厨房里的化学

美拉德反应

美拉德反应（Maillard）是指含羧基化合物（如糖类<单糖、还原糖>等）与含氨基化合物（如氨基酸<蛋白质的原料>等），在加热过程中经过缩合、聚合的复杂历程，最终生成类黑色素的反应，也称之为羰氨反应。

之所以会叫美拉德反应（Maillard），是因为最初发现这一反应的是法国化学家美拉德（L.C.Maillard）。由于美拉德反应得到的是棕色产物，而且不需要酶催化，所以也将其称为非酶褐变（非酶棕色化反应）。而且美拉德反应能释放出具有特殊气味的棕褐色缩合物，它能让食物增色添香。也就是厨师们通常会说的“把食物翻炒至出香上色”。

几乎所有食物及食物原料中（包含绝大多数蔬菜和所有的肉食）都含有羰基化合物和氨基化合物，所以，在加热过程中（无论是煎、烤、炒、炸等），都有可能发生美拉德反应。美拉德反应的发展进程是非常复杂的，影响美拉德反应的因素有很多，比如糖和氨基酸的种类、反应时的水分、酸碱环境、反应的温度和时间等。碱性环境有助于美拉德反应的进行，而酸性环境，可有效遏制褐变反应的发生。

焦糖化反应

焦糖化反应是指糖类尤其是单糖类，在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温（一般是150-200℃）时，由于糖发生脱水、降解等过程而发生的褐变反应，又称卡拉蜜尔作用（caramelizetion)。影响焦糖化反应的因素也有很多，比如糖的浓度越高、熔点越低，反应速度就越快；温度越高、加热时间越长，焦化程度就越高。另外，焦糖化反应在酸、碱条件下都可以进行，但在碱性条件下速度会更快，而且非常明显。

美拉德反应与焦糖化反应的不同点

1、美拉德反应的基础反应物质是含氨基化合物和含羧基化合物；焦糖化反应的基础反应物质只有糖类。另外焦糖化反应温度一般是高于美拉德反应的。

2、美拉德反应的反应类型是缩合、聚合反应；而焦糖化反应的反应类型是脱水、降解反应。

3、美拉德反应的反应条件是糖类的选择、碱性的环境、加热的温度和时间、水分含量的阈值等；焦糖化反应的反应条件是糖浓度高、糖熔点低、碱性的环境、高温、催化剂的存在（比如柠檬酸、碱等）等。

4、美拉德反应的反应产物有不饱和醛、糖醛及其衍生物，二羧基化合物、还原酮类，高分子色素等；焦糖化反应的反应产物有焦糖色和褐色物质。

5、美拉德反应的应用领域主要是焙烤、油炸等方面；焦糖化反应的应用领域主要是生产焦糖色素，比如烘焙食品、调味品、饮料、糖果等。

美拉德反应与焦糖化反应的共同点

1、两个反应的发生都需要糖类的参与，两个反应的发生都无需酶类的作用，都属于非酶褐变反应。

2、两个反应的发生都可以在酸性环境和碱性环境下进行，但在碱性环境下的反应速度都会更快速，而酸性环境下会比较缓慢。

、两个反应都会产生诱人的香味，且食物的颜色都会发生由变黄、变深再变黑褐色的变化。

4、两个反应在食品烘焙领域上都有积极的贡献，对于烘焙制品的风味、色泽的形成有重要作用。

5、两个反应在降低温度、除去糖类、酸性环境的条件下，反应发生都会受到不同程度的延缓抑制。

6、两个反应可以在同一次加热中同时发生或先后发生，比如焦糖化反应会产生一些挥发性的醛酮类物质，为美拉德反应的发生提供基础物质。

我们的日常三餐都不会缺少美拉德反应和焦糖化反应，比如面包烘焙、咖啡烘焙、煎扒牛排等，再比如中国传统的红烧肉、北京烤鸭等，还有最近大热的纪录片《人生一串》中串起食客百味人生的烤串等。

青菜加碱变绿的原因

1、因为绿叶蔬菜中含有的十绿素，在酸性环境下容易退去绿色，变成绿褐色的脱镁叶绿素如果在焯菜的锅中，加入适量的食用碱，会让水质环境变成碱性。

2、而绿叶蔬菜在碱性条件下，叶绿素会水解成叶绿醇、甲醇、叶绿酸，而叶绿酸呈更加鲜明的绿色。

3、因为叶绿酸的性质比叶绿素更加稳定，所以在碱性条件下，而且它呈现的绿颜色也更加鲜绿。

蛋白质的水解

蛋白质在酸性或碱性的条件下可以被水解为分子质量较小的物质——肽（一种有机化合物），最终被水解得到各种氨基酸。

而在厨房中，我们可能会腌制松花蛋，这实际上就是利用了蛋白质遇碱发生水解反应的原理。腌制松花蛋所用的材料有生石灰（CaO）、纯碱（Na2CO3）、草木灰（主要成分为K2CO3）、食盐（NaCl）和茶叶等。

在制作松花蛋时会发生一系列的化学反应。生石灰（CaO）首先遇水反应生成熟石灰［Ca(OH)2］，然后熟石灰又分别与纯碱及草木灰中的主要成分碳酸钾发生复分解反应，生成氢氧化钠和氢氧化钾。化学反应方程式如下。

反应生成的强碱——NaOH和KOH，经蛋壳渗入蛋清和蛋黄中，与其中的蛋白质作用，致使蛋白质发生水解，并放出少量的硫化氢（H2S）气体。氯化钠进入后，使蛋白质的溶解度降低而发生蛋白质凝固现象。同时，渗入的碱还会与蛋白质分解出的氨基酸进一步发生中和反应，生成的盐的晶体沉积在凝胶状的松花蛋蛋清中，便出现了朵朵白色的“松花”。而硫化氢气体则与蛋清和蛋黄中的矿物质作用生成各种硫化物，于是蛋清、蛋黄的颜色就发生了变化，蛋清呈现特殊的茶褐色，蛋黄则呈现青色。

蛋白质变性

蛋白质变性是指在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的物化性质和生理功能发生改变的现象。

人类最初是吃生食的，后来发现把食物弄熟了更好吃、更容易被吸收。肉、鸡蛋等都富含蛋白质，在烹调的过程中，我们实际上是在做蛋白质的变性实验。在加热的条件下，蛋白质凝固后（变性后），人体内的酶才能够发挥作用将蛋白质消化掉，更利于人体的吸收。只是使蛋白质发生变性的作用不是化学作用，而是物理作用。

酯化反应

鱼香肉丝是很多人都喜欢吃的一道菜，闻着它的味儿就会让人垂涎三尺！鱼香肉丝为什么会这么香呢？做过鱼香肉丝的人都知道，醋和酒是烹饪鱼香肉丝必不可少的调料。在高温的作用下，两者发生了奇妙的化学反应，让酒醋生香。酒里的主要成分是乙醇，醋里的主要成分是乙酸。炒制鱼香肉丝时，在高温的作用下乙醇与乙酸相遇发生酯化反应，生成乙酸乙酯，乙酸乙酯具有让人愉悦的香味，使人的食欲大增。

除此之外，厨房中的许多小窍门也都利用了化学的原理，使我们的生活有滋有味，更健康。

窍门一：在烹饪鱼之前，我们往往会加一些白酒以去除其腥味。为什么白酒能起到去腥的效果呢？其实鱼的腥味来源于其体内的一种叫三甲胺的物质，酒中的乙醇能够溶解鱼体内的三甲胺，在烹饪鱼时，三甲胺便随着乙醇一起挥发出去

三甲胺

常温常压下为无色气体，密度比空气大。

溶解性：能溶于水、乙醇及乙醚。

产生：自然条件下，植物和动物腐败分解会产生三甲胺气体。

熔沸点：熔点-117.1℃，沸点3℃。

窍门二：炒菜时要在起锅的时候才放盐。为了防止碘缺乏给人们带来疾病，在食盐中加入了碘酸钾（KIO3）来补充碘元素。而碘酸钾在高温下不稳定，会分解成碘单质而挥发，因而在起锅的时候才放盐是为了避免碘元素的挥发。其化学反应式如下。

窍门三：菠菜不能与豆腐一起煮。这是由于菠菜中含有草酸、草酸盐等成分；制作豆腐需要加入石膏（主要成分为CaSO4），使豆腐中含有大量的钙离子。两者相遇就会生成不溶性的草酸钙，草酸钙是一种既不溶于水也不溶于醋酸的白色固体，是诱发人体结石的物质之一。其化学反应式如下。

窍门四：吃松花蛋时，为什么要加醋？从前面松花蛋的制作方法中我们知道，制作松花蛋用了一些强碱性的物质，这些碱性的物质在口感上是涩口的，并且这些强碱性物质进入胃中会消耗胃酸，引起胃部不适。加入醋后，醋与碱发生中和反应，可以中和掉一些碱。另外，醋还有杀菌的作用。

窍门五：微量元素是身体中不可缺少的物质。当它的化合物溶解度较大时，容易被人体所吸收。如在熬骨头汤时，我们往往会在汤中加一点食醋。这是因为骨头中含有的钙是磷酸钙，磷酸钙不溶于水，磷酸钙与醋酸作用生成可溶于水的磷酸二氢钙和醋酸钙，可以增加汤内的含钙量，更利于我们补钙。