如何用數(shù)理化吃一頓火鍋

歐陽晨煜

火鍋是一種熱氣騰騰的傳統(tǒng)美食，很多人熟諳它的吃法，先選好鍋底，再投入食材，盡情燙煮，步驟好像再簡單不過了。然而，在科學(xué)家眼里，火鍋卻是一個基礎(chǔ)的熱力學(xué)系統(tǒng)，從肉類涮煮的時間到飲品的搭配，吃火鍋其實是一種蘊含嚴謹科學(xué)知識的行為。當數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)遇上熱情的火鍋，我們能否從中吃出不一樣的滋味？

用數(shù)學(xué)選擇火鍋形狀

用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)來吃一頓火鍋，我們要先選擇合適形狀的鍋。目前，我們使用最多的是鴛鴦鍋，它既能裝熱辣濃郁的紅湯，又能裝鮮味十足的清湯。但是，你有沒有觀察過鴛鴦鍋中間的隔板，它通常是S形的。這樣的S形設(shè)計，除了美觀的需求和盛放更多食材的需要之外，更多的是為了受熱均勻。由于火鍋幾乎都是由金屬制作而成，在溫度過高的情況下，直的隔板很容易損壞，導(dǎo)致兩種湯底混合在一起，而S形隔板受熱更加均勻，保證了湯底不會混合。

火鍋還有另一種鍋形——子母鍋。子母鍋的設(shè)計靈感來源于數(shù)學(xué)中的幾何圖形——圓，一個大圓套著一個小圓，就構(gòu)成最簡單的子母鍋。兩個面積不同的同心圓正好就是火鍋中的大鍋和小鍋，大鍋中盛放紅湯，小鍋中盛放清湯。這樣一來，從小鍋中夾菜，即使湯汁滴入大鍋，也不容易影響紅湯的味道，解決了吃火鍋時鍋底串味的問題。

子母鍋還充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)中圓的中心對稱性，圍坐圓桌的每位食客與兩種味道鍋底的距離是相同的，可以任意選擇自己的口味夾取菜品。而如果考慮吃辣和不吃辣的人數(shù)，完全可以通過改變兩個同心圓的面積比來設(shè)計鍋。假設(shè)吃辣的人與不吃辣的人數(shù)量相等，那么大圓和小圓的面積比為2∶1。假設(shè)吃辣的人與不吃辣的人數(shù)量比是2∶1（或1∶2），那么要作同心圓三等分圓。運用這樣的數(shù)學(xué)原理，就可以為你的火鍋體驗增添不少科學(xué)感。

用物理學(xué)涮肉片和肉丸

選好了鍋形，接下來就到了涮煮時刻。但吃火鍋時，我們常常會有這樣的困惑：下入鍋中的肉片和肉丸究竟有沒有熟？饑腸轆轆的等待時光實在是難熬，所以通常我們會從是否變色或是否軟爛來判斷肉類的生熟。但事實上，這只是我們對口感、風(fēng)味的主觀感受，并不符合真正的食品安全要求。為了解決這個問題，科學(xué)家把常常用來涮火鍋的肉類進行分類，根據(jù)形狀和薄厚程度，設(shè)計出了片狀食物傳熱和球狀食物傳熱的簡化數(shù)學(xué)模型。

想象一下，我們用筷子把切得薄薄的肉片投入沸騰的鍋，等待美味變熟的饑餓過程變成一個片狀食物的傳熱實驗，一切將變得很有趣。在實驗中，物理學(xué)家將肉片看作一塊薄板，將計算它加熱所需的時間問題轉(zhuǎn)化為沿著厚度方向，從肉片表面向中心傳熱的問題。

同樣，物理學(xué)家將我們平時喜歡吃的魚丸、肉丸等球狀肉類也作為實驗對象，通過建立熱傳導(dǎo)方程等辦法，最終得出一個結(jié)論：以肉丸浮起判斷生熟并不準確。所謂“七上八下”的經(jīng)驗，一方面，在撈起時會導(dǎo)致肉片表面溫度降低，更不利于煮熟；另一方面，時間過短，很難保證食用安全。與此同時，為了達到滅菌效果，保證食用安全，肉丸的中心溫度應(yīng)接近100攝氏度，這意味著直徑2.6厘米的肉丸，煮大約2分鐘即可上浮，而加熱8分鐘以上，才能保證食用安全。1.8毫米厚的肉片大約加熱15秒，才能煮熟。

這下子，當一個個圓滾滾的肉丸和一片片肉片跳入鍋中后，你不用再反復(fù)糾結(jié)和猜測它們是不是完全熟透了，運用物理學(xué)知識吃火鍋，你就會獲得一個既安全又準確的答案，從而更加優(yōu)雅地、從容地享受火鍋了。

用化學(xué)來決定喝什么飲品

在吃火鍋的過程中，你的舌尖感受著熱和辣，迫不及待地想喝點什么。這時，化學(xué)家會悄悄遞來一杯冰鎮(zhèn)汽水，并告訴你，酸辣味的調(diào)料搭配5攝氏度左右的冰鎮(zhèn)汽水，可以帶給你極致的享受。

為什么冰鎮(zhèn)汽水是最佳的火鍋伴侶呢？這其中蘊含著一系列的化學(xué)知識。

當我們喝下第一口冰鎮(zhèn)汽水，原本溶解在冰鎮(zhèn)汽水中的二氧化碳就會以氣泡形式溢出，由于吃火鍋時舌頭的溫度比較高，溫度較低的氣泡在接觸到舌頭表面后，就會接連爆開。這個過程會刺激舌頭表面的痛覺感受器，產(chǎn)生類似于“辣”的感覺，我們自然就會產(chǎn)生和吃火鍋一樣的爽快感覺了。

其次，科學(xué)家經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，冰鎮(zhèn)汽水比常溫汽水更加解渴。大部分飲料中的主要糖類成分均為果葡糖漿，即果糖。果糖與蔗糖有一個重要區(qū)別，那就是蔗糖在溫度較低時，甜度會降低，但果糖由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的原因，具有奇怪的“冷甜屬性”，即溫度變低時，甜度反而會上升。這樣一來，冰鎮(zhèn)汽水就更適合搭配重口味的火鍋了。

數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)的基礎(chǔ)知識不僅幫你挑選到了合適的鍋形，教會你優(yōu)雅又從容地涮煮肉片和肉丸，還貼心地幫你搭配好了飲品。這樣一來，你可以愉快地吃一次科技感滿滿、學(xué)術(shù)味濃濃的美味火鍋啦。