廚房里的“魔法”：燉肉入口即化的秘密就在這步化學(xué)反應(yīng)！

燉煮肉類，要肉質(zhì)軟爛或筋道微彈，本質(zhì)上是蛋白質(zhì)（尤其是膠原蛋白）的變性與轉(zhuǎn)化反應(yīng)，依賴溫度、時間、酸堿環(huán)境三大關(guān)鍵因素。

撰文 | 王彬羽

立志成為大廚的我在暑假翻了車，原本信心滿滿準(zhǔn)備的“硬菜”卻無人問津：一道紅燒肉被我做得皮干肉柴，完全沒有想象中的美味。媽媽看到后，笑瞇瞇地把肉又放到鍋里小火慢燉了2h，再端出來后入口即化。當(dāng)然，火候不夠?qū)е氯饨啦粻€這是常識[1]，但是同樣是肉，為什么豬蹄、牛筋、雞翅這些部位不需要煮很長時間也會“軟爛Q彈”？而其他肉就一定要燉的時間長一點呢？

媽媽說這是一場“廚房里的化學(xué)反應(yīng)”！除了火候還有其他能讓肉質(zhì)松軟的辦法，今天就讓我們一起揭開燉肉變嫩的秘密——膠原蛋白轉(zhuǎn)化為明膠的過程！

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探索，尋找肉中“隱形支柱”

膠原蛋白存在于動物的皮膚、筋膜、軟骨甚至骨頭當(dāng)中，是支撐身體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)。它就像一根根細(xì)密的繩索，把肉塊里的細(xì)胞和纖維牢牢綁在一起。那么我們?nèi)绾握业侥z原蛋白呢？

我們通常用光學(xué)顯微鏡和染色劑來觀察肉的結(jié)構(gòu):將一小塊牛腱切成極薄的切片，放到顯微鏡下觀察，并用特定的染色試劑將膠原蛋白染色。這時，呈現(xiàn)在顯微鏡下的膠原蛋白，就像一根根纖維狀的“線團(tuán)”，盤繞在肌肉組織之間，清晰可見（圖1）[2]。它的作用就像是建筑工地里用到的細(xì)小的“鋼筋網(wǎng)”，把肌肉纖維一根根捆在一起，讓肉保持整體的形狀，不會一煮就碎、不切自落。

圖1 光學(xué)顯微鏡下的染色[2]

我們用刀分別去切雞胸肉（膠原蛋白含量較少）和牛筋（膠原蛋白含量較高）就能感受到。切牛筋的時候，能明顯感受到肉的韌勁，就像有一股“阻力”阻止“切斷”；而切雞胸肉的時候，幾乎沒有“阻力”，切起來感覺軟軟的、很容易切碎；這個“阻力”和“韌勁”就是膠原蛋白的作用。那如果是這樣，膠原蛋白是不是“咬不動”的元兇呢？如果沒有它，肉是不是就更軟更容易嚼動了呢？答案可能會讓你失望——沒有膠原蛋白，肉不但不會更好吃，反而會失去“肉”的樣子。
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實驗：廚房中的化學(xué)反應(yīng)

我們把切好的雞胸肉和牛筋分別放到小鍋里煮，雞胸肉在長時間水煮后肉質(zhì)較為干硬，缺乏彈性和嫩滑感；而牛筋在長時間燉煮后反而變軟了，嚼起來也有一定的韌性。其實水煮后口感的不同就來自切肉時的“阻力”：膠原蛋白。在高溫和長時間作用下，肽鍵（–CO–NH–）發(fā)生水解，斷裂為較小的多肽鏈或游離氨基酸[4]，反應(yīng)如化學(xué)式（1）[5]所示；這個過程反復(fù)發(fā)生，導(dǎo)致三螺旋解體生成一條條單鏈多肽，也就是明膠。明膠賦予肉類柔軟、彈性十足的口感。

在燉煮過程中，膠原蛋白的轉(zhuǎn)化與溫度、時間密切相關(guān)。高溫短時間處理的肉類，膠原蛋白的轉(zhuǎn)化程度較低，導(dǎo)致肉質(zhì)依然保持韌性；這也就是我做的紅燒肉皮干肉柴的原因。而低溫長時間燉煮能讓膠原蛋白充分轉(zhuǎn)化，從而得到理想的嫩滑口感，所以媽媽小火慢燉了兩小時后紅燒肉又酥軟可口。

研究表明，膠原蛋白在60℃左右的溫度下開始逐漸轉(zhuǎn)化為明膠，而在更高的溫度下，它的轉(zhuǎn)化過程會更快、更徹底[6]；但溫度過高過長，也會影響到明膠的品質(zhì)[7]，具體如圖2[3]所示。所以溫度的選擇需根據(jù)目標(biāo)口感（軟爛或有嚼勁）進(jìn)行調(diào)整，具體參考表2。

圖2加熱過程中牛半腱肌和膠原蛋白變化圖（偏振光，放大倍數(shù)100）[3]

表2 不同溫度下對肉質(zhì)口感的影響[8]

如果你和我一樣，更喜歡嫩彈有嚼勁，那么就選擇“小火慢燉”就好。但是現(xiàn)在又有新的問題了，不同肉類由于膠原蛋白的含量和結(jié)構(gòu)差異，其口感的變化也大不相同；為了進(jìn)一步理解膠原蛋白的轉(zhuǎn)化效果，我們選用豬蹄、牛筋和雞胸肉這3種肉類來進(jìn)行對比實驗。

實驗一：不同火候?qū)θ赓|(zhì)的影響

將豬蹄、牛筋和雞胸肉分成兩組，一組用“高溫快煮”（80～90℃）5～10min，另一組用“小火慢燉”（60～65℃）2h。用這兩種方式進(jìn)行烹飪后，我們發(fā)現(xiàn)：

（1）高溫快煮的3種肉類中，豬蹄口感堅韌，咬起來雖然有彈性但缺乏柔軟度；牛筋口感偏硬，且肌肉纖維難以咬斷；雞胸肉整體口感更是干澀，纖維間水分減少，質(zhì)地偏硬。

這是因為豬蹄和牛筋中含大量膠原蛋白，在高溫快速加熱條件下，膠原蛋白的三螺旋結(jié)構(gòu)迅速收縮和變性，但由于加熱時間不足，水解不完全，不能充分轉(zhuǎn)化為明膠，導(dǎo)致膠原纖維保留較多原始的韌性結(jié)構(gòu)，肉質(zhì)緊縮，使得口感不佳。而雞胸肉以肌動蛋白和肌球蛋白等為主，膠原蛋白含量相對較低。高溫快速加熱會使肌原纖維蛋白迅速收縮，導(dǎo)致肉汁大量流失，肉質(zhì)變得干柴，失去彈性。

（2）小火慢燉的3種肉類中，豬蹄和牛筋在持續(xù)的小火加熱下，膠原蛋白的三螺旋結(jié)構(gòu)逐漸解開并發(fā)生充分的水解，轉(zhuǎn)化為大量明膠，吸收并鎖住水分，使得豬蹄的質(zhì)地柔軟而富有彈性，口感軟嫩。而雞胸肉的口感雖相對高溫快煮稍微改善，但質(zhì)地仍然較為緊實，嫩滑程度有限。這是因為雞胸肉中膠原蛋白的含量遠(yuǎn)低于豬蹄與牛筋，難以通過膠原蛋白的水解充分改善口感。因此，僅憑膠原蛋白水解原理，雞胸肉在小火慢煮條件下的嫩化效果也是有限的。

通過實驗，我們能看到肉類在不同溫度處理下口感有不同程度的改變，“小火慢燉”確實對膠原蛋白含量高的肉類具有明顯的嫩化效果。但是雞肉也是我們經(jīng)常食用的肉類，我們怎么通過化學(xué)魔法，讓膠原蛋白含量少的雞胸肉也嫩起來呢？

實驗二：用化學(xué)解決烹調(diào)難題

（1）在化學(xué)的學(xué)習(xí)中，我們知道蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其氨基酸鏈的相互作用密切相關(guān)。蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵連接而成的高分子，在自然狀態(tài)下通常呈現(xiàn)穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，蛋白質(zhì)的氫鍵、離子鍵和疏水作用等維持了其穩(wěn)定性。然而，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)暴露在酸性環(huán)境中時，酸性物質(zhì)中的氫離子（H+）會與蛋白質(zhì)中的氨基酸側(cè)鏈發(fā)生相互作用，破壞原有的氫鍵和鹽鍵結(jié)構(gòu)，使蛋白質(zhì)發(fā)生變性。這種變性會導(dǎo)致蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生松弛，減少蛋白質(zhì)鏈之間的緊密連接，使得肉類組織變得更加松軟[9]。而在烹飪中，我們也經(jīng)常使用腌制的方法來嫩化肉質(zhì)，那么我們是不是也可以用酸性物質(zhì)來嫩化雞胸肉呢？

將雞胸肉切塊分別浸泡在含有高濃度的檸檬汁和醋的腌制液中，經(jīng)過30分鐘的腌制后再水煮，兩份雞胸肉的肉質(zhì)都變得多汁且更加柔軟，這證明用酸性物質(zhì)軟化肉質(zhì)是可行的。但是雞肉泡在高濃度醋里時間長了，味道實在讓人難以接受，所以為了讓口感更好，我們調(diào)整了腌料的配比，使用大約1湯匙（6g）檸檬汁，加上少量鹽提升口味，適量加入糖或蜂蜜平衡酸度，再用洋蔥和蔥幫助提鮮，與200g雞胸肉一起倒入保鮮袋中不停揉搓，確保雞胸肉被腌料均勻包裹后，放入冰箱中腌制約30 min。

在這些腌料中，鹽的作用除了增味，還可以通過它的離子效應(yīng)，改變?nèi)忸惖乃献饔煤偷鞍踪|(zhì)的溶解度。鹽的離子（Na?和 Cl?）與蛋白質(zhì)中的極性氨基酸側(cè)鏈發(fā)生相互作用，可以改變蛋白質(zhì)的溶解度，促進(jìn)蛋白質(zhì)的變性，改善肉質(zhì)的嫩度和口感（化學(xué)式（5）[14]）。

敗，而洋蔥中的槲皮素（C??H??O?）具有強(qiáng)大的抗氧化作用，能幫助減少肉類在腌制過程中由于氧化產(chǎn)生的有害物質(zhì)，同時增強(qiáng)肉類的香氣和色澤，提升肉類的風(fēng)味。糖在腌制過程中主要起平衡酸度的作用，使腌料中的酸味不至于過于強(qiáng)烈，并且能為細(xì)菌發(fā)酵提供能量。此外，糖還能在后續(xù)的烹飪中與蛋白質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)（Maillard reaction），增強(qiáng)烹調(diào)的風(fēng)味和層次感。為了更大程度地保持肉質(zhì)的水分，我們選擇了蒸的方式來烹飪。蒸能很好地鎖住水分，避免肉質(zhì)過干。經(jīng)過5～8min的蒸煮，揭開鍋蓋的一剎那，不僅鮮香撲鼻，雞胸肉也嫩滑多汁。

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結(jié)論：廚房里的化學(xué)魔法

我們常常把化學(xué)看作是課堂上復(fù)雜的公式、課堂下的“背多分”，但實際上，化學(xué)無處不在，滲透在我們的日常生活中。而廚房就是一個“化學(xué)反應(yīng)實驗室”，每一次翻鍋、每一次加調(diào)料，背后都藏著一場分子間的微妙變化?；鸷颉囟?、酸堿、時間、調(diào)味——這些看似簡單的步驟，塑造了我們所品嘗到的美味與口感。我們的味蕾，恰恰是這場“化學(xué)實驗”的檢驗器，感知著每一次反應(yīng)后的成果。通過實驗，我們檢驗了化學(xué)知識，讓原本寫在課本上的抽象概念，具象化在鍋碗瓢盆之間。所以，下次當(dāng)我們走進(jìn)廚房，不妨換一個視角，去觀察和思考那些熟悉的操作?；蛟S，你會在蒸汽升騰、香氣四溢的過程中，也能看見化學(xué)公式在廚房里閃閃發(fā)光，為你帶來無窮的創(chuàng)意與美味。

參考文獻(xiàn)

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[14] Morrison R T, Boyd R N. Organic Chemistry, (6th ed.)[M]. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1992

本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自微信公眾號“洞察化學(xué)”，原題目為《舌尖上的化學(xué)——廚房里的“膠原魔法”》，審稿人：張忠；編輯：朱真逸；審核：佘婉寧。

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