化工小常识 | 饮料篇

一、茶的化学成分及功能

茶最早源于中国。唐代陆羽著《茶经》，对茶叶加工做了系统介绍。已有的研究资料表明，茶叶的化学成分有500多种，其中有机化合物达450种以上，无机化合物约有30种。茶叶中的化学成分归纳起来可分为水分和干物质两大部分。茶叶中化学成分种类繁多，组成复杂，但它们的合成和转化的生化反应途径有着相互联系、相互制约的关系。

(1)水分

水是一切生命活动的基础。植物体内发生的各种化学变化、物质的形成和转变，都离不开水。同样，水也是茶树生命活动不可缺少的物质，但水分在茶树体内各部位的分布是不均匀的，生命活动新陈代谢旺盛的部位水分含量高。幼嫩的茶树新叶中一般含水75%~78%，叶片老化以后含水量减少。不同茶树品种、自然条件以及农业技术措施，使鲜叶的水分含量也不同。水分在制造过程中参与一系列生化反应，也是化学反应的重要介质。

(2)茶多酚

茶多酚是茶叶中酚类物质的总称。主要由三十多种酚类物质组成，根据其化学结构可分为儿茶素、黄酮类物质、花青素和酚酸等四大类。其中儿茶素的含量最高，所占比例最大，约占茶多酚总量的70%，不同品种有所差异，高的可达80%以上，低的也有50%左右。酯型儿茶素收敛性较强，带苦涩味;非酯型儿茶素收敛性较弱。在制茶过程中，儿茶素被氧化聚合，形成TF、TR、TB等一系列氧化聚合产物，对红茶的品质特征起着决定性作用。茶多酚含量及组 成变化很易受外界条件的影响，是形成茶叶品质的重要成分之一。茶多酚是一类生理活性物质，茶多酚具有维生素P的功能，能调节人体血管壁的渗透性，增强微血管的韧性。与维生素C协同作用，效果更为明显，对某些心脏病有一定疗效，可预防动脉和肝脏硬化，还有解毒、止泻、抗菌等药理作用。

(3)蛋白质和氨基酸

茶叶中的氨基酸是氨代谢的产物，是茶树吸收氮元素经代谢转化而成的。土壤中的氨态氮或硝态氨被茶树吸收后，转化成氨再通过酮戊二酸的还原氨化作用，形成某种氨基酸，然后再通过转氨作用与氨基酸的相互转变，就形成-了各种各样的氨基酸。茶叶中的蛋白质含量最高达22%以上，但绝大部分不溶于水，所以饮茶时，人们并不能充分利用这些蛋白质。

(4)芳香物质

芳香物质是茶叶中种类繁多的挥发性物质的总称，习惯上称为芳香油。芳香物质在茶叶中含量并不多，但对茶叶品质起着重要的作用。一般鲜叶中的含量不到0.02%，绿茶 中约含0.005%~0.02%，红茶叶含量较多，含有0.01 %~0.03%。应用气相色谱法分析组成茶叶香气的芳香物质，归纳起来可分为十大类:碳氢化合物、醇类、酮类、酯类、内酯类、酸类、酚类、含氧化合物、含硫化合物和含氮化合物。各种香气物质，由于分别含有羟基、酮基、醛基等发香基团而形成各种各样的香气。

(5)生物碱

茶叶中含有多种嘌呤碱，其中主要成分是咖啡碱，它所占的比例相当大。此外，还含 有少量的茶叶碱、可可碱等。咖啡碱是一种很弱的碱， 味苦。茶叶中咖啡碱约含2%~5%，咖啡碱的生物合成途径与氨基酸，核酸、核苷酸的代谢紧密相连，所以咖啡碱也是在茶树生命活动活跃的嫩 梢部分合成最多，含量最高。

(6)糖类

茶叶中糖类包括单糖、双糖和多糖三类，有几十种之多，其含量为20%~30%。茶叶中的糖类化合物都是由光合作用合成、代谢转化而形成的，因此，糖类化合物的含量与茶叶产量密切相关。

(7)茶叶色素

广义而言，茶叶色素是指茶树体内的色素成分和成茶冲泡后，形成茶汤颜色的色素成分，包括叶绿素、胡萝卜素、黄酮类物质、花青素及其他茶多酚的氧化产物，TF、 TR、TB等。叶绿素、叶黄素和胡萝卜素不溶于水，统称为脂溶性色素。

(8)有机酸

茶叶中含有多种数量较少的游离有机酸。其中主要的有苹果酸、柠檬酸、草酸、鸡纳酸和对香豆酸等。茶叶中草酸含量为0.01%，在茶树体内，它与钙质形成草酸钙晶体，在茶树叶片解剖进行显微观察中可以见到这种晶体，可作为鉴定真假茶叶的依据之一。

(9)酶和维生素

酶是一类具有生理活性的化合物，是生物体进行各种化学反应的催化剂，它具有功效高、专一性强的特点。离开这类化合物，一切生物包括茶树在内就不能生存，茶树物质的合成与转化，也依赖于这种物质的催化作用。茶叶中的酶类很多而且复杂，归纳起来有几大类:水解酶、糖甙酶、磷酸化酶、裂解酶、氧化还原酶、移换酶和同分异构酶等。

茶叶中含有多种维生素，有水溶性和脂溶性维生素两大类，水溶性维生素包含维生素C、B1、B2、B3、B11、类维生素P、维生素B和肌酸等。由于茶叶中富含各种维生素，因此饮茶不仅能解渴、提神，而且具有一定的营养意义。

(10)灰分（无机成分）

茶叶经过高温灼烧后残留下来的物质总称“灰分”，约占干物质重量的4%~7%。茶叶的无机成分中含量最多的是磷、钾，其次是钙、镁、铁、锰、铝、硫，微量成分有锌、铜、氟、钼、硼、铅、铬、镍、镉等。

二、咖啡

咖啡是热带的咖啡豆经200℃ ~ 250℃烘烤和磨碎后制成的饮料。

1. 咖啡的主要成分

咖啡因、丹宁酸、脂肪、蛋白质、糖、纤维和矿物质等。

2.市场上常见的咖啡种类

(1)速溶咖啡

适合学生、白领等喜欢咖啡或者需要提神的人群。过量饮用速溶咖啡对身体会产生一些影响，速溶咖啡中添加的色素和防腐剂对身体也没有什么好处。另外，咖啡的生产过程中产生了一种叫丙烯酰胺的物质，这种物质是一种已知的致癌物质。

(2)自磨咖啡

包括咖啡店非冲调咖啡，咖啡品质取决于咖啡豆品种以及烘焙。

三、碳酸饮料

碳酸饮料指在一定条件下充入二氧化碳的饮料。主要成分包括：碳酸和柠檬酸等酸性物质、白糖、香料，有些含有咖啡因、人工色素等。除糖类能给人体补充能量外，充气的“碳酸饮料”中几乎不含营养素。常见的碳酸饮料有：可乐、雪碧等。

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。他不仅研究了水的碳酸化，还研究了葡萄酒和啤酒的碳酸化。他指出水碳酸化后 便产生一种令人愉快的味道，并可以和水中其他成分的香味一同逸出。他还强调碳酸水的医疗价值。1807年美国推出果汁碳酸水，在碳酸水中添加果汁用以调味，这种产品受到欢迎，以此为开端开始工业化生产。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传到全世界。

可乐等碳酸饮料深受大家的喜爱，尤其是年轻一族和孩子。但是，健康专家提醒，过量地饮用碳酸饮料，其中的高磷可能会改变人体的钙、磷比例。研究人员还发现，与不过量饮用碳酸饮料的人相比，过量饮用碳酸饮料的人骨折危险会增加大约3倍；而在体力劳动剧烈的同时，再过量地饮用碳酸饮料，其骨折的危险可能增加5倍。

过量饮用碳酸饮料还会导致骨质疏松，这是由于大部分碳酸饮料中都含有磷酸，这种磷酸会极大地影响人体对于钙质的吸收并引起钙质的异常流失；碳酸饮料可能增加患食管癌的危险，这是因为碳酸饮料使胃扩张，引发食物反流；不宜过量饮用冰饮料，否则会导致脏腑功能紊乱，发生胃肠黏膜血管收缩、胃肠痉挛、分泌减少等一系列病理改变，引起食欲下降等疾病。

在美国，碳酸饮料被认为是造成肥胖问题日益严重的主要原因之一。美国疾病控制和预防中心的资料显示，北美地区16%的儿童和青少年体重超标。美国公共利益科学中心的数据也表明，美国十几岁的男孩平均每天喝的碳酸饮料中所含的糖分，相当于15茶匙白糖。

四、果汁饮料

果汁饮料是以水果为原料，经过物理方法如压榨、离心、萃取等得到的汁液产品，一般是指纯果汁或100%果汁。可以细分为果汁、果浆、浓缩果浆、果肉饮料、果汁饮料、果粒果汁饮料、水果饮料浓浆、水果饮料等8种类型，其大都采用打浆工艺将水果或水果的可食部分加工制成未发酵但能发酵的浆液或在浓缩果浆中加入与果浆在浓缩时失去的天然水分等量的水，制成的具有原水果果肉的色泽、风味和可溶性固形物含量的制品。

几种常见果汁：苹果汁，富含钾、铁，少维生素C；葡萄汁，富含铬、钾，缺维生素C；橙汁，富钾及维生素C、维生素A；菠萝汁，富钾和维生素C；山楂汁，富含维生素C和铁；蓝莓汁，富含维生素A、维生素C、维生素E，果胶物质、SOD、黄酮；西瓜汁，富含氨基酸，腺嘌呤、糖类、维生素、矿物质；草莓汁，富含氨基酸、矿物质、维生素C、胡萝卜素、果胶和膳食纤维。

近年来流行的果蔬饮料是用新鲜或冷藏的水果或蔬菜加工制成的饮料。果蔬中含有B族维生素、维生素E、维生素C、胡萝卜素，以及钙、镁、钾等无机盐，这些成分对维护人体健康起着重要的促进作用。所以也越来越受到消费者追捧。

果汁饮料是健康的双刃剑。水果中缺有的纤维素和过高的糖分有时被视为其缺点。3~15岁的孩子大多都酷爱果汁饮料，渴了就喝果汁，结果越喝越渴，越渴越喝。有的孩子甚至拒绝果汁以外的一切饮品，从来不知道水的滋味。如此滥饮，许多孩子出现小腹胀鼓、食欲缺乏、消化不良、贫血、情绪不稳等症状，家长却不明白为什么会这样。其实这时孩子已患上了“果汁综合征”。大量无限制地喝果汁要么降低食欲，要么刺激食欲，患果汁综合征的孩子体格发育大多呈两极分化：过瘦或过度肥胖。正餐受影响，人体必需的蛋白质、脂肪和微量元素等必然缺乏，长此以往，孩子的免疫力下降，易生病。