夏日夜宵的美味秘籍竟然是..._風聞

原創：中科院物理所

不知道你有沒有覺得

每到夏日的夜晚

入睡總是特別困難

似乎隨着温度的提升

食慾也被提升到了激發態

這部分被激發的食慾會以輻射躍遷的形式

向我的大腦投放美食圖像

唯有一頓簡單快樂的夜宵

才能讓食慾迴歸基態

Norma才能安心入睡

要説夜裏閃現的美食圖像中最多的…

一定是炸物加冰飲！

在美食江湖中，炸物一定佔據着核心地位

畢竟“隔壁小孩都饞哭了”的神話就是炸物創造的

圖片來源

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每次在深夜咬一口炸物

那外表酥脆的口感、滿口爆開的油香…

別説隔壁家小孩了

誰來了都得饞哭吧！

這麼神仙的食物烹飪方法

一生要強的Norma怎麼能不會呢？

今天我們就一起來研究研究——

怎麼掌握油炸食物的火候！

回想一下我們周圍的做飯達人

似乎都有一項神秘技能——

把筷子伸進熱油裏就能判斷油温是否合適

這是怎麼做到的？？？

食用油/你的真身是什麼？

要想成為油炸高手，第一步先來增進對食用油的瞭解。先來看看你是不是對我們司空見慣的食用油足夠了解了呢？

最容易想到的就是食用油可以提供人類日常生活所需的熱能，並促進脂溶性維生素的吸收。

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食用油中含有的脂肪，可以分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸。人體生命活動中主要的不飽和脂肪酸包括亞油酸和亞麻酸，例如亞油酸可以軟化心腦血管，促進血液循環，降血壓血脂，加快人體新陳代謝。

通常，我們把常温下是液體的稱作油，而把常温下是固體的稱作脂肪。

我們日常生活中常見的食用油可以分為植物油脂和動物油脂，其中，動物油通常是指豬油，其次是牛油、羊油、雞油等。

橄欖油 | 圖片來源：pixabay

植物油脂種類繁多，主要包括菜籽油、花生油、火麻油、玉米油、橄欖油、山茶油、棕櫚油、葵花子油、大豆油和芝麻油等。目前全球食用油消費主要以植物油為主。

植物油可以提供脂肪、多不飽和脂肪酸和脂溶性維生素等多種營養元素。植物油95%以上由甘油三酯構成，而甘油三酯的鏈上含有豐富的脂肪酸，例如：棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸。

甘油三酯模型 | 圖片來源

除此之外，植物油中還含有一些天然的抗氧化劑——酚類化合物，如生育酚、葉綠素、胡蘿蔔素等。一些植物油中還可以檢測到磷脂、固醇、角鯊烯等物質。

對食用油的成分的檢測手段目前已經比較成熟，常見的食用油檢測方式包括：理化檢測技術、色譜質檢方法、核磁共振檢測法和光譜分析法等。

對於烹飪而言，食材原料中的許多色素和香氣成分多為脂溶性成分，所以，在烹調過程中，油脂對菜點色、香、味的形成具有重要作用。

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食用油/ 理化性質如何？

瞭解食用油的成分之後，我們再來一起看看食用油的理化性質吧！

精煉油脂不含水分，比重比水輕，能浮於水面而不溶於水，因此，在菜餚和湯品表面覆蓋熱油具有保温作用。

也正是因為油脂這樣的性質，我們才能在太空泡騰片實驗中看到那麼精彩的視覺效果。

我們都知道，油脂是不溶於水的，但是烹飪時加入蛋白質、磷脂等物質後，就會發生乳化作用，這會使油脂可以形成乳狀液而分散於水中。

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天然油脂一般是混合物，所以其融化温度有一定的範圍，一般植物油脂的熔點會低於動物油脂。

油脂的熔點也會影響其在人體的消化和吸收，熔點越低的油脂越容易被消化器官乳化，進而被吸收。

所以油炸食品要趁熱吃，食用時不僅風味最佳，而且人體對於油脂的消化吸收率高。

和熔點相似，天然油脂同樣沒有固定的沸點，其沸點一般在180-200攝氏度，沸點隨脂肪酸碳鏈的增長而增高。

除了熔點和沸點之外，我們也經常見到被加熱的食用油開始冒煙，而這個温度就被稱為煙點。油炸用油比較適宜的煙點為190-200攝氏度以上。

油脂中脂肪酸碳鏈短、遊離脂肪酸多會導致煙點降低，食用油的品質也會下降。反覆使用或長期放置的食用油煙點也會降低。

在煙點温度之上，還有閃點和着火點。其中，閃點是指在穩定的空氣環境中，可燃性液體或固體表面產生的蒸氣在試驗火焰作用下被閃燃時的最低温度。

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炸炸炸/過程中食物發生了什麼變化？

雖然油炸食物我們都沒少吃，但是油炸這一方法是怎麼樣食物變熟的呢？中間發生了哪些變化呢？

在我們油炸食物時，油可以快速而均勻的傳導熱能，食品表面温度迅速升高，水分氣化，表面出現一層乾燥層，形成硬殼。

隨後，水分氣化層會向食品內部遷移，內部温度也逐漸升高，於此同時，食物表面發生焦糖化反應，部分物質分解，產生油炸食品特有的色澤和香味。

以薯條為例，煎炸是薯條加工過程中最重要的工序，可分為預炸和復炸兩個階段。

當薯條浸入油中時，熱量從周圍的高温油通過對流傳熱的方式傳遞給薯條，進而通過傳導傳熱將熱量傳遞給薯條內部。在這個過程中，薯條中的水以蒸氣泡的形式從薯條表面蒸發並形成孔隙。

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當從炸鍋中移出薯條後，蒸氣又會在薯條內部凝結。因此，會產生細胞間隙壓力，導致大部分留在表面的油在冷卻時通過冷凝或者毛細管機制吸入薯條中。

在煎炸過程中，水蒸氣會迅速滯留在外殼中，並在細胞內的空間中產生壓力，過熱蒸氣通過細胞間通道離開樣品，將細胞拉開，因此會導致外殼厚度和孔隙率逐漸增加，相鄰細胞之間發生分離。

隨着果膠物質溶解和細胞間隙的擴大，中間束層的弱化也顯著促進了細胞的分離。

煎炸過程中馬鈴薯發生的物化變化 [5]

在油炸過程中，薯條的外殼和核芯在微觀結構水平上會發生不同的變化，例如薯條表面孔隙、收縮率和粗糙度都增加。

我們喜歡的油炸食物的風味來源於煎炸油中的脂肪酸與食物中的蛋白質、多糖、脂質經過一系列複雜的化學反應（如脂質氧化、美拉德反應、焦糖化反應、氨基酸降解等）而形成的。

在這之中，脂質氧化和美拉德反應是促進煎炸風味形成的最主要的兩種化學反應。

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在較高温度下，氨基酸會與還原糖之間發生美拉德反應，使薯條的色澤變為金黃色，後期轉變為褐色。

但美拉德反應形成的部分化合物是不利於人體健康的，例如：丙烯酰胺、羥甲基糠醛、呋喃、雜環胺和多環芳烴等。

熱量/ 如何在油與食物之間走位？

與其他烹飪過程相似，油炸過程中主要包括對流傳熱和傳導傳熱這兩種基本的熱傳遞方式。

熱量會通過油這一加熱介質先以對流傳熱的方式傳遞到食物表面，接着在食物內部，熱量以熱傳導的方式從表面傳遞到中心。

對流傳熱的速度取決於食物表面與油之間的温度差及其對流傳熱係數的高低，而熱傳導速度取決於食物本身導熱係數的大小。

油炸食物過程中傳熱過程示意圖 | 圖片來源 [5]

油炸食物時，傳熱過程可以被分為四個階段：

第一階段：初始加熱階段。這個階段時間比較短，主要發生對流傳熱，也就是熱量通過食用油傳遞到食物表面，將其温度加熱到水的沸騰温度。

第二階段：表面沸騰階段。由於在上一階段食物表面温度已經到達了水的沸點，因此其表面的水分會迅速蒸發，導致食物表面產生氣孔。水蒸氣氣泡的產生導致周圍的食用油發生湍流，表面傳熱係數迅速增加，使表面傳熱從自然對流轉變為強制對流。

第三階段：降速階段。這一階段時間最長，食物內部主要發生熱傳導過程，將食物中心緩慢加熱到水的沸點。

第四階段：氣泡終點階段。這時，表面水分蒸發停止，温度繼續升高。氣泡的停止產生可能是因為油炸食物外殼和中心界面的傳熱減少而造成的。

是不是看完傳熱過程，對油炸食物的認識更加清晰了呢？以後做飯時又能合理炫技了呢！

秘技/一隻筷子試油温

瞭解了這麼多油炸食物的知識，快讓我們回到最開始的問題吧！怎麼才能做到把筷子伸進熱油裏就能斷油温是否合適呢？

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回想一下將筷子插入油鍋中會發生什麼呢？

當我們把沾水的筷子進入油中並加熱時，**筷子周圍的氣泡開始膨脹並變得可見，並會發出爆裂的聲音。**這短短的時間裏發生了什麼物化過程呢？

首先，油表面會出現氣泡破，然後在表面形成半球形火山口，形成霧和飛濺。

油表面飛濺的氣泡 | 圖片來源 [7]

在這一過程中，室温水滴在接近並進入加熱油浴時温度升高。由於温度突然變化，會形成蒸氣泡，液滴發生微爆炸。

表面破裂後的動力學過程類似於鞭炮的爆炸，任何大的表面變形都可能產生強度較大的飛濺和射流。

其次，在油表面下方會形成兩個垂直射流，向下移動的薄射流形成一個擴展的空腔。

油表面下方的細長型空腔 | 圖片來源 [7]

當氣泡足夠接近油表面而不會破裂時，會形成一個不對稱的細長空腔，這種空腔的頂部比底部塌陷得更快。

由於聲波與界面之間的相互作用，自由表面附近單個空化氣泡的坍塌會導致類似的噴射現象。

最後，還會在界面附近形成一種振盪腔。

界面附近的振盪腔| 圖片來源 [7]

前兩種情況分別討論了界面附近爆炸和不爆炸的氣泡隨時間的變化。在最後一種情況中，氣泡在遠離自由表面的地方爆炸，可能會出現振盪空腔。

這種空腔在振盪時保持相對球形，並引發自由表面振動。氣泡的快速膨脹會產生聲壓波，從而導致自由表面的振動。

在這種情況下，任何表面擾動，都可能會導致液體噴射。

前兩種氣泡動力學過程在200攝氏度都對應着1.4 kHz的震動頻率，而最後一種振盪腔形式則對應着0.8 kHz的振盪頻率。

也就是説，當經驗豐富的人用沾水的筷子插入油鍋時，經常會在適宜油炸食物的温度下聽到不同氣泡動力學過程對應振盪頻率的聲音，因而可以判斷油温是否合適。

怎麼樣，是不是又學會了新的技能？快去試試油炸秘技實現夏日宵夜自由吧！

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參考文獻

[1]李忠遠. 中國食用油安全規制研究[D].遼寧大學,2015.

[2]曹君. 不同脂肪酸結構食用油的氧化規律及其動力學研究[D].南昌大學,2015.

[3]李小康. 食用油的折射率及其色散特性研究[D].西安工業大學,2021.

[4] https://www.bilibili.com/read/cv2300736

[5]百度百科 油炸.

[6]李培燕. 油脂對煎炸薯條質構的影響及其機制[D].江南大學,2021.

[7] Morphology of bubble dynamics and sound in heated oil, Physics of Fluids (2022).