煮熟的湯圓為什麼會浮起來？

Ａ 編按：於 2020 / 12 / 21 修訂文章段落，原文中「物體受到的浮力等同於排開液體的體積」改為「物體受到的浮力等同於排開液體的重量」。

要煮一碗好吃的湯圓，其實很簡單，首先燒一鍋水，水滾後把湯圓丟進鍋子裡維持攪拌以防黏底燒焦，等到湯圓浮起，用小火煮個一兩分鐘，就可以起鍋加湯趁熱吃了。煮湯圓的過程中有一些小「眉角」可以讓湯圓更好吃，如湯圓會浮到水面再煮個幾分鐘就剛剛好，甜湯和湯圓得分鍋煮才好喝，究竟為什麼呢？

一切都要從湯圓的主要材料，糯米粉開始講起。

澱粉，一切都是因為澱粉

糯米粉的主要化學成分是澱粉[1]，將澱粉在室溫下加水不會有太劇烈的反應，就只是吸水微微膨脹，爾後沉澱。但如果將澱粉混合適量的水分並且加熱（60-70度，依澱粉種類），則會產生所謂的「糊化反應」（Starch gelatinization），原先聚集在一起的生澱粉間的鍵結被動搖，水分子趁隙插入澱粉分子間，如果有足夠的水與熱能進行到最後，水分子將會包圍澱粉分子──也就是澱粉溶解在水溶液中了。

在廚房裡進行一個勾芡的動作，前半段就是標準的糊化反應：本來太白粉在室溫下加水不過是個可疑的白粉懸浮液，將它倒入熱騰騰的湯中，攪散幾秒後白色的澱粉顆粒們就都消失，溶入湯中了──至此，就是一套完整的「糊化反應」。

勾芡的後半段，溫度降低後，原先因高溫而分開的澱粉分子，彼此間的化學鍵拉力又開始拉近彼此，也就是所謂的稠化過程；勾芡要等到降溫之後才能看見結果，你的湯品（玉米濃湯、酸辣湯等）此時才開始黏糊糊的。這也是為什麼一般湯圓和甜湯會分開煮，因為煮湯圓過程中，有一部分的澱粉會進到水裡完成糊化反應，而降溫後這些澱粉會讓甜湯微帶黏稠，口感不好。

湯圓煮熟會浮水主要就是由於半套的糊化反應，為什麼說半套？客倌您看清楚，湯圓並沒有變透明啊！煮湯圓加熱會破壞澱粉分子的結晶，讓水分趁虛而入──也就是糊化的前半段。糊化化學反應進行的同時，湯圓的物理性質也有改變：當水進到澱粉分子間，形成新的結構，讓湯圓的體積變大了。根據傳奇的阿基米德原理[2]，物體受到的浮力等同於排開液體的重量；因此隨著煮湯圓的過程（半套）糊化反應持續進行，湯圓體積持續變大，所受到的浮力也因此持續增加，待湯圓得到的浮力等於湯圓本身的重量，就可以見到浮到水面的湯圓啦。

冰太久的湯圓煮不熟

湯圓吃多了不消化，吃不完的湯圓怎麼辦？有點廚房常識的人大概都知道，煮過的湯圓再度加熱，裡頭的湯只會變得越來越稠；或者科學一點的說法，持續加熱完成糊化反應的澱粉會越來越多，湯裡的澱粉越多冷卻的湯就越黏……。那乾脆不要下鍋煮，把吃不完的生湯圓擺冰箱吧？

呃，實驗[3]證實，這也不是個好主意，因為擺太久的湯圓會乾脆不熟了。

讓湯圓煮熟需要水分與澱粉結合反應，但是在冰箱（特別是冷凍庫）放太久的湯圓，湯圓內、澱粉間隙的水分很容易被抽乾。把乾掉的湯圓下鍋煮[4]，外部能接觸到水份的部分照正常速度煮熟甚或煮爛了，但是內部沒有水分與之反應（外部的水分很難進去），裡面的澱粉再怎麼加熱也沒有反應，就只是個澱粉團。成果便是外糊內粉、無視沉沒成本決心沉底的一鍋……生湯圓糊。

所以湯圓最佳的保存手法，就是廣邀親朋好友趕快吃掉化為他們身上的脂肪（誤），畢竟冬至或元宵吃湯圓不是重點，重點應該是親友相聚的歡樂時光啦。

• 註1. 糯米粉內含的澱粉主要是支鏈澱粉（我們一般吃的米會有直鏈澱粉占15-17%），這也是糯米煮起來比其他米種黏的主因。
• 註2. 由於你一定記得的、那個衝出浴缸大喊「尤里卡！尤里卡！」（εύρηκα 希臘語：「我發現了！」）的故事，浮體原理應該是阿基米德最膾炙人口的貢獻。
• 註3. 這篇文章的發想，就是因為我們家那兩盒在冷凍庫從冬至擺到元宵以致於怎麼煮都煮不熟的大小湯圓。
• 註4. 目前我想到的補救方法只有打掉重練：把乾掉的湯圓捏成粉再加水重頭搓一次。徵求實驗結果或其他補救方法，這個方法顯然不能應用在挽救大湯圓身上。

參考資料

1. 食物與廚藝：麵食、醬料、甜點、飲料；大家出版社；2010/03/15。
2. 食物與廚藝：蔬、果、香料、榖物；大家出版社；2009/12/14。