作者：羅伯特．沃克（Robert L. Wolke）
出版社：采實文化
出版日期：2015 年12 月3 日

文／白榮銓
 

廚藝精湛的廚師能「做出一桌好菜」，卻未必能像美食評論家「說得一口好菜」。因為色香味俱全、令人讚嘆的美食，結合了廚藝技術、飲食文化及美學，還應用到料理相關的科學。到底廚師說不出的美味祕密，包含了那些科學現象和問題？烹調時有那些變化和原理？

本書作者羅伯特．沃克（Robert Wolke,1928-），美國康乃爾大學（Cornell University）核化學（nuclear chemistry）博士，匹茲堡大學（University of Pittsburgh） 榮譽化學教授， 曾撰寫《華盛頓郵報》（Washington Post）「美食101」專欄（Food 101），著有多本暢銷科普書籍。本書中的問題大多來自「美食101」專欄讀者的提問，內容涵蓋八大類食物，作者以淺白幽默的文字，引領讀者品嚐美味又有趣的料理科學佳餚。

酒類
市售的啤酒，常可見到主要原料標示：大麥麥芽、啤酒花（hop）、酵母和水，什麼是啤酒花？具有什麼功能？啤酒花是將葎草屬的蛇麻（Humulus lupulus）雌花乾燥後而得，使啤酒具有特殊的芳香和苦味，還可以沉澱麥芽汁中的蛋白質，讓啤酒變清澈。

市售的啤酒通常以鋁罐或深色玻璃瓶盛裝，目的是避免保存期間受到光的照射，因為從啤酒花精油裡已辨識出的150餘種化合物中，存在一類稱為「異葎草酮」（isohumulone）的光感化學物質「萜烯」（terpenes），只要受到可見光或紫外線的照射，它們會分解成活性很高的自由基，與啤酒裡的硫發生作用，產生帶異味的化合物「硫醇」（thiol），可能被人類的味覺與嗅覺察覺，而嚴重破壞啤酒品質。

許多葡萄酒的標籤都會標註「含亞硫酸鹽」（contains sulfites），為什麼要特別警告呢？這是因為部分氣喘病患者，可能對亞硫酸鹽過敏。美國紅酒的亞硫酸鹽合法限量為350 ppm，依據美國聯邦法規，只要亞硫酸鹽含量超過10 ppm 的食品，都須標示「含亞硫酸鹽」（圖1）。

圖1　葡萄酒瓶外的contains sulfites 標示。（圖片來源：白榮銓攝）

葡萄酒是由葡萄汁發酵而成，在發酵過程中，酵母菌會把葡萄汁中的糖轉化成酒精，發酵愈充分，最後成品所含的酒精就愈多、糖愈少；為了釀造葡萄酒的獨特風味，必須控制酵母菌的活動程度，故釀造時常添加亞硫酸鹽，以達到抑制葡萄酒氧化、防止變質及滅菌的效果；事實上，葡萄酒發酵過程中，也會自然形成亞硫酸鹽的天然硫化物。

馬丁尼（martini）是雞尾酒（cocktail）的一種，基本配方是琴酒（gin）與苦艾酒（vermouth）的組合，常因不同的調酒師及顧客而有不同的調配變化。在007 系列電影中，詹姆士龐德（James Bond）愛喝馬丁尼，點酒時有一句經典台詞：「用搖的，不要攪拌。」（shaken, not stirred， 影片網址：https://www.youtube.com/
watch?v=OUUq5mRCimo），為什麼龐德點的馬丁尼要用搖的？因為他指定的馬丁尼是「伏特加」加「苦艾酒」，而伏特加的酒精濃度較苦艾酒高，味道較銳利，故搖動不僅可以使杯中的冰塊部分融化成水，也會使伏特加包覆住空氣，讓馬丁尼更順口好喝，故冰塊融化成水的量，不但影響酒的溫度，還會影響某些酒的口感。

適量的飲酒可增加生活情趣，但西方有句諺語：“In wine there is truth.＂（ 酒後吐真言），也就是喝酒過量，會導致自制力降低、肢體協調力不佳、自我控制力或節制力喪失、嗜睡、意識不清、嚴重昏眩、昏迷，甚至有致命危險，到底有沒有酒量的多寡標準，能讓我們判斷是否已喝酒過量？實際上，影響人體對酒精反應的變因包含：基因、體重、新陳代謝率、個人飲酒史，更重要的是飲用純酒或稀釋過的酒，飲用時是否搭配食物或一飲而盡，可說是錯綜複雜，因此我們很難精確控制酒精的攝取量，讓自己不致喝酒過量。

飲用含有酒精的飲料，經由胃、小腸與大腸吸收，數分鐘後，即分布在血液中，經由血液循環遍達全身各個組織；每100 毫升血液中含酒精的毫克數，稱為「血液酒精濃度」（blood alcohol concentration,縮寫BAC），常做為醫學或法律上對於酒精毒性的一種量化標準；若執法上不方便採取血液檢體，則改為檢測每公升吐氣中所含的酒精毫克數，稱為「呼氣酒精濃度」（breath alcohol concentration, 縮寫BrAC）。

研究證實，血液酒精濃度大約是呼氣酒精濃度的2100 倍，依據「道路交通安全
規則」，臺灣的駕駛人經攔查檢測，如果呼氣酒精濃度達0.25 毫克/ 公升（即1 公升的呼氣中，含有0.25 毫克以上的酒精），換算為血液酒精濃度0.25 mg/L × 2100 ＝525 mg/L ＝52.5（mg/100mL）以上，則依公共危險罪移送法辦。
由上述可知，啤酒的釀造原料是穀物，含有澱粉，需經糖化酵素作用產生糖類，才能利用酵母菌進行發酵；葡萄酒的釀造原料是水果，含有糖分，不需糖化即可直接利用酵母菌進行發酵；像這樣以穀類、水果類及其他含澱粉或糖分之原料，經微生物發酵作用，製成酒精濃度在20%以下的飲料，稱為「釀造酒」。至於伏特加和琴酒，都是以穀物為原料，經微生物發酵，生成含有酒精成分的酒液，再經蒸餾處理，製成酒精濃度在20% 以上的飲料，稱為「蒸餾酒」。

蔬菜類
為什麼綠色的青菜，烹煮後容易變黑？植物的綠色來自葉綠體中的葉綠素，葉綠素能夠吸收陽光的能量，將二氧化碳和水，轉變成葡萄糖與氧氣，植物會直接利用葡萄糖作為生長的能量，或是透過聚合反應（polymerization），將數以千計的葡萄糖分子聚合成澱粉，因此葉綠素在光合作用中，扮演著非常重要的角色。
葉綠素的分子內，含有碳、氫、氧、氮原子聚集形成的「紫質」（porphyrin），中心包著一顆鎂原子，但葉綠素並非單一化學化合物，而是由葉綠素a 和葉綠素b組成，葉綠素a 呈藍綠色，葉綠素b 呈黃綠色，葉綠素a 與葉綠素b 的結構比，決定各種綠色植物的實際色調。

在烹煮綠色蔬菜時，溫度上升會先改變葉綠素的結構，產生異構化（isomerization），如果蔬菜帶弱酸性，則氫離子容易進入葉綠體，置換鎂，形成去鎂葉綠素（pheophytin），稱為「脫鎂反應」（pheophytinization）；其中，葉綠素a 會變成灰綠色的去鎂葉綠素，而葉綠素b 會變成橄欖綠色的去鎂葉綠素，由於葉綠素a 較為常見，且異構化速率比葉綠素b 快，因此會出現灰綠色。

烹煮綠色蔬菜時，開鍋蓋烹調，可以使蔬菜中的有機酸揮發，減少葉綠素與酸的反應，有助於蔬菜保持綠色；另外，加鹽（氯化鈉）的高湯，也有助於蔬菜保持綠色，可能原因是它們會使氫離子較難通過細胞膜，因而無法取代鎂，減少去鎂葉綠素的形成。

洋蔥的品種很多，為什麼有些洋蔥切開後，會使人流淚？很多人可能認為，切洋蔥會流淚，是因為洋蔥裡的化學物質，不但會讓「眼睛不適」，還會產生「嗆辣口味」。其實這兩種效果，主要是由不同的化合物造成，最辛辣的洋蔥，未必是最厲害的催淚彈。

刺激人體眼睛，使淚腺分泌淚液，是洋蔥的自我保護機制，切洋蔥的過程涉及複雜的化學反應，洋蔥內的蒜胺酸酵素（alliinase） 與一群S-alk(en)yl cysteine sulfoxides 化合物，隔離在洋蔥細胞的不同部位中；一但細胞遭受破壞，它們會被釋放出來，然後相互反應，產生催淚瓦斯，這是一種稱為thiopropanal sulfoxide 的揮發性含硫化合物。

另一組同樣由蒜胺酸啟動的反應，會產生氨、丙酮酸與不穩定次磺酸，其中次磺酸會更進一步反應，形成若干帶有辛辣味道與刺鼻感的化合物，主要以alkylthiosulfinates 為主。

切洋蔥前，可先置放於冰箱內冷藏數小時，低溫能降低蒜胺酸酵素的活性，降低切開洋蔥後，蒜胺酸酶與硫氧化物的反應速率；另一個訣竅就是使用鋒利的刀刃，快速有效地切洋蔥，也可減少洋蔥細胞遭破壞的數量，降低刺激性氣體的釋放。

有時候，我們吃到的小黃瓜帶有苦味？吃下肚會有危險嗎？人類種植小黃瓜的歷史有數千年之久，早期的食譜中，料理小黃瓜會有去苦味的步驟；現代的品種除了皮以外，很少會有苦味，小黃瓜有一部分的味道，來自於略帶苦味的化合物「葫蘆素」（cucurbitacin）。假如小黃瓜必須長期處於炙熱乾燥的天氣，或須與病蟲害對抗，出於防禦目的，葫蘆素就會在瓜肉與瓜皮中累積至一定的含量，苦味代表「別自討苦吃」的警告信號，植物中常見的毒性化學物質「生物鹼」（alkaloid）都有苦味，當然小黃瓜裡的葫蘆素含量，不會讓人有致命的危險。

小黃瓜常被切片鹽漬，並非為了去除苦味，而是讓口感變脆。作法是將小黃瓜切片，置於碗盤裡，撒上食鹽，放進冰箱約1 小時，食鹽會吸收小黃瓜細胞間的水分，使其結構變得堅固，食用前再把多餘的鹽分沖淨。小黃瓜切片鹽漬會脫水，是由於小黃瓜細胞外的水溶液濃度較大（滲透壓較高），細胞內的水溶液濃度較小（滲透壓較低），故水分會從滲透壓較低的溶液，通過細胞膜，流向滲透壓較高的溶液，稱為「滲透作用」（osmosis），若鹽漬濃度愈大，則小黃瓜滲透出來的水量愈多。

由上述可知，烹調可使蔬菜發生物理及化學變化，導致外觀、氣味、風味和分子結構均可能發生改變，故瞭解不同蔬菜的特性及烹調原理，掌握正確的處理方法及烹調變化，除了可以保存食物的營養，更可以享受到色香味俱全的健康蔬食。

肉類
牛肉上的「彩虹光澤」（圖2）是什麼？

圖2　帶有彩虹色澤的牛肉。（圖片來源：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Meat_Iridiscence.png, CC-by-Kilologin）

我們可以忽視它，放心安全地食用嗎？牛肉有時呈現的彩色並非因為黴菌或腐敗所導致，這只不過是光學效應。肉類或動物肌肉是由肌絲（myofilament）組成，「肌絲」為小形蛋白束，平行捆成束狀，形成整條肌肉；以利刃或切割機沿著特定角度橫切肌絲，當肌絲的切割端與光波長度大小相當時，可能發生「雙折射」（birefringence），也就是：如果物質在不同的方向，具有不同的折射率（refractive index），則這兩道折射光進入眼睛時，會互相干擾，因而分散成彩虹中的顏色。

另一種說法是：因為間隔緊密的肌絲端，形成繞射光柵（diffraction grating），所以會將入射光線分散，發生「繞射」（diffraction），導致肉的表面呈現彩虹顏色；至於看到的顏色大多為綠色，是因為人的眼睛對於綠色最為敏感，我們可以安心地吃下彩虹光澤的肉，它對人體不會造成傷害。

為什麼肉商不賣「真空包裝」的肉品？肉的顏色主要取決於三種肌紅蛋白（myoglobin） 的相對分量， 例如現切牛肉時深紫紅色的「去氧肌紅蛋白」（deoxyhemoglobin），暴露在空氣中一段時間後，肉表面的去氧肌紅蛋白與空氣中的氧結合，生成鮮豔粉紅色的「氧合肌紅蛋白」（oxyhemoglobin），此時肉的色鮮紅誘人，賣相極佳；若繼續暴露在空氣中，肉表面的水分逐漸散失，空氣中的氧氣無法再進入肉內，氧合肌紅蛋白變褐色的「變性肌紅蛋白」（methemoglobin）。肉的顏色會影響消費者的購買意願，若是在幾乎無氧的真空包裝環境下，則肉表面將保持去氧肌紅蛋白的紫紅色，但是因為消費者不喜歡紫紅色，導致肉商很少將新鮮肉類以真空包裝。

牛肉顏色由紅轉褐的另一個主因，是去氧肌紅蛋白與氧合肌紅蛋白的分子結構， 皆有還原態的亞鐵離子（Fe⁺²）， 若二價的亞鐵離子，被氧化成三價的鐵離子（Fe⁺³）， 則蛋白質分子會轉變為褐色的變性肌紅蛋白；肉品中的抗氧化酵素，多半能預防這類變化，但若儲存時間過久，即使處於低溫狀態，酵素的活動力仍會減小，有利於褐變的發生。隨著褐變發生，肉品的風味也會逐漸喪失，這也是人們看見肉不紅的聯想，不過，褐變也可能只是無害的缺氧現象，除非被細菌掌控，變性肌紅蛋白就會變成綠色的膽綠蛋白（choleglobin）和硫肌紅蛋白（sulfymyoglobin），並釋放出惡臭的硫化氫氣體。

鹽漬與醃製是以特殊處理方式來避免肉類腐壞，以食鹽醃製肉類，往往呈現不討人喜歡的灰褐色，約在100 多年前，人類發現將硝石（硝酸鉀）加入鹽中，能有效地抑制醃製肉品中的肉毒桿菌生長，並使肉品變成玫瑰般的粉紅色，這是因為硝酸鉀會被肉類裡的微生物還原為亞硝酸鉀，故現在都直接加入亞硝酸鉀或亞硝酸鈉，很少再使用硝石。亞硝酸鹽會與肌紅蛋白作用，形成氧化氮肌紅蛋白（nitric oxide myoglobin），它能抑制腐敗，避免發生異味和惡臭。

亞硝酸鹽會與加熱肉類蛋白質中胺基酸的二級胺，形成亞硝胺（nitrosamine），而亞硝胺被證實有致癌風險，依據衛生福利部食品藥物管理署法規，生鮮肉類及魚肉不得使用亞硝酸鹽類或硝酸鹽類，至於准許使用的肉製品及魚肉製品，用量以NO₂ 殘留量計，須在0.007g/kg 以下。

由上述可知，新鮮的牛肉色澤，應該呈現紫紅或暗紅色，脂肪部分呈白色，用手輕按有彈性，沒有出水現象，因為滲出的水中含有汁液，而汁液會帶出水溶性蛋白質與養分，使得肉的風味與營養價值大打折扣；含亞硝酸鹽的肉類， 包含：臘肉、香腸、培根、火腿和熱狗等，經油炸或煎烤之後，會產生亞硝胺致癌物質，應避免經常食用，以免造成亞硝胺攝取過量，危害身體健康。

綜合上述，酒是以穀類及水果為原料，經發酵及蒸餾製成的酒精飲料，與美食之間有微妙的搭配關係；蔬菜經烹煮之後所保留的養分多寡，與烹調方式及時間長短有關；肉類要挑選無異常鮮紅的色澤，不要過量食用醃製肉品，並於保存期限內烹煮食用完畢；至於牛奶、起司、蛋、水果、穀類、海鮮、調味料、廚具裡，有哪些有趣的問題？這些都有待您進一步的閱讀與思考！

白榮銓 臺中市立居仁國中退休教師