美味的化学反应

徐海

当铁板上的烤肉吱吱作响、路边烧烤店里飘出阵阵诱人的香气时，一个个化学反应也在同步进行。让我们走进美味的化学反应，探寻其中的奥秘吧！

烧烤美味的奥秘——美拉德反应

近期，凭借着“烤炉+小饼+蘸料”的烧烤“灵魂”3件套，淄博烧烤吸引了无数游客前往品尝。烧烤如此诱人的奥秘与美拉德反应有关。

1912年，法国化学家美拉德发现，甘氨酸和葡萄糖的混合液加热时，会反应产生一种气味非常香的褐色物质。后来，科学家进一步研究发现，这种褐色物质是许多食物具有诱人味道的主要原因。

最终，人们把含氨基的化合物（例如蛋白质、氨基酸等）与含羰（tāng）基的化合物（主要是各种还原糖，例如葡萄糖、果糖等）间发生的复杂化学反应，命名为美拉德反应。美拉德反应也是食品加工过程中一类常见的非酶褐色反应。

 中国烧烤历史悠久，东汉的《庖厨图》刻画了这样的景象——当时的人们把肉切成大块，串在籖（qiān）上，架好燔（fán）炉，点燃桑木炭，一手执串，一手扇风，等待美食出炉

肉类中含有丰富的蛋白质（分解会产生氨基酸），烧烤时涂刷的蜂蜜水中则含有糖类，两者在木炭提供的高温条件下会发生美拉德反应，烧烤时我们闻到的香气也由此产生。而烧烤时的温度很高，美拉德反应会更剧烈，产生的香味物质也更多。

而且，不同的氨基酸与不同的还原糖能产生不同的香味。研究表明，在180摄氏度的条件下，甘氨酸、丙氨酸、络氨酸、天冬氨酸等氨基酸和等量葡萄糖反应可产生焦糖香气，与缬氨酸可产生巧克力香气，与组氨酸、赖氨酸、脯氨酸可产生烤面包香味，与L－蛋氨酸可产生土豆香味。因此，在加工过程中，我们可以利用美拉德反应，将氨基酸和还原糖加入食品中，并加热处理，使食品产生宜人的风味和色泽，以提高营养和改善食品的风味。

在美拉德反应中，除了反应原料，酸碱环境、水含量、反应温度等因素也对其有重要影响。例如，酸碱环境对美拉德反应的影响——碱性环境对其有促进作用，而酸性环境对其则有明显的抑制作用。因此在烧烤时，我们要尽量避免加入pH值低的食材。

另外，你有没有觉得用木炭烤出来的肉会格外美味呢？那是因为木炭是用木材制成的，燃烧时会释放芬芳族化合物，可以增加烤肉的风味。

炒糖色背后的化学反应

炒糖色是我们在烹饪菜肴时给食物上色的常见方式，但它的背后是十分复杂的化学反应，不仅涉及了上述提到的美拉德反应，还有糖加热的焦糖化反应。

我们在炒糖色时，需要先在高温下将糖加热形成黑褐色的物质——这一步骤所发生的化学反应就是焦糖化反应。在加热的过程中我们会观察到，蔗糖加热融化后，浓稠的糖浆会慢慢由无色变为浅黄色，再逐步变为深褐色，直到黑褐色。它一开始尝起来是甜的，闻起来也没有气味，然后慢慢出现酸味与些许苦味，并散发出丰富的香气。

 不同温度下发生的反应（绘图/周游）

天门冬氨酸分子式与氨基

 葡萄糖分子式与羰基

具体原理是，糖类在没有氨基化合物（即前文提到的蛋白质、氨基酸等）存在的情况下，当加热温度超过它的熔点（高于135摄氏度）时，会发生脱水或降解，生成两类物质：一类是糖脱水聚合产物，俗称焦糖或酱色；一类是降解产物，主要是一些醛类、酮类挥发性香味物质。它们分别给食物带来悦人的色泽和风味。

食物制作中，在加入肉或其他材料烹饪时，焦糖化反应和美拉德反应往往会同时发生。

需要注意的是，美拉德反应通常会和焦糖化反应混淆起来，焦糖化反应也是一种非酶褐变反应，与美拉德反应不同的是只有糖类物质参与而没有蛋白质等氨基化合物的参与。在实际的烹饪过程中，美拉德反应和焦糖化反应往往同时存在，两者相互影响使食物产生更复杂的香味。

化学反应也可以是美味的，当然“美味的化学反应”远不止文中提到的这些，你还知道别的美味的化学反应吗？欢迎扫描二维码告诉知力君！

知识拓展

咖啡中的美拉德反应

除了烧烤，还有许多食物的制作离不开美拉德反应，例如我们平时喝的咖啡——咖啡豆经过烘焙后，由于美拉德反应会散发出迷人的色泽和香味。而且，烘焙程度由浅到深，咖啡豆会释放从小分子的果香到大分子的巧克力、坚果等香味。

种类繁多的糖

还原糖是美拉德反应中必不可少的一类物质。还原糖是指具有还原性的糖类，分子中含有游离醛基或羰基的单糖。它和含有游离醛基的二糖都具有还原性，主要包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等。而蔗糖、淀粉（多糖）、纖维素（多糖）等属于非还原糖，可以通过水解生成相对应的还原性单糖。

酱油酿造中的美拉德反应

酱油主要分为酿造酱油和配制酱油两大类，前者是由微生物天然发酵制作而成，后者是由酿造酱油与调味液等配制而成。我们平常吃的就是酿造酱油，包括生抽和老抽。老抽是在生抽中加入焦糖，经过特别工艺制成的浓色酱油，适用于红烧肉、烧卤食品及烹调深色菜肴。而且，在烹饪的过程中酱油里的氨基酸也会与还原糖发生美拉德反应。