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食物中的科学(下篇)——焦糖化反应和美拉德反应

日期: 来源:中国科学技术馆收集编辑:中国科学技术馆

导语:红烧肉、烧烤、牛排、面包……相信很多人都难以抵挡这些色泽诱人、香气十足的美食的诱惑。那么,它们究竟为何如此美味呢? 

褐变反应

褐变反应是食物中十分常见的一种变色现象。面包、蛋糕、咖啡、肉等食物经过烧烤或者烘焙后,产生诱人的红褐色和香气;苹果、香蕉、土豆等切开后放置一段时间,会变成褐色;酱油、醋、啤酒等在酿制过程中会变为红褐色……这些都属于食物的褐变反应。

根据发生机理的不同,褐变反应可以分为酶促褐变非酶促褐变两类。顾名思义,酶促褐变在褐变过程中需要酶的参与,而非酶促褐变则不需要酶的参与。

酶促褐变多发生在水果蔬菜这种新鲜植物类食物中,比如苹果、香蕉、土豆的变色。在上一期文章中,铁骨学姐已经为大家介绍过酶促褐变的一个的典型案例——苹果切开以后变色的原理,这里就不再过多介绍。

本文学姐将重点为大家介绍两个非酶促褐变反应,也是美食界非常著名的两个化学反应——焦糖化反应和美拉德反应。

焦糖化反应

想要给食物上色,比如做红烧肉,该用什么调味料呢?很多人的答案是酱油。其实除了用酱油,还可以直接用糖来上色。这是为什么呢?

原来糖类物质在没有氨基化合物存在的情况下,加热到熔点以上时,会发生脱水和降解,产生褐色物质,其中很重要的一种物质就是焦糖,也叫做焦糖色、酱色,同时还会产生香气。这个过程叫做焦糖化反应。

焦糖是一种应用十分广泛的天然着色剂、食品添加剂。做饭常用的调味料,如酱油、醋、料酒、蚝油等都添加有焦糖,用酱油来上色,主要就是靠其中添加的焦糖。很多人爱喝的可乐,其颜色主要就来自于其中添加的焦糖色;甚至有些啤酒当中也添加有焦糖。除此之外,焦糖还可以用作甜点和饮品的点缀和装饰。

在不用酱油的情况下,把白糖放在油锅里加热,就会发生焦糖化反应生成焦糖。此时再加入五花肉,便能给肉增色,增加香味。

我们都知道,肉中含有丰富的蛋白质,而蛋白质是由氨基酸组成。糖在没有氨基化合物存在的情况下会发生焦糖化反应,现在把肉也加进了放有糖的油锅里,糖遇到氨基酸又会发生怎样的美妙反应呢?接下来我们来认识美拉德反应。

美拉德反应

美拉德(Maillard)反应是指含羰基(-C=O)的化合物和含氨基(-NH2)的化合物在常温或者加热情况下,发生缩合、聚合反应,生成类黑色素、芳香化合物等多种物质的过程。该反应的产物同样会引起食物色泽和香味的变化。

糖类即为含羰基的化合物,氨基酸为含氨基的化合物,因此将五花肉放入有白糖的油锅里,糖会和五花肉进一步发生美拉德反应,使五花肉的颜色进一步加深,并产生特殊的香气。在焦糖化反应和美拉德反应的共同作用下,一道色泽诱人、香气扑鼻的红烧肉就出炉了。

由于大多数食物中都含有蛋白质和糖,因此在加热过程中都可以发生美拉德反应和焦糖化反应,比如烤红薯、烤面包、烤肉、爆米花等等。食物中氨基酸和糖的种类不同,通过美拉德反应得到的产物也不同,从而产生各种各样的风味。同样是烤着吃,鸡肉、羊肉和牛肉的风味却各不相同。氨基酸种类越多,产生的芳香化合物种类也越多,味道也更丰富。

虽然美拉德反应在常温下也能进行,但是十分缓慢。一般情况下,美拉德反应速度随加工温度的上升而加快,香味物质也主要在较高温度下反应形成。要想通过美拉德反应改善食物的色泽和香味,必须要达到相当高的温度(一般需要达到140℃-170℃)。而且食物含水量在15%左右的时候,美拉德反应最为活跃。因此,用油煎、炸、炒,或者用烤箱烘烤出来食物,往往比煮或者蒸出来的食物更美味。所以,爱吃油炸和烧烤食物不是我们的错,实在是因为它们太好吃啊!

需要特别注意的是,虽然美拉德反应给我们带来了很多美味,但是在反应过程中也会造成氨基酸和糖类一定的损失,使得食物营养价值下降。此外,美拉德反应过程中还可能会产生微量对人体有害的物质。所以,美食虽好,但也不能贪吃哦!


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