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現，甘氨酸和葡萄糖的混合液加熱時，會反應產生一種氣味非常香的褐色物質。后來，科學家進一步研究發現，這種褐色物質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、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，一手執串，一手扇風，等待美食出爐

肉類中含有豐富的蛋白質（分解會產生氨基酸），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生美拉德反應，燒烤時我們聞到的香氣也由此產生。而燒烤時的溫度很高，美拉德反應會更劇烈，產生的香味物質也更多。

而且，不同的氨基酸與不同的還原糖能產生不同的香味。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生焦糖香氣，與纈氨酸可產生巧克力香氣，與組氨酸、賴氨酸、脯氨酸可產生烤面包香味，與L－蛋氨酸可產生土豆香味。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，使食品產生宜人的風味和色澤，以提高營養和改善食品的風味。

在美拉德反應中，除了反應原料，酸堿環境、水含量、反應溫度等因素也對其有重要影響。例如，酸堿環境對美拉德反應的影響——堿性環境對其有促進作用，而酸性環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——這一步驟所發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為淺黃色，再逐步變為深褐色，直到黑褐色。它一開始嘗起來是甜的，聞起來也沒有氣味，然后慢慢出現酸味與些許苦味，并散發出豐富的香氣。

?不同溫度下發生的反應（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、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，會發生脫水或降解，生成兩類物質：一類是糖脫水聚合產物，俗稱焦糖或醬色；一類是降解產物，主要是一些醛類、酮類揮發性香味物質。它們分別給食物帶來悅人的色澤和風味。

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參與而沒有蛋白質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——咖啡豆經過烘焙后，由于美拉德反應會散發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。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酵制作而成，后者是由釀造醬油與調味液等配制而成。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生美拉德反應。