持稳定。

  胶酯类:我认为一是为了增大饮料粘滞性,口感好;一是为了使溶于其中的物质处于稳定态,起稳定剂的作用。(纯胶的全名:辛烯基琥珀酸淀粉钠)

  其他——肌醇——可在短时间内使肌肉收缩更有力,增强人的爆发力,但不宜过多摄入。

  小结:

  从配料角度看,汇源(或如梦)天然苹果汁、统一酸梅汤是最好的,但都比较贵;保鲜牛奶、果蔬汁、酸奶等比较好而且比较便宜;要想很快获得力量,可以喝红牛,营养较好但也有不好的添加剂,且价格较高;同为汇源果汁,含一定原浆,但也含有许多添加剂,比较实惠但应少喝;而像美年达、可口可乐、百事可乐等,根本不含天然的原汁,味道虽好但完全是配出来的,对人没有太多好处,不宜多喝;最差的是喝一些“色素酸水”“糖精汽水”,对人体很不利,还不如喝开水。

  营养成分分析:

  下面是一些饮料的营养成分列表:(营养成分为每百毫升量)

  (附:每百克苹果的营养成分:52千卡热量,0.2克蛋白质,0.2克 脂 肪,12.3克糖类,20微克β—胡萝卜素, 4毫克VC,2.12mgVE, 0.06毫克VB1 ,0.02毫克VB2 ,矿物质含量≤0.1g )。

  

  表格分析(二):

  (1)由苹果的营养含量与苹果汁相比, 热量与糖类含量差别不大, 蛋白质、脂肪、和维生素分别损失了原来的60%、95% 、50% , 都比较大, 我认为 这可能是制作过程中, 榨汁后过滤残渣, ,将大分子的蛋白质、脂肪等不易溶于水的物质滤去 , 并将一些维生素破坏了, 所以营养有些损失。

  (2)橙汁与苹果汁相比, 橙汁所含的蛋白质、脂肪、和维生素都比苹果高许多倍(虽然总量很小) , 热量与糖类相差不大, 由它们制作工艺相同可以推测, 橙子比苹果营养价值高(还含有较多酸)。我们可以知道, 不同的果汁营养含量不同, 可能差几十倍 , 因此我们在考虑口味因素的同时最好选择一些营养更丰富的,以补充人体需求的不足(人体需要大约就是该营养量级的10倍)。可以通过比较同类来产品选择。.

  (3)牵手果蔬汁系列的营养成分都为上表所写,是一个范围值,,主要成分胡萝卜汁,营养波动随加入的浓缩果汁而定,但比较鲜胡萝卜, 会发现其蛋白质、脂肪有较大程度的损失(蛋白质损失≥75%,脂肪损失≈50%), 而β- 胡萝卜素损失较少( <10%) , 维生素C反而大幅增加一倍多, 这可能是由于添加的果汁或另加了维生素C使其含量增加 (全按其写的原汁>80%计算), 因此希望其能够适当调整各种营养成分的比例,将口味再做纯正些,营养损失再小些, 就好。

  (4)对比鲜牛奶与制作后的牛奶,会发现各类物质损失比较平均, 都约为20% , 估计热量损失也为20%(不加巧克力等), 减少一些牛奶可能会味淡一些 ,但加上巧克力就会使口味适中了。但如果制作以后的牛奶(不加其他东西)的营养损失很大的话,我希望能再浓缩一点, 那样味道会更好。

  (5)红牛含有的维生素与其他不同,我想这些可能都是与运动有关的维生素。

  初步结论 :

  市场饮料大部分含有许多对人体不利的物质,尤其象可乐系列, 应少喝饮料。选择时, 应注意饮料的配料和营养成分, 喝一些比较靠近自然成分的饮料。饮料的制作中其营养平均会损失20%以上, 其中由于制作工艺的缘故,蛋白质、脂肪、维生素等损失甚至超过50% , 所以最好的选择是吃水果代替果汁。

  市场饮料所添加加物质: 糖、酸、维生素, 稳定剂、乳化剂、咖啡因、色素、糖精、防腐剂、胶脂类等.。

  饮料制作过程中对蛋白质、脂肪、维生素的保留技术还有待改进。  

  参考资料 :

  《初二生物书》124~127页营养成分表;

  《生活小百科》对维生素和人体微量元素的介绍;

  部分饮料的包装;

  《生物化学》对人体所需营养成分发挥作用途径的介绍。

教师评价:金仲鸣

  常言道:处处留心皆学问。在日常生活中注意观察,用心比较,你会发现科学无处不在,当你进行科学的比较时,你会发现你的生活更加科学了。如果我们老师在教学过程中不断引导学生关注社会,关注生活,力求学以致用,不仅对所学知识是个深化,对学生的人品也是个提升。