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烹饪研究丨步入糖的复杂世界

 问心天地宽 2022-06-14 发布于北京
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——这种大家最习以为常的日常调味品,能为人带来最简单而直接的快乐,当糖触及舌尖,甜蜜的信号会在0.5毫秒内抵达中枢神经,多巴胺瞬间分泌,产生愉悦感,与此同时,糖分在身体中被分解,产生能量,涌进血液。糖独特的魔力与魅力,便是来自身与心的双重快感。

基于以上的原因,糖自古以来都被视为奢侈品,是一般民众难以获得的贵重食品。在人民普遍营养不良的中世纪,糖一度被当做“万能灵药”来使用,12世纪拜占庭帝国的宫廷御医曾写道:砂糖能起到退烧作用,对治疗咳嗽、热病、胸闷、嘴唇干裂、胃病等有显著疗效。甚至在犹太教的教义当中都说:上帝和他的信徒最终会走向“流着奶和蜜”的迦南去,由此可见糖类在人类社会中的地位之高。糖珍贵还有一个原因是获取的途径少,最直接的影响因素是当时社会科学技术落后,生产力低下,糖的生产只能够依靠人力、畜力和简单的机械来实现。近代工业革命的出现,给糖的生产插上工业化的翅膀,高效的机械和廉价的电能,让糖的产量产生质的飞跃,这才使糖从高高在上的神坛走进了寻常百姓家,成为普通老百姓的日常食物。

近年来,一场“抗糖主义”风暴从网络发端,席卷了人们日常生活的角落, 曾经的“ 万能灵药” 被批得“体无完肤”,食用含糖食物仿佛饮用慢性毒药一般,从皮肤到人体脏器无一不深受其害。为“抗糖主义”摇旗呐喊的不乏甜品行业的从业者,代糖类甜品、饮料也借此机会,如雨后春笋一般涌现在大众面前,糖有没有这么可怕?为什么我们的食物中需要糖?种类繁多的糖和代糖到底是怎么回事?这里就带领大家一探糖的世界。

不同类型的糖

日常生活最常见的糖是蔗糖(Sucrose), 它是人类最早提炼获得的糖类制品,也是目前应用最广泛的一类糖,具有甜度高、口味清爽的特点。糖类甜度的基准就是以蔗糖的甜度来制定的。生产蔗糖的主要来源是甘蔗汁, 新鲜甘蔗经过榨汁、蒸发、漂白后就得到纯洁如雪的蔗糖。甘蔗汁在加热后会发生一系列化学反应,使甘蔗汁的风味和色泽都发生变化,这种风味和色泽会留存在非精制糖中, 使它们具有独特的香气和外观,这就产生了以蔗糖为主的其他类型糖,比如赤砂糖、红糖和黑糖。生产蔗糖的副产品——糖蜜,如同糖浆一般的糖蜜经过发酵、提纯之后,便会成为风靡全世界的朗姆酒。

糖的另一个大类是淀粉糖类,大家经常在各种饮料和食品的配料表中看到的:葡萄糖浆、果葡糖浆、玉米糖浆,都属于这一类。葡萄糖(Dex⁃trose)顾名思义,它最早发现于葡萄中,除葡萄之外,几乎所有成熟的水果里都含有葡萄糖,它是一种天然来源的糖类。在工业生产和制备的过程中,玉米淀粉是葡萄糖主要的生产原料,经过酶和酸的作用,玉米淀粉中的长链分子被切断为细小的葡萄糖分子,最终提纯干燥而形成葡萄糖。如果不将淀粉的长链彻底切断,同时含有短链和葡萄糖的分子结构,则会成为葡萄糖浆(Glucose syrup),二者虽然是一字之差, 但物理特性相差甚大, 葡萄糖浆是一种透明黏稠的液体,而葡萄糖则是糖粉状白色粉末。

从淀粉转换葡萄糖的过程中,有个非常重要的参数叫做“DE值”,它用于衡量淀粉转化为糖的比例,DE 值越高,转化程度越高,反之亦然。当DE值等于0的时候是纯淀粉,等于100的时候,就是葡萄糖。

为什么人类会发现淀粉能制糖呢?这其中的故事还有点科幻色彩。

19世纪初,当拿破仑在欧洲发起大面积战争的时候, 法国受到英国的封锁,封锁的进口物资中就包括食品。

为了养活军队和国民,拿破仑设立奖金,鼓励创造各种生产和保存食物的新方法。经过科学家们的不懈努力,终于发现了用酸作为催化剂,将马铃薯淀粉转化成糖的方法。19 世纪中叶, 美国也开始用马铃薯生产葡萄糖,之后又发现玉米淀粉也可以实现同样的效果,随之就诞生了现代玉米糖浆工业。

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第三类重要的糖是转化糖类(In⁃verted sugar),与用淀粉制作糖的区别在于,纯转化糖是由蔗糖溶液加酸转化、过滤、精制、浓缩得到的。除了单纯的转化糖之外,还包括蜂蜜、糖蜜等。转化糖非常重要的一个特性是:吸附水分,添加了转化糖的食品就可以更加长久地保持湿润。蜂蜜中含有大量天然的转化糖,这也是很多食物配方中添加蜂蜜的原因。其他糖类中也含有少量的转化糖,比如日本非常有名的“和三盆糖”、绵白糖、赤砂糖、红糖、黑糖等,由于转化糖的吸湿作用,这些糖暴露在空气中就更加容易吸水结块。

最后一类是代糖类,代糖有天然的,也有人工合成的。天然来源有甜菊苷、罗汉果苷、甘草等,都来自于自然界的植物当中,老祖先很早就发现它们并施以应用,比如在广东,人们喜好的一些凉茶配方中就含有甘草。人工合成的代糖类有“ 阿斯巴甜”“安赛蜜”“三氯蔗糖”“糖精”等,其中较常见的是阿斯巴甜和安赛蜜,几乎大多数饮料中都含有阿斯巴甜。相比天然的代糖,人工合成类代糖物质国家管控得更加严格,因为不少人工合成代糖的副作用和食用剂量在国际上都尚有争议,委内瑞拉在前几年就曾封杀过零度可乐。

此外,人工合成代糖存有已经验明的食用后症状和不宜食用病症,例如阿斯巴甜,它对于患有“苯丙氨酸酮症”的人有危害,部分人喝含有阿斯巴甜饮品也会出现头疼、恶心、失眠等症状,因此含有阿斯巴甜的食品都需要在配料表中做明确标注。

糖的甜度和能量

甜作为一种主观感受,如何去对比各类糖的甜度呢?专业领域将15%的蔗糖溶液在20℃时的甜度定义为基准甜度, 其余糖类的甜度均以此为参照。

一般情况下,淀粉类糖的甜度都是低于蔗糖的,例如DE40的葡萄糖浆和葡萄糖甜度都在蔗糖的70%至75%。转化糖类的甜度都要更高一些,纯转化糖的甜度在蔗糖的130%左右,蜂蜜是一种以转化糖为主,含有部分葡萄糖的混合物,所以蜂蜜的甜度一般都要比蔗糖高,具体的甜度也跟蜜蜂的品种有很大关系。

相较于传统的糖类,代糖类物质在甜度方面完全不是一个数量级的,几乎是“一骑绝尘”,远远将传统糖类抛在身后。我们将蔗糖的甜度定义为100,那么阿斯巴甜的甜度是18000,甜菊叶中含有的“ 甜菊苷” 甜度是30000,对,您没有看错,就是这么夸张。这样就很容易理解代糖类饮料为什么能量更低了,如果想要达到和砂糖一样的甜度,甜菊苷只需要砂糖量的1/300就足够了。但是,为什么代糖没有取代所有饮品中的蔗糖呢?原因不单单在于代糖更晚的应用,另一个主要原因是口味。

在20世纪80年代,可口可乐公司就非常前卫地开发出了“零度”可乐,但这种可乐上市后并没有达到预想的销量。相比于现在我们喝到的“零度”,当时的配方几乎是一样的,可是为什么相对于传统可乐,更健康的饮品却没有多少人愿意买单呢?主要的原因就是风味,蔗糖在口腔中甜味感受的特点是迅速产生,迅速消散,整体比较清爽,而“零度”可乐使用的代糖则是缓慢产生,缓慢消散,甜味更加持久。当时大众对于减少糖量摄入并没有那么在意,更加在意的是口味和口感,所以才会出现“零度”可乐不被市场接受的状况,现在的情况正好反转过来,大家更加愿意为了健康放弃口味的细微差别。

甜这种味觉感受让人沉浸其中难以自拔, 这背后的基础逻辑是什么呢?因为在大脑看来,甜就意味着最直接的能量供给,充足的能量供给在人类进化历史上意味着更大的生存概率,这个对于人类的存续来说是极为重要的。当糖类进入人体之后,能被身体迅速分解吸收,血糖会随之快速升高,为人体供应能量,有一个概念来概括这种现象, 叫做升糖指数(GI)。升糖指数越高,就意味着这种食物对血糖的影响越大越快,反之亦然。传统的蔗糖、淀粉糖类毫无疑问是非常不友好的,代糖会不会是人体的好朋友呢?单纯就升高血糖指数而言,代糖的确有很多优势。部分代糖能够以极低用量来达到蔗糖相应的甜度,需要摄入的量就很微弱,自然对血糖影响很小。例如最近火爆全世界的“赤藓糖醇”,不会被人体所吸收代谢,所以怎么进去还怎么出来,对人体没有影响,可谓是非常理想的甜味剂。假如以全身健康为观测标准,代糖或许就没有那么友好了,有部分研究显示,代糖的甜味会刺激人体的味蕾,产生甜的感受,随着刺激人体的相关腺体开始工作,可身体实际却没有糖类进入,这样“谎报军情”的状况长期持续下去,人体自身的调节会出现不同程度的紊乱。

食品中糖类的作用

糖类除了单纯的甜味之外,在食物生产的过程中还具有很多无可替代的作用, 不少朋友都说, 蛋糕太甜啦,少放点糖吧,这样的思路过于简单粗暴,并不可取。下面就带大家了解一下为什么不能单纯意义上减少糖的用量。

保持水分、延长保质期——糖类的吸湿作用能够让产品自身保持水分,这样食物就会更加柔软适口,想象一下,一块松软适口的草莓奶油蛋糕如果丧失了其中水分,吃起来与生嚼海绵清洁球有什么区别?糖吸湿作用的另一个重要表现是延长保质期,微生物繁殖需要的水分如果被砂糖夺取, 自身也就没有办法继续存活下去,从而达到了延长保质期的目的。砂糖越多,保质期越长,这和我们日常生活的经验是完全一致的。

产生焦糖化风味——糖在加热的过程中,形态会从固体变为流动的液体,由白色慢慢变成诱人的焦糖色,直到最后彻底烧焦无法食用。糖在焦化以后会产生迷人的风味,这种芳香的风味让东西方厨师都为之倾倒,中餐炒菜、炖菜都会有炒糖色的步骤,西餐中由砂糖、奶油和黄油制作成的焦糖酱无人不爱,这些都与糖焦化的风味直接相关。

与焦糖化反应常常弄混淆的一个概念叫做“美拉德反应(Maillard reac⁃tion) ”,最早在1912年由法国化学家美拉德提出,它也与糖密切相关。这种由糖和蛋白质一起作用的反应,能产生更为复杂的迷人香气,煎牛排时表面诱人焦褐色就是美拉德反应的结果,烘烤过的面包也是同样道理。各种类型的糖中,转化糖和未精制的糖更加容易产生美拉德反应,代糖类物质正好相反,它们的分子结构和用量导致代糖类食物很难发生美拉德反应,焦化反应就更不用说了。想象一下, 刚出炉的烤面包如同雪白的馒头,没有了美拉德反应产生的香味加持,食用的风味也就无法同日而语了。

降低冰点——糖有吸附水分的作用,当糖水降低至0℃以下的时候,冰晶开始生成,糖通过束缚水分子,干扰冰晶的形成,从而使冰冻的糖浆获得柔软的质地和细小的冰晶颗粒,这就是冰激凌制作的基本原理之一。在冰激凌制作中,有一个参数叫做AFP值(Anti-freezing Power),用于衡量不同物质的抗冻能力,糖类是调节这个参数最为重要的手段。不同的糖类具有不同的AFP值,蔗糖为100,右旋糖为190,转化糖为190,数值越大,糖浆就越难以被冻结,只有在这些不同类型糖的共同配合之下,冰激凌才能实现零下十几度的冰箱中保持固液共存的形态。

增加液体黏性——糖溶于水之后会让水的黏性增强,在打发蛋白和全蛋液的时候,都会加入糖来增强泡沫的稳定性,这样一来,在和其他物料混合的过程中,才能够有效地保持住气体,让我们的蛋糕最终是充满气孔的蓬松结构,否则将是一块甜的死面鸡蛋饼。

除了以上主要的特性外,糖类还具备为酵母提供能量并增加风味、为巧克力淋面提供光泽、增加面团的脆度等诸多功能。可以说,缺乏了糖类的食物,不仅仅是丧失了甜度这么简单,而是将千百年来人类积累出的含糖类食品的构架彻底打破,再重新构建起一套新的理论和生产工艺,这样的难度可想而知。

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经过数代人的努力,绝大多数人类已经脱离了食物极度匮乏的境地,当那些传统的、充满脂肪和糖的食物摆在我们现代人面前时,我们不得不以更现代的眼光去重新审视它们,只有更加低脂、低糖的食物才是符合当下需求的健康食物。

荣获2011年西点世界杯冠军JordiBordas 致力于开发更加低糖的甜点配方, 在近几年已经获得了突破性进展,他创作的甜点配方,在能量方面比传统配方甜点降低了50%以上。他发现一种名为“菊粉(Inulin) ”的膳食纤维,在绝大多数情况下都能与蔗糖实现替换,维持蔗糖在食物中起到的作用, 而菊粉的甜度仅为砂糖的1%;菊粉这种膳食纤维对于控制血脂、降低血糖、改善肠道菌群等都显著效果;菊粉溶于水后会形成凝胶,产生类似于油脂的口感,在口感方面为减少脂肪的用量奠定了基础。他的理论和实践案例汇总为一个名为“B概念”的新型甜点体系,在世界范围内获得了广泛认可,为降低甜度和能量开辟了一种新思路。

现代人饮食需求不再是单纯的美味,而是美味与健康兼备。代糖是一个降低能量摄入的解决方案,但并不是唯一的, 传统的糖类也不是“ 蛇蝎”和“毒药”,在控制食用量的前提下满足一下味蕾也无碍健康。当各种代糖类食品铺天盖地席卷而来的时候,我们或许更应该提高警惕,不要被商家“无糖”“低脂”“零能量”等宣传术语蒙蔽了双眼,了解糖的世界和它背后的原理,才能真正获得一个属于自己的最佳解决方案。

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本期内容出品

撰文丨董瑾芳    编排 | Hana

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