美味的化學反應

徐海

當鐵板上的烤肉吱吱作響、路邊燒烤店里飄出陣陣誘人的香氣時，一個個化學反應也在同步進行。讓我們走進美味的化學反應，探尋其中的奧秘吧！

燒烤美味的奧秘——美拉德反應

近期，憑借著“烤爐+小餅+蘸料”的燒烤“靈魂”3件套，淄博燒烤吸引了無數(shù)游客前往品嘗。燒烤如此誘人的奧秘與美拉德反應有關。

1912年，法國化學家美拉德發(fā)現(xiàn)，甘氨酸和葡萄糖的混合液加熱時，會反應產(chǎn)生一種氣味非常香的褐色物質(zhì)。后來，科學家進一步研究發(fā)現(xiàn)，這種褐色物質(zhì)是許多食物具有誘人味道的主要原因。

最終，人們把含氨基的化合物（例如蛋白質(zhì)、氨基酸等）與含羰（tāng）基的化合物（主要是各種還原糖，例如葡萄糖、果糖等）間發(fā)生的復雜化學反應，命名為美拉德反應。美拉德反應也是食品加工過程中一類常見的非酶褐色反應。

?中國燒烤歷史悠久，東漢的《庖廚圖》刻畫了這樣的景象——當時的人們把肉切成大塊，串在籖（qiān）上，架好燔（fán）爐，點燃桑木炭，一手執(zhí)串，一手扇風，等待美食出爐

肉類中含有豐富的蛋白質(zhì)（分解會產(chǎn)生氨基酸），燒烤時涂刷的蜂蜜水中則含有糖類，兩者在木炭提供的高溫條件下會發(fā)生美拉德反應，燒烤時我們聞到的香氣也由此產(chǎn)生。而燒烤時的溫度很高，美拉德反應會更劇烈，產(chǎn)生的香味物質(zhì)也更多。

而且，不同的氨基酸與不同的還原糖能產(chǎn)生不同的香味。研究表明，在180攝氏度的條件下，甘氨酸、丙氨酸、絡氨酸、天冬氨酸等氨基酸和等量葡萄糖反應可產(chǎn)生焦糖香氣，與纈氨酸可產(chǎn)生巧克力香氣，與組氨酸、賴氨酸、脯氨酸可產(chǎn)生烤面包香味，與L－蛋氨酸可產(chǎn)生土豆香味。因此，在加工過程中，我們可以利用美拉德反應，將氨基酸和還原糖加入食品中，并加熱處理，使食品產(chǎn)生宜人的風味和色澤，以提高營養(yǎng)和改善食品的風味。

在美拉德反應中，除了反應原料，酸堿環(huán)境、水含量、反應溫度等因素也對其有重要影響。例如，酸堿環(huán)境對美拉德反應的影響——堿性環(huán)境對其有促進作用，而酸性環(huán)境對其則有明顯的抑制作用。因此在燒烤時，我們要盡量避免加入pH值低的食材。

另外，你有沒有覺得用木炭烤出來的肉會格外美味呢？那是因為木炭是用木材制成的，燃燒時會釋放芬芳族化合物，可以增加烤肉的風味。

炒糖色背后的化學反應

炒糖色是我們在烹飪菜肴時給食物上色的常見方式，但它的背后是十分復雜的化學反應，不僅涉及了上述提到的美拉德反應，還有糖加熱的焦糖化反應。

我們在炒糖色時，需要先在高溫下將糖加熱形成黑褐色的物質(zhì)——這一步驟所發(fā)生的化學反應就是焦糖化反應。在加熱的過程中我們會觀察到，蔗糖加熱融化后，濃稠的糖漿會慢慢由無色變?yōu)闇\黃色，再逐步變?yōu)樯詈稚?，直到黑褐色。它一開始嘗起來是甜的，聞起來也沒有氣味，然后慢慢出現(xiàn)酸味與些許苦味，并散發(fā)出豐富的香氣。

?不同溫度下發(fā)生的反應（繪圖/周游）

天門冬氨酸分子式與氨基

?葡萄糖分子式與羰基

具體原理是，糖類在沒有氨基化合物（即前文提到的蛋白質(zhì)、氨基酸等）存在的情況下，當加熱溫度超過它的熔點（高于135攝氏度）時，會發(fā)生脫水或降解，生成兩類物質(zhì)：一類是糖脫水聚合產(chǎn)物，俗稱焦糖或醬色；一類是降解產(chǎn)物，主要是一些醛類、酮類揮發(fā)性香味物質(zhì)。它們分別給食物帶來悅?cè)说纳珴珊惋L味。

食物制作中，在加入肉或其他材料烹飪時，焦糖化反應和美拉德反應往往會同時發(fā)生。

需要注意的是，美拉德反應通常會和焦糖化反應混淆起來，焦糖化反應也是一種非酶褐變反應，與美拉德反應不同的是只有糖類物質(zhì)參與而沒有蛋白質(zhì)等氨基化合物的參與。在實際的烹飪過程中，美拉德反應和焦糖化反應往往同時存在，兩者相互影響使食物產(chǎn)生更復雜的香味。

化學反應也可以是美味的，當然“美味的化學反應”遠不止文中提到的這些，你還知道別的美味的化學反應嗎？歡迎掃描二維碼告訴知力君！

知識拓展

咖啡中的美拉德反應

除了燒烤，還有許多食物的制作離不開美拉德反應，例如我們平時喝的咖啡——咖啡豆經(jīng)過烘焙后，由于美拉德反應會散發(fā)出迷人的色澤和香味。而且，烘焙程度由淺到深，咖啡豆會釋放從小分子的果香到大分子的巧克力、堅果等香味。

種類繁多的糖

還原糖是美拉德反應中必不可少的一類物質(zhì)。還原糖是指具有還原性的糖類，分子中含有游離醛基或羰基的單糖。它和含有游離醛基的二糖都具有還原性，主要包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麥芽糖等。而蔗糖、淀粉（多糖）、纖維素（多糖）等屬于非還原糖，可以通過水解生成相對應的還原性單糖。

醬油釀造中的美拉德反應

醬油主要分為釀造醬油和配制醬油兩大類，前者是由微生物天然發(fā)酵制作而成，后者是由釀造醬油與調(diào)味液等配制而成。我們平常吃的就是釀造醬油，包括生抽和老抽。老抽是在生抽中加入焦糖，經(jīng)過特別工藝制成的濃色醬油，適用于紅燒肉、燒鹵食品及烹調(diào)深色菜肴。而且，在烹飪的過程中醬油里的氨基酸也會與還原糖發(fā)生美拉德反應。