美食是一种艺术，也是一种科学。《美国厨房实验》节目的编辑总监杰克·毕晓普（Jack Bishop）说过：“做饭就是化学和物理实验，唯一的例外就是你要把你的实验产物吃掉”。那么如何利用科学烹饪出独特的香味？今天我来介绍几道常见菜式背后的科学秘密，让你变身厨房科学家！
懂科学，让烹饪更有技巧，食物更加美味。图片来源：站酷海洛创意
和你玩儿一场味道的游戏
闭上眼睛，你能否清晰地想象出可口可乐、乐事薯片、乐芝饼干和奥利奥的味道？这些加工食品的风味，都经过了调味公司（Flavor Company）的设计和改进。这些公司会辅助食品公司共同设计食品的味道，通过各种手段增强食品的鲜味、肉感、浓厚感，延长后味，增强各种味道的协调性。仅在2011年一年内， 美国的调味公司和食品公司就有上百亿的交易。他们和消费者们玩儿的就是一场味道的游戏。
味道的基础是一些化学分子，或“风味类物质”。这些风味类物质被我们鼻子里和口腔里的味觉接收器捕捉，加工而形成了不同味觉。
5种基本味觉对应的受体和刺激物。图片来源：食品科学2012, Vol. 33, No. 07, p320
我们在自己的烹饪过程中，通过合理的食材搭配，颜色与质地的调整，温度控制和烹饪方法的选择，也能充分开发食材的潜能，让更多天然芬芳的风味类物质激发和释放，做出更加好吃的菜。
窍门一：加点糖
我们在家做各种家常菜时，总有长辈建议我们“放点糖”。在红烧肉里放点糖，炖肉时整个楼道都肉香四溢。在烤肉上刷点蜂蜜，烤出来又脆又香。这些烹饪小窍门背后有什么科学玄机？
在回答之前，请先来 “找相同”：
啤酒牛排红烧肉，土司薯条烤花生，炼乳咖啡威士忌，培根烤鸡炒洋葱，这些食物除了“我都爱吃”之外，它们的另一个共同点是什么？
答案是：这些食物都能释放出独特的香味，且在制作过程中，会“变棕色”。
很多人认为烤肉和牛排的棕色是来自于酱油等调料，而烤面包，烘焙咖啡的棕色是因为烤“焦了”（学名是碳化反应），其实不然。这些食物的棕色和独特香味都归功于“糖”。糖在食物的烹饪过程中可以发生一系列的“棕色反应”（Browning）——包括美拉德反应（Maillard Reaction）和焦糖化反应（Caramelization）。
美拉德反应指在烹饪过程中的还原糖（食物本身的糖或者烹饪加入的糖）与食材中的氨基酸发生了一系列复杂的反应。在反应的过程中，生成并释放了成百上千个有不同气味的中间体分子及棕黑色的大分子物质（类黑精或拟黑素），为食品提供了宜人可口的风味和诱人的色泽。
烤牛排表面的褐色外皮。图片来源：foodlovejoy.com
红烧肉中加入酱油确实增加香味，但它并不是肉香的主要来源。在美拉德反应过程中，肉里的氨基酸和糖类反应，生成了包括还原酮、酯、醛和杂环化合物等挥发物——这才是让我们垂涎欲滴的根源。这些释放出来的一系列化合物有各自独特的味道：二乙酰有黄油味，呋喃类有坚果味，乙醛有淡淡酒香，乙酸异戊酯有香蕉味，丙酸乙酯有果味，邻氨基苯甲酸甲酯有葡萄味，柠檬烯有橘子味，乙癸二烯有梨味，己烯丙酯菠萝味，乙基香兰素有香草味……我们闻到和尝到的“肉香”，其实就是这些味道分子的不同组合。
以不同食材为基础的美拉德反应在不同温度下生成的风味分子也不一样，它们的组成比例也不同。这些风味类物质与我们加入的调料和食材本身的味道组合融合到一起，协调成最终复杂的，令人神往又难以言表的香味。
除了肉类，面点类也有美拉德反应，烤过的面包闻上去就会很香。如果你在面包表面刷薄薄一层蜂蜜，或者涂上花生酱再烤，面包的味道就会更好。加入的涂料除了本身带有香味，也促进了更多更快的美拉德反应，让面包的味道大升级。另外，美拉德反应的最佳反应温度是140-165℃，在这个温度范围内烤出来的面包和肉就会散发出特殊的香味，让人欲罢不能。
蜂蜜厚多士在烘烤面包的过程中就会加入蜂蜜。图片来源：youtube.com
为什么“炒糖色”会让菜变得好吃？
“炒糖色”是另一种跟随着美拉德反应之后的第二步棕色反应——焦糖化反应，它和美拉德反应的主要区别是：焦糖化靠糖和水就能完成，没有氨基酸的参与。焦糖化反应一般发生在170℃的条件下，时常跟随着美拉德反应发生。我们常说的“炒糖色”就是在炒菜时加入水和糖，等糖水变得冒泡、颜色变深且粘稠时再放肉，这样整道菜会产生一种独特的、类似坚果味的特殊香味。这种香味来自于焦糖化反应过程中产生的挥发物。除此之外，焦糖化还增加了糖的粘度和可塑性，让菜品看上去更加光润漂亮。
温度对美拉德反应和焦糖化反应产生的味道的影响。图片来源：Isa-Dietitian
糖葫芦、巧克力、焦糖布丁、炼乳和太妃糖也用到了焦糖化。在制作糖葫芦的过程中，水可以使糖类加热得更为均匀，防止烧焦，也能促进焦糖化反应较快发生。法式焦糖布丁上面的一层又香又脆又甜的糖皮，也是甜点师傅用酒精喷枪迅速融化布丁表面的一层砂糖，促进其焦糖化形成的。
法式焦糖布丁上一层又香又脆又甜的糖皮。图片来源：
窍门二：水果冰镇后，更甜
夏天烈日炎炎，带回家的桃子，李子和西瓜经过一路颠簸，都变温了。这时侯，如果把水果放到冰箱里或者浸入冰水里冰镇一会儿，味道会更加香甜好吃。为什么呢？除了温度本身让你感到凉爽外，果糖背后也有它的小秘密。
冰镇后，水果会更甜。图片来源：dailyfinance.com
影响甜度的主要因素有两个：浓度和温度。我们的味蕾接受不同甜味分子的敏感度不同，比如，同样分量的果糖，在较低温度下会比同样分量的蔗糖更甜，而在较高温度下反而不如等量的蔗糖甜。水果中的主要糖分就是果糖，我们在食用水果时，温度越低，我们的味蕾对果糖的甜味就会更加灵敏，吃起来就会显得更加香甜。
从图中可以看出，果糖的比甜度会随着温度的升高而降低。
窍门三：或浓或淡，不靠调料靠颜色！
除了温度，食品的颜色和质地也能让它“变味”。颜色可以很大程度上影响我们的味觉感官和食欲。我们对很多食物味道的判定都受到了颜色、质地的影响，我们总会认为颜色越深，质地越稠，味道越重，反过来说浅色的、质地稀薄的食物则让人感觉味道清淡。
我们总喜欢拌个凉菜来吃，方便又凉快。怎么让你的拌菜看上去更加香甜清爽？多放些五颜六色的水果蔬菜，丰富菜品的色泽，可以让人食欲大增。想做一道清爽的夏日靓汤？适当地增加浅色和绿色的食物（青菜，豆腐，小葱等）会让你的汤变得更加诱人。
夏天食欲不好时，一道色彩丰富的清爽沙拉会让人食欲大开。图片来源：simplyscratch.com
清爽的蔬菜汤。图片来源：sodahead.com
而颜色较深且质地浓稠的菜品就会让我们想到浓郁的香味。勾芡是传统烹饪技巧之一，它就是是利用淀粉来增加汤汁的粘稠度，使这道菜的卖相和口感都有提升。其实淀粉本身没有任何味道，但勾芡之后，晶莹的汤汁就会让菜品看上去更加鲜亮，润滑的口感让我们觉得味道更加丰富。那要想炖一锅喷香浓郁的蘑菇汤呢？可以用酱油适当增加汤的颜色，蘑菇的味道也会显得更加醇厚。
勾芡会让食物的色泽更加鲜亮诱人。图片来源：wxsfq.com
另外在炎热的夏天，我们对“果味颜色”的抵抗力尤其地低，许多食品厂商也利用了这一点，让夏日甜品颜色更加明亮。对于各色的冰凉夏日特饮，还有人做过一项有趣的实验：如果饮料或甜品里加入淡淡的红粉色，品尝者会觉得有颜色的比无色的更好吃，且味道甜2%-10%。颜色对味道的影响来自于我们过去的经验和联想。有些人对颜色与食品的记忆联系尤为深刻，他们就更容易“中招儿”：红色容易让人联想到“夏天冰凉的西瓜”和“香甜的草莓”；黄色让人想到“酸酸的柠檬”和“淡淡的橙香”；而绿色让人联想到“清爽的黄瓜”、“薄荷叶”或“清新的奇异果”等等。
五颜六色的冰棍是很多人的消暑首选。图片来源：tattoopictures.co
如果自己在家准备冰品，我们也可以利用这一点，让自己和朋友们更加享受：使用透亮的玻璃杯，在冰水里加上有颜色的水果，让水反射出水果淡淡的颜色，这样不仅喝起来凉爽痛快，还有淡淡的果香，即使不加糖你也仿佛尝到这杯自制饮料的丝丝甜味。在质地上，稀释、带冰、有气泡的饮料也能让我们感到冰凉痛快。
这样一杯饮料，在夏天不但看着好看，喝起来也是清凉解渴的。图片来源：站酷海洛创意
窍门四：想提鲜？用“鲜味炸弹”！
我们平时吃的食物，有些会有独特的鲜味：日本的海带汤加木鱼花，中国的鸡汤加韭菜或卷心菜，苏格兰的青葱马铃薯鸡汤以及意大利的干酪蘑菇汁。为什么这种组合会让鲜味暴增呢？这些都是呈味氨基酸和鲜味核苷酸的功劳。
鲜味满满的味增汤。图片来源：youtube.com
1908年，日本的池田菊苗教授首次发现，鲜味是由一类鲜味氨基酸盐和鲜味核苷酸形成的一种“令人愉悦且美味可口的味道”。我们人生第一次体验鲜味是从母乳中——人乳的鲜味氨基酸组合与鸡汤很相似。呈味氨基酸有很多种，如甘氨酸和丙氨酸有甜味，天冬氨酸和谷氨酸具有酸味和鲜味，缬氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和亮氨酸则有苦味。带有苦味的氨基酸如果单独出现，并不能让人愉悦，但当它们与酸甜等味道结合起来，就能形成特殊的风味。
鸡肉等肉类富含鲜味核苷酸，当它们与富含谷氨酸盐的食物（如包菜、芹菜、胡萝卜、番茄等）一同烹制时，就会发生鲜味协同作用（umami synergy），菜肴整体的“鲜味”就能大大加强。即使很少量的鲜味食材就能产生不错的效果，这种方法被很多厨师称为“鲜味炸弹”。
番茄是呈味氨基酸的“代言人”，有它参与炖出的汤汁都异常鲜美。除了番茄本身的酸甜味及色泽，番茄中含有较高的鲜味氨基酸——天冬氨酸和谷氨酸，也功不可没。鲜味氨基酸的比例也很重要，科学家们发现，当番茄里这两种氨基酸的比例在4:1时味道最佳。番茄由绿到红、由生变熟的转变的过程中，这两种氨基酸的比例也在调整，成熟时的番茄味道最鲜美，炖汤效果也最佳。
随着番茄的成熟，其中的呈味氨基酸含量也会逐渐升高。
番茄+牛腩一直是一个经典的组合。图片来源：
除了往汤里放少量番茄，还有哪些其他的选择可以提鲜呢？富含鲜味氨基酸和鲜味核苷酸的食品还有很多：鱼类、贝类、腌肉、蘑菇、圆白菜、菠菜、芹菜、韭菜、芦笋、胡萝卜、发酵乳制品（酸奶，奶酪等）、豆制品（黄豆、味增、豆瓣酱等）、腌菜类（泡菜等）以及绿茶。下次炖汤时，不妨尝试一下这些小窍门吧！
- 炖肉（核苷酸）时放些番茄，圆白菜、芹菜，胡萝卜或几片韭菜（谷氨酸）；
- 海带（谷氨酸）配香菇或木鱼花（核苷酸）；
- 做肉类食品时（核苷酸）时放几片绿茶（谷氨酸）；
为了方便实践，根据我们常用的烹饪习惯我总结了一个连线图，更多组合还等待大家共同的开发：
窍门五：大中小火，傻傻分不清楚
烹饪肉类时，稍不留神肉就“老”了。很多人总觉得跟肉的部位有关系，而忽略了烹饪技巧。其实烹饪肉类的火候至关重要：到底应该先大火煮开再小火炖，还是应该先中火煮熟再大火收汁？美国食物实验室（Food Lab）的大厨肯吉·肯纪洛佩茨-奥特（Kenji Lopez-Alt）经过多次探索发现，煎牛排时如果一开始就大火烧开，再改小火煎制，会流失更多的原汁，让肉类越煎越柴；相反，如果一开始用较低的温度（中火或小火）让肉变熟，最后大火锁住肉汁，不仅能保留肉香原味，还能在牛排外层形成一层脆皮，口感和滋味都是一级棒。而我们常说的“爆炒”则是通过快速加热使肉类外部又焦又脆，形成一层“壳”，锁住里面的汁水。
“爆炒”可以通过快速加热使肉类外部又焦又脆，形成一层“壳”，锁住里面的汁水。图片来源：startupsupper.com
此外，刚烹饪完毕刚刚撤火的肉不要马上吃，要让肉“歇一会儿”，它会自己变得更好吃。这是因为在烹饪结束后，肉类内部还在继续进行加热，等待一段时间后，肉的内部温度更加均匀，烹饪更加充分，比立即就吃的味道更好。
窍门六：复杂的味道更诱人
味道的搭配是一门大学问。复杂的味觉搭配比单一的味道更让人喜欢，且更加让我们记忆犹新，欲罢不能。很多我们爱吃的食物就是这种“复合味觉”的产物，如巧克力是苦味与甜味的结合，泡菜是咸味和酸味的结合，话梅是咸味、酸味和甜味的结合。
巧克力上加一点点海盐，会更加美味。图片来源：shemakesandbakes.com
中华饮食博大精深，我们有很多经典菜利用了复合的味觉搭配。很多素菜都能做出类似于肉的味道，赛螃蟹就是其中之一：这道菜用鸡蛋和姜末一起烹饪，模拟出了螃蟹的味道。日本的一个味觉实验室做了一个给小朋友们玩的味觉游戏，鼓励小朋友们开发自己的味觉，寻找不同搭配带来的奇妙感受。夏天正是各类瓜果盛产的季节，我们不妨也来试试：
- 把蜂蜜涂在黄瓜上，然后闭上眼睛尝试，是否有哈密瓜的味道？
- 把西红柿上放少量的白糖，能否模拟出草莓的味道？
- 牛奶里来几滴米醋，有酸奶味儿吗？
- 苹果配着牛奶吃，有没有一丝吃葡萄的感觉？
很多食材之间，除了味道的叠加与协调，还能产生一些反应，产生更多的香味。我们在高中就接触到了酯化反应——酒（醇类）和醋（酸类）在烹饪过程中会发生酯化反应，辅助去除鱼肉中的腥味分子（三甲胺等），同时生成具有芳香气味的各种酯类分子，让菜品喷香可口。酒自身的“生香反应”也是一种酯化，窖藏几年的酒再取出饮用，其内部的糖与酒精酯化，会让酒味道更加醇厚。
烧鱼时加点酒，就算没有亲自试过，我们也多少听别人说起过这个小窍门。图片来源：tainan.gov.tw
吃饺子的时候，除了醋，我们有时还会加些蒜汁和香油。其实还有一种作料能让饺子吃起来更加芬芳四溢——白酒。如果往饺子醋里放少量的白酒，饺子蘸着吃特别香！这就是乙醇分子与醋酸分子发生了酯化反应，产生出了芳香的气味。爱吃饺子的朋友们一定要尝试一下。（编辑：球藻怪）
参考文献：
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- Uneyama H, Kawai M, Sekine-Hayakawa Y, Torii K (August 2009). Contribution of umami taste substances in human salivation during meal. Journal of Medical Investigation 56 (supplement): 197–204. doi:10.2152/jmi.56.197. PMID 20224181
- Johnson, J.; Clydesdale, F. (1982). "Perceived sweetness and redness in colored sucrose solutions". Journal of Food Science 47 (3): 747–752.doi:10.1111/j.1365-2621.1982.tb12706.x
- Jacqueline B. Marcus. Unleashing the Power of Umami. Food Technology; November 2009, Volume 63, No.11
- 张梅秀，王锡昌，刘 源. 食品中的呈味肽及其呈味机理研究进展. 食品科学 2012, Vol. 33, No. 07, p320
- http://www.umamiinfo.com/umami-rich-food/
- http://nutritiondata.self.com
- http://web-japan.org/kidsweb/hitech/taste/002.html
- http://lifehacker.com/how-to-improve-your-home-cooking-with-the-power-of-scie-511405909