舌尖上的PH

云無心

日常生活中提到“酸”，多數人不假思索地會想到醋。醋的確是食品中常見的酸，不過相對于酸在食品技術中的各種作用，產生酸味僅僅是酸的一種功能。

在化學中，酸是任何能夠在水中離解出氫離子的化合物，而堿則是能夠離解出氫氧根離子的化合物。二者一見面，就結合成水。不過，不管是酸還是堿，都不能把對方趕盡殺絕，最后總要留下一些。在同一個溫度下，酸和堿的濃度乘起來是一個常數。也就是說，氫離子多了，氫氧根離子就少；氫離子少了，氫氧根離子就多。

當我們說“酸性”的時候，核心是其中的氫離子濃度。為了方便，人們把氫離子濃度取對數，再取相反數，最后得到了一個方便好記的數字，叫作pH值。pH值通常在0到14之間，數字越小，氫離子濃度越高，酸性就越強。超過了這個范圍，就不用pH值，而直接用酸和堿的濃度來表示了。

食品安全中最重要的因素是抑制細菌，也就是人們說的防腐。高溫加熱、防腐劑、高鹽、高糖等，都是防腐的重要手段，而酸堿性對防腐也有重要影響。當pH值在4.6以下時，絕大多數細菌都會被抑制。如果在這樣的pH值下加熱，細菌也更容易被殺滅。所以在食品工業中，保存酸性食品遠遠比中性食品要容易。比如純果汁一般都是酸性的，不加防腐劑也可以保存較長時間。

但這并不意味著酸度高的食物就不會變質。細菌只是食物變壞的一大原因，除細菌之外，真菌、霉菌同樣也有作惡能力。它們忍受酸性環境的能力要比細菌強多了，所以酸菜、泡菜、果汁甚至醋等很酸的食物、飲料，如果保存不當，時間一長也會變壞。要防止它們變壞，有效的做法是把容器清洗干凈，并在保存之前充分加熱。比如純果汁，經過巴氏滅菌（72°C下十幾秒就可以），在冷藏的條件下可以保持很長時間。而如果是中性的飲料，哪怕是燒開了，也還是很容易變壞。

酸的作用不僅僅是防腐，它還產生清涼的味道。在飲料世界里，碳酸飲料占據了巨大的版圖。盡管在健康方面有種種不足，可樂、雪碧這樣的碳酸飲料也還是一直人氣旺盛。近年來，一些“健康”的飲料，比如蛋白飲料，也向酸性領域進軍。在清涼解渴的同時攝入一些蛋白質，這個概念有相當的吸引力。不過一般蛋白質的溶解性都跟pH值密切相關。常見的食用蛋白，比如牛奶蛋白、大豆蛋白，在酸性環境中都會沉淀分層，這很難被消費者接受。只有牛奶中分離出來的乳清蛋白在這方面表現良好，所以它在酸性蛋白飲料中基本上一統江湖。其他蛋白要想分一杯羹，都要把它作為競爭對手。不過，迄今為止，它“一直被追趕”，卻“從未被超越”。

在蛋白質、脂肪和淀粉三大類營養成分中，酸堿性對蛋白質的影響最大。蛋白質是由氨基酸組成的。兩個氨基酸鏈接的時候，一個提供氫原子，一個提供氫氧基團，二者結合成水離開，剩下的部分連接起來成為“二肽”。二肽進一步鏈接更多氨基酸，最后連成長鏈。這樣的長鏈折疊纏繞成為一個蛋白質分子，其中的氨基酸被叫作“氨基酸殘基”。有些氨基酸殘基可以帶上電荷，從而使得蛋白質分子可以帶上電荷。這些電荷互相排斥，使得蛋白質分子無法互相靠近，從而均勻分散在水中，成為均勻的溶液。

大豆蛋白、牛奶大豆、雞蛋蛋白等，在中性的水溶液中都帶著負電。如果溶液的pH值升高，即氫氧根離子增加，蛋白質就會帶上更多負電，互相排斥的趨勢更強，蛋白質也就會分散得更加穩定。反之，如果溶液的pH值降低，氫離子增加，就會中和蛋白分子上的負電，從而減少它們的互相排斥。當pH值降到某個特定的點，氫離子把蛋白分子帶的電荷全都中和了，蛋白分子完全不再互相排斥，反而聚到一起，越聚越大，最后就從溶液中沉淀出來了。

這種現象導致了一類傳說中的“食物相克”。比如說，牛奶與果汁混合，牛奶蛋白就會沉淀析出，有人就擔心吃了不消化甚至結石。其實這種沉淀只能降低消化速度，最后還是會被胃腸里的蛋白酶慢慢變成氨基酸，同樣會被吸收。實際上，奶酪就是這么做出來的，酸奶變成半固體，也是這種蛋白被酸“變性”的結果。

人教版化學九年級下冊第十單元《酸和堿》課外延伸閱讀