夏日夜宵的美味秘籍竟然是..._风闻

原创：中科院物理所

不知道你有没有觉得

每到夏日的夜晚

入睡总是特别困难

似乎随着温度的提升

食欲也被提升到了激发态

这部分被激发的食欲会以辐射跃迁的形式

向我的大脑投放美食图像

唯有一顿简单快乐的夜宵

才能让食欲回归基态

Norma才能安心入睡

要说夜里闪现的美食图像中最多的…

一定是炸物加冰饮！

在美食江湖中，炸物一定占据着核心地位

毕竟“隔壁小孩都馋哭了”的神话就是炸物创造的

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每次在深夜咬一口炸物

那外表酥脆的口感、满口爆开的油香…

别说隔壁家小孩了

谁来了都得馋哭吧！

这么神仙的食物烹饪方法

一生要强的Norma怎么能不会呢？

今天我们就一起来研究研究——

怎么掌握油炸食物的火候！

回想一下我们周围的做饭达人

似乎都有一项神秘技能——

把筷子伸进热油里就能判断油温是否合适

这是怎么做到的？？？

食用油/你的真身是什么？

要想成为油炸高手，第一步先来增进对食用油的了解。先来看看你是不是对我们司空见惯的食用油足够了解了呢？

最容易想到的就是食用油可以提供人类日常生活所需的热能，并促进脂溶性维生素的吸收。

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食用油中含有的脂肪，可以分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。人体生命活动中主要的不饱和脂肪酸包括亚油酸和亚麻酸，例如亚油酸可以软化心脑血管，促进血液循环，降血压血脂，加快人体新陈代谢。

通常，我们把常温下是液体的称作油，而把常温下是固体的称作脂肪。

我们日常生活中常见的食用油可以分为植物油脂和动物油脂，其中，动物油通常是指猪油，其次是牛油、羊油、鸡油等。

橄榄油 | 图片来源：pixabay

植物油脂种类繁多，主要包括菜籽油、花生油、火麻油、玉米油、橄榄油、山茶油、棕榈油、葵花子油、大豆油和芝麻油等。目前全球食用油消费主要以植物油为主。

植物油可以提供脂肪、多不饱和脂肪酸和脂溶性维生素等多种营养元素。植物油95%以上由甘油三酯构成，而甘油三酯的链上含有丰富的脂肪酸，例如：棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸。

甘油三酯模型 | 图片来源

除此之外，植物油中还含有一些天然的抗氧化剂——酚类化合物，如生育酚、叶绿素、胡萝卜素等。一些植物油中还可以检测到磷脂、固醇、角鲨烯等物质。

对食用油的成分的检测手段目前已经比较成熟，常见的食用油检测方式包括：理化检测技术、色谱质检方法、核磁共振检测法和光谱分析法等。

对于烹饪而言，食材原料中的许多色素和香气成分多为脂溶性成分，所以，在烹调过程中，油脂对菜点色、香、味的形成具有重要作用。

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食用油/ 理化性质如何？

了解食用油的成分之后，我们再来一起看看食用油的理化性质吧！

精炼油脂不含水分，比重比水轻，能浮于水面而不溶于水，因此，在菜肴和汤品表面覆盖热油具有保温作用。

也正是因为油脂这样的性质，我们才能在太空泡腾片实验中看到那么精彩的视觉效果。

我们都知道，油脂是不溶于水的，但是烹饪时加入蛋白质、磷脂等物质后，就会发生乳化作用，这会使油脂可以形成乳状液而分散于水中。

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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范围，一般植物油脂的熔点会低于动物油脂。

油脂的熔点也会影响其在人体的消化和吸收，熔点越低的油脂越容易被消化器官乳化，进而被吸收。

所以油炸食品要趁热吃，食用时不仅风味最佳，而且人体对于油脂的消化吸收率高。

和熔点相似，天然油脂同样没有固定的沸点，其沸点一般在180-200摄氏度，沸点随脂肪酸碳链的增长而增高。

除了熔点和沸点之外，我们也经常见到被加热的食用油开始冒烟，而这个温度就被称为烟点。油炸用油比较适宜的烟点为190-200摄氏度以上。

油脂中脂肪酸碳链短、游离脂肪酸多会导致烟点降低，食用油的品质也会下降。反复使用或长期放置的食用油烟点也会降低。

在烟点温度之上，还有闪点和着火点。其中，闪点是指在稳定的空气环境中，可燃性液体或固体表面产生的蒸气在试验火焰作用下被闪燃时的最低温度。

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炸炸炸/过程中食物发生了什么变化？

虽然油炸食物我们都没少吃，但是油炸这一方法是怎么样食物变熟的呢？中间发生了哪些变化呢？

在我们油炸食物时，油可以快速而均匀的传导热能，食品表面温度迅速升高，水分气化，表面出现一层干燥层，形成硬壳。

随后，水分气化层会向食品内部迁移，内部温度也逐渐升高，于此同时，食物表面发生焦糖化反应，部分物质分解，产生油炸食品特有的色泽和香味。

以薯条为例，煎炸是薯条加工过程中最重要的工序，可分为预炸和复炸两个阶段。

当薯条浸入油中时，热量从周围的高温油通过对流传热的方式传递给薯条，进而通过传导传热将热量传递给薯条内部。在这个过程中，薯条中的水以蒸气泡的形式从薯条表面蒸发并形成孔隙。

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当从炸锅中移出薯条后，蒸气又会在薯条内部凝结。因此，会产生细胞间隙压力，导致大部分留在表面的油在冷却时通过冷凝或者毛细管机制吸入薯条中。

在煎炸过程中，水蒸气会迅速滞留在外壳中，并在细胞内的空间中产生压力，过热蒸气通过细胞间通道离开样品，将细胞拉开，因此会导致外壳厚度和孔隙率逐渐增加，相邻细胞之间发生分离。

随着果胶物质溶解和细胞间隙的扩大，中间束层的弱化也显著促进了细胞的分离。

煎炸过程中马铃薯发生的物化变化 [5]

在油炸过程中，薯条的外壳和核芯在微观结构水平上会发生不同的变化，例如薯条表面孔隙、收缩率和粗糙度都增加。

我们喜欢的油炸食物的风味来源于煎炸油中的脂肪酸与食物中的蛋白质、多糖、脂质经过一系列复杂的化学反应（如脂质氧化、美拉德反应、焦糖化反应、氨基酸降解等）而形成的。

在这之中，脂质氧化和美拉德反应是促进煎炸风味形成的最主要的两种化学反应。

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在较高温度下，氨基酸会与还原糖之间发生美拉德反应，使薯条的色泽变为金黄色，后期转变为褐色。

但美拉德反应形成的部分化合物是不利于人体健康的，例如：丙烯酰胺、羟甲基糠醛、呋喃、杂环胺和多环芳烃等。

热量/ 如何在油与食物之间走位？

与其他烹饪过程相似，油炸过程中主要包括对流传热和传导传热这两种基本的热传递方式。

热量会通过油这一加热介质先以对流传热的方式传递到食物表面，接着在食物内部，热量以热传导的方式从表面传递到中心。

对流传热的速度取决于食物表面与油之间的温度差及其对流传热系数的高低，而热传导速度取决于食物本身导热系数的大小。

油炸食物过程中传热过程示意图 | 图片来源 [5]

油炸食物时，传热过程可以被分为四个阶段：

第一阶段：初始加热阶段。这个阶段时间比较短，主要发生对流传热，也就是热量通过食用油传递到食物表面，将其温度加热到水的沸腾温度。

第二阶段：表面沸腾阶段。由于在上一阶段食物表面温度已经到达了水的沸点，因此其表面的水分会迅速蒸发，导致食物表面产生气孔。水蒸气气泡的产生导致周围的食用油发生湍流，表面传热系数迅速增加，使表面传热从自然对流转变为强制对流。

第三阶段：降速阶段。这一阶段时间最长，食物内部主要发生热传导过程，将食物中心缓慢加热到水的沸点。

第四阶段：气泡终点阶段。这时，表面水分蒸发停止，温度继续升高。气泡的停止产生可能是因为油炸食物外壳和中心界面的传热减少而造成的。

是不是看完传热过程，对油炸食物的认识更加清晰了呢？以后做饭时又能合理炫技了呢！

秘技/一只筷子试油温

了解了这么多油炸食物的知识，快让我们回到最开始的问题吧！怎么才能做到把筷子伸进热油里就能断油温是否合适呢？

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回想一下将筷子插入油锅中会发生什么呢？

当我们把沾水的筷子进入油中并加热时，**筷子周围的气泡开始膨胀并变得可见，并会发出爆裂的声音。**这短短的时间里发生了什么物化过程呢？

首先，油表面会出现气泡破，然后在表面形成半球形火山口，形成雾和飞溅。

油表面飞溅的气泡 | 图片来源 [7]

在这一过程中，室温水滴在接近并进入加热油浴时温度升高。由于温度突然变化，会形成蒸气泡，液滴发生微爆炸。

表面破裂后的动力学过程类似于鞭炮的爆炸，任何大的表面变形都可能产生强度较大的飞溅和射流。

其次，在油表面下方会形成两个垂直射流，向下移动的薄射流形成一个扩展的空腔。

油表面下方的细长型空腔 | 图片来源 [7]

当气泡足够接近油表面而不会破裂时，会形成一个不对称的细长空腔，这种空腔的顶部比底部塌陷得更快。

由于声波与界面之间的相互作用，自由表面附近单个空化气泡的坍塌会导致类似的喷射现象。

最后，还会在界面附近形成一种振荡腔。

界面附近的振荡腔| 图片来源 [7]

前两种情况分别讨论了界面附近爆炸和不爆炸的气泡随时间的变化。在最后一种情况中，气泡在远离自由表面的地方爆炸，可能会出现振荡空腔。

这种空腔在振荡时保持相对球形，并引发自由表面振动。气泡的快速膨胀会产生声压波，从而导致自由表面的振动。

在这种情况下，任何表面扰动，都可能会导致液体喷射。

前两种气泡动力学过程在200摄氏度都对应着1.4 kHz的震动频率，而最后一种振荡腔形式则对应着0.8 kHz的振荡频率。

也就是说，当经验丰富的人用沾水的筷子插入油锅时，经常会在适宜油炸食物的温度下听到不同气泡动力学过程对应振荡频率的声音，因而可以判断油温是否合适。

怎么样，是不是又学会了新的技能？快去试试油炸秘技实现夏日宵夜自由吧！

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参考文献

[1]李忠远. 中国食用油安全规制研究[D].辽宁大学,2015.

[2]曹君. 不同脂肪酸结构食用油的氧化规律及其动力学研究[D].南昌大学,2015.

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

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

[5]百度百科 油炸.

[6]李培燕. 油脂对煎炸薯条质构的影响及其机制[D].江南大学,2021.

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