本文節錄自科技大觀園的報導。詳述了當年人造奶油被發明出來的歷史還有一些科學原理。有興趣的話,多知道一些吧!

 

 

奶油是從牛乳中提取的脂肪,也就是用油脂分離機把牛乳分離成稀乳油以後,經過發酵、攪拌、凝集、壓製而成的黃色半固體物質。奶油的脂肪含量高達80%以上,其餘的大部分是水,還有少量乳糖、蛋白質、礦物質、維生素、色素等。奶油有淡、鹹等多種口味,可以塗抹在麵包上食用,也可以用來製造糕點、糖果等。

在1869年,法國當時鬧「奶油」荒。法國皇帝拿破崙三世考慮到軍隊的供給,因而發布命令:「因為考慮到民眾的情況,特別撥出一筆獎金,獎勵能發明一種如『奶油』那樣地營養,而且可口的替代物的人。」法國化學家麥琪-毛里斯(Hippolyte Mege-Mouriez)受到獎金的吸引,開始進行「人造奶油」的研發,並在1870年發明了人造奶油。他把牛油(牛脂肪)、碳酸鉀和一種豬、牛、羊等哺乳類動物胃液中的胃蛋白酶共同蒸煮,再把這些混合物放進水壓機中,分離成兩部分。一部分是未充分變化的硬脂,另一部分則再混合牛乳、水,進行充分攪拌,一直達到適宜的稠厚程度,壓製成「人造奶油」。

他先後在英國和法國取得專利,並在19世紀的70年代初,在巴黎附近的帕塞建廠生產。一開始產品命名成「oleumargarine」,其中的「oleum」是拉丁文的「油」,而「margarine」是拉丁文的「珍珠」,兩詞綴合起來也就是「油珍珠」。後來oleum被省略掉,簡稱作margarine,我們譯成「乳瑪琳」,也就是在臺灣可以買到的「人造奶油」。
不過今天的人造奶油已經不再是當時的產品了。當時的人造奶油在歐洲市場並不受歡迎,認為是一種「土奶油」,甚至在加拿大和南非等國,還禁止製造呢!

今天的人造奶油是以植物油為原料,經過加氫反應,也就是「氫化反應」而製成的。「加氫反應」就是把氫原子加到不飽和的分子中,使它轉變成飽和的分子。
化學家在19世紀初經過分析,確定奶油、牛油、豬油等固體動物油脂中,主要的成分是飽和脂肪酸酯類,也就是分子中含氫的原子數達到飽和。相反地,大豆油、花生油、棉子油等液體植物油脂,主要的成分是不飽和脂肪酸酯類,也就是分子中的氫原子數還沒有飽和。

「加氫反應」是法國化學家薩巴第埃和他的學生的研究成果,他們從1897年開始研究有機化學中的多相催化反應,證明不同的催化劑會產生不同的反應。在1900年,他們試圖把金屬鎳與乙烯結合,形成鎳的揮發性化合物。雖然實驗結果失敗,不能獲得鎳和乙烯結合的化合物,卻意外地得到了乙烷。
經過分析,確定部分的乙烯被分解,形成碳和氫氣。氫氣再和未分解的乙烯經過鎳的催化作用後,可以形成乙烷。乙烯是不飽和的碳氫化合物,它的分子結構中有一個雙鍵,而乙烷是飽和的碳氫化合物。就這樣子,薩巴第埃讓不飽和化合物轉變成飽和化合物,完成了加氫反應。接著他們又成功地使不飽和的苯轉變成環己烷。

在1901年,他們共同發表一項研究成果:不飽和物質的蒸氣和過量的氫氣一起通過還原的鎳,在適當的溫度下,能轉變成飽和化合物。他們還提出,這種直接的「氫化反應」,也可以使液態的脂肪酸(以油酸來說)轉變成固態的脂肪酸(硬脂酸),而且這種反應很容易進行,只要使鎳催化劑懸浮在油中,並有過量氫氣存在,液態油就能變成固態脂。這也就為油的氫化和「人造奶油」開闢了一條康莊大道,薩巴第埃也因此獲得1912年的諾貝爾化學獎。

在1902年,德國化學家諾曼按照薩巴第埃的理論,取得了「利用催化氫化使油硬化」的德國專利。他把氫氣鼓入含有分散懸浮鎳粉的油中,使油硬化,濾去鎳後,再添加色素、維生素等製成「人造奶油」。接著,他在1903年取得英國的專利,先後在歐洲和美國各地建廠,利用廉價的花生油、棉子油等製成半固態的「人造奶油」。臺灣現在也生產這一類的人造奶油,在市場也可以容易地買到。

液態植物油經過加氫反應後所得到的固體脂肪,不僅可以用來製造人造奶油,也可以用來製造食用油、化妝品、肥皂等。「加氫反應」不僅使液態油轉變成固態脂肪,也可以使石油中的不飽和碳氫化合物轉變成飽和化合物,或者把重油轉化成汽油,提高了石油品質。