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  • 1 # 使用者7809837325496

    說說一些最簡單的物理化學變化:絕大多數的食物皆由水、脂質、碳水化合物、蛋白質構成,以及一些調味品如氯化鈉(鹽)、穀氨酸鈉(味精)、碳酸氫鈉(小蘇打)諸如此類;

    我們將食物透過不同形式的熱量傳導(絕大多數是加熱),或醃漬、發酵,經由容器而完成料理的過程;

    最後,這一系列的物理與化學變化,隨著咀嚼、唾液酶等過程走向終點,帶來了美食的口感與風味。

    其中對應的變化舉例一些常見的例子如下,

    水:

    我們常見的食材中有70%以上的水含量,它會溶解各式各樣的物質、在固化成冰晶的時候會刺破細胞壁影響食物的口感(因此需要緩慢解凍),而氣態水凝結則大量放熱快速烹飪食物。

    脂質:

    大多數的香料都是脂溶性的,能把香料更細緻的滲透到整份食物當中。並且,油脂使我們的食物帶來柔潤的口感,其遠高於水沸點的油脂令食物表層脫水造成酥脆的質地,並參與褐變反應帶來全新的風味,也就是重要的梅拉德反應(梅納,Maillard),變成褐色的肉類及其油脂能夠為食物帶來額外豐富與濃郁的香氣,這大概就是烹飪中最著名的化學反應了吧。

    梅拉德反應屬於褐變反應中最重要的一種,不僅僅是烤肉中才存在,我們熟悉的麵包外皮、深色的啤酒、咖啡豆的烘炒,都屬於這1910年被發現的梅拉德反應。

    需要注意的是油脂溫度過高時會迅速碳化食材,除了影響風味以外還會帶來三類破壞我們DNA而導致癌症的物質(HCA、PAH、亞硝胺)。

    碳水化合物:

    澱粉、纖維素、植物膠等碳水化合物大量存在於植物之中,產生的化學反應例如人類的消化酶,能夠把澱粉分解為單糖。

    蛋白質:

    最具挑戰的料理分子,只要接觸一些熱、酸、鹹就會發生變性與凝聚反應,比如煮熟的雞蛋完全不同於生雞蛋的特性,比如經過數個月醃漬的肉類看起來“熟了”。蛋白質的變性非常複雜多樣,既有物理變化也有化學變化,甚至當你把食物中的水份排去,由於原先水份氫鍵的斷開,蛋白質的結構都會發生改變甚至分解。另外,剛才提到過的酶也是一種蛋白質,細菌的消化酶能使得食物改變顏色、質地、口味或營養,比如食物的酸敗腐壞,或是歷史悠久的微生物發酵技術,也是一種常見的料理化學反應。

    熱傳導:

    1、常見的有沸水煮,用熱水對流來加熱;蒸煮,利用蒸汽凝結成液態時的大量熱量。這兩種做法使加熱控制在100℃,而真空低溫慢煮和高壓鍋則分別可以將溫度控制在100℃以下及120℃左右。

    2、常見的輻射加熱有微波(僅可加熱含水食物)及燒烤爐,人類最古老的烹飪技法。最極端的高溫有噴火的焊槍,能打到1600℃以上。

    3、煎炒和油炸,約175℃~225℃的加熱方式,迅速讓食物表面脫水的一種乾式加熱法,常以麵粉澱粉之類的其他材料作為外皮來獲取獨特的風味及隔熱,避免食物內部失水過多。

    我們可以看到,從最極端的低溫慢煮到噴火焊槍,不同烹飪方式可以認為是一種熱傳導高低的選擇,牛排就常常使用55℃的數小時慢煮來熟透內部,加上極高溫的火焰數秒來褐變表面,並形成酥脆的表皮。

    容器:

    通常容器為了追求良好的導熱效能,並且需要避免發生化學反應的發生而存在。但兩者之間有一些矛盾之處,即化學穩定性最強的陶瓷導熱效能奇差無比,所以一般只用於緩慢加熱的烹飪方式,另一面則帶來優秀的保溫效果。銅作為最佳導熱材料之一,卻很容易發生化學反應,它能穩定的發泡蛋白併為蔬菜增色,但過量的攝入會造成一些健康上的問題。不過也有利用銅的化學性質進行烹飪的例子:Why whip egg whites in copper bowls?

    因此不鏽鋼鍋具、難以保養的鑄鐵鍋,儘可能少用的不粘鍋,是當今比較常見的鍋具。

    (不粘鍋的塗層製作會帶來嚴重的環境汙染,達到高溫240℃~300℃時會大量分解塗層冒煙,這些煙霧被認為有很大的毒性,因此必須謹慎的進行高溫爆炒,嚴禁空燒。除此之外不粘鍋屬於易耗品,一旦表面塗層劃傷就會開始剝落,混入食物中,並失去不沾的功能。參考資料:《食物與廚藝》第一卷 P326,《料理的科學》P494)

    所謂之“熟”的概念也不應當模糊,有三個基本的原則:

    1、足以殺死有害人體的細菌、寄生蟲等,每種食物都有不同的殺菌需求,這一點非常重要,能單獨寫一大篇;

    2、使食物易於咀嚼、消化;

    3、帶來美好的風味及口感;

    這三點之間有時候會相互矛盾,例如最美好的風味有可能會同時帶來食物中毒的風險;亦或是不同的部位需要不同的熟度,就需要多種烹飪手法分別料理、交叉使用。

    最後,當食物完成了料理的過程,走向終點,我們的口腔內。

    咀嚼造成細胞壁破裂,

    噴湧而出的酸甜苦鮮鹹碰撞味覺的受體,

    鹽分,脂肪,及肉的酸性促進著唾液的分泌。

    麻辣澀刺激著三叉神經,

    擴散、爆裂開的氣味分子進入鼻腔,

    唾液酶以每秒100萬次的反應催化著口中的食物產生新的物質,

    共同構成了旅途終點上百個聲部的美食交響樂章。

    隨著情不自禁吃到美食的沉悶低吟加上吞嚥的快感,

    食物滑落進消化系統的深處,

    繼續進行著複雜的物理與化學變化,

    開啟了生物命運輪迴的全新章節。

    繼續瞭解和學習烹飪食物的秘密,能從本質上提醒我們還有多少做好美食創新的可能性,永遠不要放棄探索的步伐。

    如今,我們對食物烹調過程中的複雜變化,還只是略知一二,光是肌肉中的酶就有幾百種,而具體的反應細節紛繁複雜——從在冰箱裡,肉類中的天然酶慢慢發揮作用,將蛋白質、脂肪和其它分子分解。隨著烹飪的過程,氨基酸、肽類、單糖以及結構更復雜的糖類,核苷酸和鹽、脂肪和油脂,全部參與到這部複雜的交響樂章裡。這些分子最初的反應引起了上百個進一步的相互反應,從而反過來又聲稱了上千種不同的化學物質。這種級聯反應生成了大量的芳香化合物……

    與其說這是一篇對『食物因加熱而變「熟」,對應哪些物理或者化學變化?』這個問題的回答,不如說是再次意識到自己的無知,感嘆大自然的奇蹟。

    新開專欄,關注嚴肅的烹飪科學:開源廚房

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