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美食背後的科學密技

作者/Isa-Dietitian

美食是一種藝術,也是一種科學。《美國廚房實驗》節目的編輯總監傑克·畢曉普(Jack Bishop)說過:「做飯就是化學和物理實驗,唯一的例外就是你要把你的實驗產物吃掉」。那麼如何利用科學烹飪出獨特的香味?今天我來介紹幾道常見菜式背後的科學秘密,讓你變身廚房科學家!

Woman following recipe on digital tablet and cooking healthy meal; Shutterstock ID 254202712; user id: 13524336; user email: ka@zhihu.com; user_country: China; discount: 100%

懂科學,讓烹飪更有技巧,食物更加美味。圖片來源:站酷海洛創意

跟你PLAY一場味道的GAME

閉上眼睛,你能否清晰地想像出可口可樂、樂事薯片、麗滋餅乾和OREO餅乾的味道?這些加工食品的風味,都經過了美國的調味公司(Flavor Company)設計和改進。這些公司會輔助食品公司共同設計食品的味道,通過各種手段增強食品的鮮味、肉感、濃厚感,延長後味,增強各種味道的協調性。僅在2011年一年內, 調味公司和食品公司就有上百億的交易。他們和消費者們玩的就是一場味道的遊戲。

味道的基礎是一些化學分子,或「風味類物質」。這些風味類物質被我們鼻子裡和口腔裡的味覺接收器捕捉,加工而形成了不同味覺。

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5種基本味覺對應的受體和刺激物。圖片來源:食品科學2012, Vol. 33, No. 07, p320

我們在自己的烹飪過程中,通過合理的食材搭配,顏色與質地的調整,溫度控制和烹飪方法的選擇,也能充分開發食材的潛能,讓更多天然芬芳的風味類物質激發和釋放,做出更加好吃的菜。

竅門一:加點糖

我們在家做各種家常菜時,總有長輩建議我們「放點糖」。在紅燒肉裡放點糖,燉肉時整條街都肉香四溢。在烤肉上刷點蜂蜜​​,烤出來又脆又香。這些烹飪小竅門背後有什麼科學玄機?

在回答之前,請先來「找相同」:

啤酒牛排紅燒肉,土司薯條烤花生,煉乳咖啡威士忌,培根烤雞炒洋蔥,這些食物除了「我都愛吃」之外,它們的另一個共同點是什麼?

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答案是:這些食物都能釋放出獨特的香味,且在製作過程中,會「變棕色」。

很多人認為烤肉和牛排的棕色是來自於醬油等調料,而烤麵包,烘焙咖啡的棕色是因為烤「焦了」(學名是碳化反應),其實不然。這些食物的棕色和獨特香味都歸功於“糖”。糖在食物的烹飪過程中可以發生一系列的「棕色反應」Browning——包括梅納反應(Maillard Reaction)和焦糖化反應(Caramelization)。

梅納反應指在烹飪過程中的還原糖(食物本身的糖或者烹飪加入的糖)與食材中的胺基酸發生了一系列複雜的反應。在反應的過程中,生成並釋放了成百上千個有不同氣味的中間體分子及棕黑色的大分子物質(類黑精或擬黑素),為食品提供了宜人可口的風味和誘人的色澤。

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烤牛排表面的褐色外皮。圖片來源:foodlovejoy.com

紅燒肉中加入醬油確實增加香味,但它並不是肉香的主要來源。在梅納反應過程中,肉裡的胺基酸和醣類反應,生成了包括還原酮、酯、醛和雜環化合物等揮發物——這才是讓我們垂涎欲滴的根源。這些釋放出來的一系列化合物有各自獨特的味道:二乙酰有黃油味,呋喃類有堅果味,乙酸異戊酯有香蕉味,丙酸乙酯有果味,鄰氨基苯甲酸甲酯有葡萄味,檸檬烯有橘子味,乙癸二烯有梨味,己烯丙酯菠蘿味,乙基香蘭素有香草味……我們聞到和嚐到的「肉香」,其實就是這些味道分子的不同組合。

以不同食材為基礎的梅納反應在不同溫度下生成的風味分子也不一樣,它們的組成比例也不同。這些風味類物質與我們加入的調料和食材本身的味道組合融合到一起,協調成最終複雜的,令人神往又難以言表的香味。

除了 ​​肉類,麵點類也有梅納反應,烤過的麵包聞上去就會很香。如果你在麵包表面刷薄薄一層蜂蜜,或者塗上花生醬再烤,麵包的味道就會更好。加入的塗料除了本身帶有香味,也促進了更多更快的梅納反應,讓麵包的味道大升級。另外,梅納反應的最佳反應溫度是140-165在這個溫度範圍內烤出來的麵包和肉就會散發出特殊的香味,讓人欲罷不能。

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蜂蜜吐司厚片在烘烤麵包的過程中,就會加入蜂蜜。圖片來源:youtube.com

為什麼「炒糖色」會讓菜變得好吃?

「炒糖色」是另一種跟隨著梅納反應之後的第二步棕色反應——焦糖化反應,它和梅納反應的主要區別是:焦糖化靠糖和水就能完成,沒有胺基酸的參與。焦糖化反應一般發生在170的條件下,時常跟隨著梅納反應發生。我們常說的「炒糖色」就是在炒菜時加入水和糖,等糖水變得冒泡、顏色變深且粘稠時再放肉,這樣整道菜會產生一種獨特的、類似堅果味的特殊香味。這種香味來自於焦糖化反應過程中產生的揮發物。除此之外,焦糖化還增加了糖的黏度和可塑性,讓菜品看上去更加光潤漂亮。

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溫度對梅納反應(美拉德反應)和焦糖化反應產生的味道的影響。圖片來源:Isa-Dietitian

糖葫蘆、巧克力、焦糖布丁、煉乳和太妃糖也用到了焦糖化。在製作糖葫蘆的過程中,水可以使醣類加熱得更為均勻,防止燒焦,也能促進焦糖化反應較快發生。法式焦糖布丁上面的一層又香又脆又甜的糖皮,也是甜點師傅用酒精噴槍迅速融化布丁表面的一層砂糖,促進其焦糖化形成的。

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法式焦糖布丁上一層又香又脆又甜的糖皮。圖片來源:fancityacireale.it

竅門二:水果冰鎮後,更甜

夏天烈日炎炎,帶回家的桃子,李子和西瓜經過一路顛簸,都變溫了。這時候,如果把水果放到冰箱或者浸入冰水裡冰鎮一會兒,味道會更加香甜好吃。為什麼呢?除了溫度本身讓你感到涼爽外,果糖背後也有它的小秘密。

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冰鎮後,水果會更甜。圖片來源:dailyfinance.com

影響甜度的主要因素有兩個:濃度和溫度。我們的味蕾接受不同甜味分子的敏感度不同,比如,同樣分量的果糖,在較低溫度下會比同樣分量的蔗糖更甜,而在較高溫度下反而不如等量的蔗糖甜。水果中的主要糖分就是果糖,我們在食用水果時,溫度越低,我們的味蕾對果糖的甜味就會更加靈敏,吃起來就會顯得更加香甜。

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從圖中可以看出,果糖的比甜度會隨著溫度的升高而降低。

竅門三:或濃或淡,不靠調料靠顏色!

除了 ​​溫度,食品的顏色和質地也能讓它「變味」。顏色可以很大程度上影響我們的味覺感官和食慾。我們對很多食物味道的判定都受到了顏色、質地的影響,我們總會認為顏色越深,質地越稠,味道越重,反過來說淺色的、質地稀薄的食物則讓人感覺味道清淡。

我們總喜歡拌個涼菜來吃,方便又涼快。怎麼讓你的拌菜看上去更加香甜清爽?多放些五顏六色的水果蔬菜,豐富菜品的色澤,可以讓人食慾大增。想做一道清爽的夏日靚湯?適當地增加淺色和綠色的食物(青菜,豆腐,小蔥等)會讓你的湯變得更加誘人。

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夏天食慾不好時,一道色彩豐富的清爽沙拉會讓人食慾大開。圖片來源:simplyscratch.com

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清爽的蔬菜湯。圖片來源:sodahead.com

而顏色較深且質地濃稠的菜品就會讓我們想到濃郁的香味。勾芡是傳統烹飪技巧之一,它就是是利用澱粉來增加湯汁的黏稠度,使這道菜的賣相和口感都有提升。其實澱粉本身沒有任何味道,但勾芡之後,晶瑩的湯汁就會讓菜品看上去更加鮮亮,潤滑的口感讓我們覺得味道更加豐富。那要想燉一鍋噴香濃郁的蘑菇湯呢?可以用醬油適當增加湯的顏色,蘑菇的味道也會顯得更加醇厚。

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勾芡會讓食物的色澤更加鮮亮誘人。圖片來源:wxsfq.com

另外在炎熱的夏天,我們對「果味顏色」的抵抗力尤其地低,許多食品​廠商也利用了這一點,讓夏日甜品顏色更加明亮。對於各色的冰涼夏日特飲,還有人做過一項有趣的實驗:如果飲料或甜品裡加入淡淡的紅粉色,品嚐者會覺得有顏色的比無色的更好吃,且味道甜2% -10%。顏色對味道的影響來自於我們過去的經驗和聯想。有些人對顏色與食品的記憶聯繫尤其深刻,他們就更容易中招:紅色容易讓人聯想到「夏天的冰涼西瓜」和「香甜的草莓」;黃色讓人想到「酸酸的檸檬」和「淡淡的橙香」;而綠色讓人聯想到「清爽的黃瓜」、「薄荷葉」或「清新的奇異果」等等。

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五顏六色的冰棍是很多人的消暑首選。圖片來源:tattoopictures.co

如果自己在家準備冰品,我們也可以利用這一點,讓自己和朋友們更加享受:使用透亮的玻璃杯,在冰水里加上有顏色的水果,讓水反射出水果淡淡的顏色,這樣不僅喝起來涼爽痛快,還有淡淡的果香,即使不加糖你也彷彿嚐到這杯自製飲料的絲絲甜味。在質地上,稀釋、帶冰、有氣泡的飲料也能讓我們感到冰涼痛快。

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這樣一杯飲料,在夏天不但看著好看,喝起來也是清涼解渴的。圖片來源:站酷海洛創意

竅門四:想提鮮?用「鮮味炸彈」!

我們平時吃的食物,有些會有獨特的鮮味:日本的海帶湯加柴魚片,中國的雞湯加韭菜或大白菜,蘇格蘭的青蔥馬鈴薯雞湯以及義大利的起司蘑菇湯。為什麼這種組合會讓鮮味暴增呢?這些都是呈味胺基酸和鮮味核苷酸的功勞。

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鮮味滿滿的味噌湯。圖片來源:youtube.com

1908年,日本的池田菊苗教授首次發現,鮮味是由一類鮮味胺基酸鹽和鮮味核苷酸形成的一種「令人愉悅且美味可口的味道」。我們人生第一次體驗鮮味是從母乳中——人乳的鮮味胺基酸組合與雞湯很相似。呈味胺基酸有很多種,如甘胺酸和丙胺酸有甜味,天門冬胺酸和谷胺酸具有酸味和鮮味,纈胺酸、苯丙胺酸、酪胺酸和亮胺酸則有苦味。帶有苦味的胺基酸如果單獨出現,並不能讓人愉悅,但當它們與酸甜等味道結合起來,就能形成特殊的風味。

雞肉等肉類富含鮮味核苷酸,當它們與富含谷胺酸鹽的食物(如甘藍、芹菜、胡蘿蔔、番茄等)一同烹製時,就會發生鮮味協同作用(umami synergy ),菜餚整體的「鮮味」就能大大加強。即使很少量的鮮味食材就能產生不錯的效果,這種方法被很多廚師稱為「鮮味炸彈」

番茄是呈味胺基​​酸的「代言人」,有它參與燉出的湯汁都異常鮮美。除了 ​​番茄本身的酸甜味及色澤,番茄中含有較高的鮮味胺基 ​​酸——天門冬胺酸和谷胺酸,也功不可沒。鮮味胺基​​酸的比例也很重要,科學家們發現,當番茄裡這兩種氨基酸的比例在4:1時味道最佳。番茄由綠到紅、由生變熟的轉變的過程中,這兩種胺基酸的比例也在調整,成熟時的番茄味道最鮮美,燉湯效果也最佳。

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隨著番茄的成熟,其中的呈味氨基酸含量也會逐漸升高。

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番茄+牛腩一直是一個經典的組合。圖片來源:answers.com

除了往湯裡放少量番茄,還有哪些其他的選擇可以提鮮呢?富含鮮味胺基酸和鮮味核苷酸的食品還有很多:魚類、貝類、醃肉、蘑菇、白菜、菠菜、芹菜、韭菜、蘆筍、胡蘿蔔、發酵乳製品(優格,起司等)、豆製品(黃豆、味噌、豆瓣醬等)、醃菜類(泡菜等)以及綠茶。下次燉湯時,不妨嘗試一下這些小竅門吧!

  • 燉肉(核苷酸)時放些番茄,白菜、芹菜,胡蘿蔔或幾片韭菜(谷胺酸);
  • 海帶(谷胺酸)配香菇或柴魚片(核苷酸);
  • 做肉類食品時(核苷酸)時放幾片綠茶(谷胺酸);

為了方便實踐,根據我們常用的烹飪習慣我總結了一個連線圖,更多組合還等待大家共同的開發:

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竅門五:大中小火,傻傻分不清楚

烹飪肉類時,稍不留神肉就「老」了。很多人總覺得跟肉的部位有關係,而忽略了烹飪技巧。其實烹飪肉類的火候至關重要:到底應該先大火煮開再小火燉,還是應該先中火煮熟再大火收汁?美國食物實驗室(Food Lab)的大廚肯吉·肯紀洛佩茨-奧特(Kenji Lopez-Alt)經過多次探索發現,煎牛排時如果一開始就大火燒開,再改小火煎制,會流失更多的原汁,讓肉類越煎越柴;相反,如果一開始用較低的溫度(中火或小火)讓肉變熟,最後大火鎖住肉汁,不僅能保留肉香原味,還能在牛排外層形成一層脆皮,口感和滋味都是一級棒。而我們常說的「爆炒」則是通過快速加熱使肉類外部又焦又脆,形成一層「殼」,鎖住裡面的汁水。

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「爆炒」可以通過快速加熱使肉類外部又焦又脆,形成一層「殼」,鎖住裡面的汁水。圖片來源:startupsupper.com

此外,剛烹飪完畢剛剛撤火的肉不要馬上吃,要讓肉「休息一下」,它會自己變得更好吃。這是因為在烹飪結束後,肉類內部還在繼續進行加熱,等待一段時間後,肉的內部溫度更加均勻,烹飪更加充分,比立即就吃的味道更好。

竅門六:複雜的味道更誘人

味道的搭配是一門大學問。複雜的味覺搭配比單一的味道更讓人喜歡,且更加讓我們記憶猶新,欲罷不能。很多我們愛吃的食物就是這種「複合味覺」的產物,如巧克力是苦味與甜味的結合,泡菜是鹹味和酸味的結合,話梅是鹹味、酸味和甜味的結合。

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巧克力上加一點點海鹽,會更加美味。圖片來源:shemakesandbakes.com

中華料理博大精深,有很多經典菜利用了複合的味覺搭配。很多素菜都能做出類似於肉的味道,賽螃蟹就是其中之一:這道菜用雞蛋和薑末一起烹飪,模擬出了螃蟹的味道。日本的一個味覺實驗室做了一個給小朋友們玩的味覺遊戲,鼓勵小朋友們開發自己的味覺,尋找不同搭配帶來的奇妙感受。夏天正是各類瓜果盛產的季節,我們不妨也來試試:

  • 把蜂蜜塗在黃瓜上,然後閉上眼睛嘗試,是否有哈密瓜的味道?
  • 把番茄上放少量的白糖,能否模擬出草莓的味道?
  • 牛奶裡來幾滴米醋,有優格味嗎?
  • 蘋果配著牛奶吃,有沒有一絲吃葡萄的感覺?

很多食材之間,除了味道的疊加與協調,還能產生一些反應,產生更多的香味。我們在高中就接觸到了酯化反應——酒(醇類)和醋(酸類)在烹飪過程中會發生酯化反應,輔助去除魚肉中的腥味分子(三甲胺等),同時生成具有芳香氣味的各種酯類分子,讓菜品噴香可口。酒自身的「生香反應」也是一種酯化,窖藏幾年的酒再取出飲用,其內部的糖與酒精酯化,會讓酒味道更加醇厚。

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燒魚時加點酒,就算沒有親自試過,我們也多少聽別人說起過這個小竅門。圖片來源:tainan.gov.tw

吃餃子的時候,除了醋,我們有時還會加些蒜和香油。其實還有一種佐料能讓餃子吃起來更加芬芳四溢——白酒。如果往餃子醋裡放少量的白酒,餃子沾著吃特別香!這就是乙醇分子與醋酸分子發生了酯化反應,產生出了芳香的氣味。愛吃餃子的朋友們一定要嘗試一下。

參考文獻:

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  6. http://www.umamiinfo.com/umami-rich-food/
  7. http://nutritiondata.self.com
  8. http://web-japan.org/kidsweb/hitech/taste/002.html
  9. http://lifehacker.com/how-to-improve-your-home-cooking-with-the-power-of-scie-511405909

本文轉載自果殼網

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