2016年8月30日

牛肉烹調的味道化學

楊水平╱任教於國立彰化師範大學化學系,專長為化學教育,擔任《臺灣化學教育》執行編輯和《科學研習》編審委員。

(插圖:吳宛蓁)

 食物的味道、香氣和顏色是人體感受器官作用的結果。色香味俱佳的食物使人食慾大增,分泌更多的消化液以消化食物。味覺的感受器官是舌頭上的味蕾,舌頭和嘴與食物交互作用而感受食物滋味。嗅覺的感受器官是鼻子內的嗅球,嗅覺是唯一直接連接到大腦皮質的感覺,辨別食物揮發物質的氣味。視覺的感受器官是眼睛、視神經和視覺中樞,辨識食物的色澤。雖然香氣和味道有關連,但是這兩種風味並不完全可以互換。

味道主要集中在甜味、鹹味、苦味、酸味及鮮味(umami),以及有爭議的金屬味;辣是痛覺不是味覺。氣味是嗅覺系統對散布於空氣中的某些特定分子的感應,人類大概能夠識別1000種不同的氣味。使人愉快的氣味稱為香味,使人不快的氣味稱為臭味。食物的風味仰賴味覺與嗅覺的協調,嗅覺喪失的人,對食物的味道很難區別!有研究顯示,食物的顏色也會影響味道。

牛肉烹調的化學

 圖一:牛肉烹調的色香味與化學反應有密切的關係。

肉類的風味起因於水溶性化合物的基本味道(flavor)包括甜味、酸味、苦味、鹽味及鮮味,以及源自於食物的化學物質和透過各種反應而產生化合物的氣味(aromas), 熟肉可用8 種氣味來形容。牛肉的味道和氣味,通常是在加熱過程中發展的化學物質。味道的感知是水溶性的前驅化合物(precursor compounds)在唾液中溶解,再與味蕾結合並刺激到在大腦的感知反應。氣味的感知是揮發性化合物與鼻腔後面嗅球的受體結合後,刺激大腦的感知反應。 

牛、豬、羊及雞等不同的肉類含有相似的總組成(gross composition)── 碳水化合物、蛋白質及脂肪等,生肉的味道一般描述為是鹹鹹的、金屬的、血腥的及甜甜的味道。這些總組成進行各種化學反應,主要是透過烹調過程中形成肉的風味。在烹調過程中,很多非揮發性的前驅化合物經過化學反應而產生牛肉、豬肉、雞肉等的特徵味道和氣味。由於這些肉類有相似的組成,因此以相似方式加熱,不同物種肉類於是具有共同的味道和香氣。毫無疑問地,不同品種的肉類也有獨特的風味。透過梅納反應(Maillard reaction)、史崔克反應(Strecker reaction)、脂質氧化反應(lipid oxidation reactions)及硫胺素降解(thiamin degradation),肉類的總組成會產生味道和香氣的化合物。經過研究發現,存在熟肉中具有特殊味道的揮發性化合物之總數可能超過1000種。傳統上物種特異性的氣味與脂質成分有關連,當烹飪牛肉時會釋放超過650種脂溶性的揮發性化合物。

梅納反應(又稱梅納褐變),是一種非酶褐變反應,是食物中的還原糖的羰基(─ C=O)與胺基酸的胺基(─ NH2)反應,在加熱時產生醛類和胺基酮。進一步透過重排和脫水,形成呋喃醛和呋喃酮、羥基酮和二羰基化合物。梅納反應慢慢地在121℃開始,當溫度達到177℃的高溫會發展出最好的肉色和風味。在高溫下產生棕黑色的大分子物質,被稱為類黑精(Melanoidins,或稱擬黑素),是長鏈的高分子化合物,使熟食的顏色變成棕色。此外,這反應過程還會產生很多不同氣味的中間體分子,包括還原酮、醛及雜環化合物。這些物質為食物提供宜人可口的味道和誘人的色澤。

值得注意的是, 真空低溫烹調法(Cuisine sous vide)烹調牛排過程涉及兩階段。第一階段是先密封生的牛肉在塑膠袋中,再放置到設定最終溫度的烹調設備中。第二階段是以烤或煎肉來發展顏色、味道及質地。由於第一階段的最高溫度只到達65.5°C(7分熟)且在密閉空間中,因此不會發生脂質氧化反應、梅納反應、史崔克反應、硫胺素降解及焦糖化反應。.....【更詳細的內容請見科學月刊第561期】

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