有一種化學(xué)反應(yīng)，不管你是否對(duì)化學(xué)感興趣，都是定期的，甚至是每天都會(huì)發(fā)生。這個(gè)反應(yīng)就是美拉德反應(yīng)。
美拉德反應(yīng)是褐變反應(yīng)中重要的一種，它不同于酶促褐變以酶作為催化劑，而是用熱的力量加速反應(yīng)的進(jìn)程。
這種反應(yīng)不需要調(diào)味料，也能產(chǎn)生非常美妙的風(fēng)味。
這是一個(gè)在烹飪一系列食物時(shí)發(fā)生的過(guò)程——它影響著烤肉類、炸洋蔥、烤咖啡和烤面包的味道。
這個(gè)反應(yīng)的名字有點(diǎn)欺騙性，因?yàn)樗鋵?shí)是一系列反應(yīng)的統(tǒng)稱，可以產(chǎn)生一系列復(fù)雜的產(chǎn)品。
美拉德反應(yīng)的名字來(lái)自法國(guó)化學(xué)家路易斯-卡米爾·梅拉德（Louis-Camille Maillard），1912年，他是第一個(gè)描述了氨基酸和糖之間的反應(yīng)的人。
然而，他的研究并沒(méi)有提供太多的分析方法來(lái)分析反應(yīng)對(duì)烹飪的味道和香氣的影響。
直到20世紀(jì)50年代，人們才更清楚地認(rèn)識(shí)到它的機(jī)制和對(duì)烹飪的貢獻(xiàn)。
1973年，美國(guó)化學(xué)家約翰·E·霍奇(John E Hodge)發(fā)表了該反應(yīng)的不同步驟的機(jī)制，將其分階段分類，并鑒定出一系列不同產(chǎn)物。
他認(rèn)為第一階段是糖和氨基酸之間的反應(yīng)，這產(chǎn)生了一種糖胺化合物，這一化合物在第二步中發(fā)生重排產(chǎn)生酮胺。最后階段由這種化合物，以多種方式反應(yīng)產(chǎn)生幾種不同的化合物，這些化合物本身互相反應(yīng)可以產(chǎn)生更多的產(chǎn)物。
美拉德反應(yīng)在很多食品中都可以發(fā)生
這一類反應(yīng)能帶來(lái)更美好和更豐富的變化。比如面包表面的晶亮的褐色，烤肉表面的金黃色等等。
這個(gè)反應(yīng)發(fā)生有幾個(gè)必要條件。
第一是要有還原糖，第二是要有氨基酸(復(fù)雜的蛋白質(zhì)的組成成分)。第三是要有較高的溫度。通常在159℃到260℃之間，反應(yīng)最快。
在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，氨基酸的氮原子和硫原子與碳?xì)溲醯幕衔镒饔卯a(chǎn)生新類型的分子，增加了香味的層次。
如下圖，N和S賦予風(fēng)味寡淡的C\H\O以美妙的風(fēng)味。
美拉德反應(yīng)涉及到水分子，氨基酸和糖的結(jié)構(gòu)分解和重組。這種反應(yīng)發(fā)生在分子水平上，有原子的四處移動(dòng)并重新定位。
這一反應(yīng)最終的分子結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，絕非一兩個(gè)圖能代表。
研究人員Michael Klopfer對(duì)美拉德反應(yīng)做了一些解釋。
第一，美拉德反應(yīng)發(fā)生需要有足夠的氨基酸、糖和水。水，可能通過(guò)水解，有助于打破分子鍵。
這反應(yīng)在低溫下也可能發(fā)生，但是速度太慢，你要活的夠久才能看到反應(yīng)的成效。
如果你想要煮熟的食物，你需要打破化學(xué)鍵，以更快的速度將分子重組。
因?yàn)闇囟容^低，烤一種肉要比煎炸的時(shí)間長(zhǎng)(煎炸也是為了產(chǎn)生一種美拉德反應(yīng)的美味涂層)。
烤的東西能最好地描述美拉德反應(yīng)(肉、咖啡、面包皮)產(chǎn)生的美妙風(fēng)味。
第二，各種各樣的風(fēng)味都與成分的含量有關(guān)：氨基酸越復(fù)雜，含量越高，你就會(huì)得到更多的味道。你可以把它看作是一種洗牌：你所能做的組合越多，你所獲得的風(fēng)味物質(zhì)越多。
不同種類的化合物可以在不同的食物中形成不同數(shù)量的化合物，從而產(chǎn)生各種各樣的潛在風(fēng)味。
這就是為什么雞肉與羊肉風(fēng)味不同（或者不如羊肉的風(fēng)味），因?yàn)檠蛉饪赡苡懈鼜?fù)雜的氨基酸。
烹飪條件也會(huì)影響產(chǎn)生的風(fēng)味：比如溫度和pH值等因素都對(duì)風(fēng)味有影響。
第三，大多數(shù)食品都含有蛋白質(zhì)（氨基酸）和糖（比如葡萄糖和核糖等存在于每一個(gè)活細(xì)胞）這意味著許多食品都可以發(fā)生這個(gè)反應(yīng)。對(duì)于富含蛋白質(zhì)的食物，美拉德反應(yīng)可以獲得更豐富的風(fēng)味，因?yàn)槟阌懈嗟腘和S可以玩，因此產(chǎn)生的味道組合有更大的多樣性。
在頂部的溫度欄橫跨整個(gè)圖片，焦糖化反應(yīng)也會(huì)發(fā)生，而焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)都屬于非酶促褐變。焦糖化反應(yīng)發(fā)生在更高的溫度。而美拉德反應(yīng)在較低的溫度下也能發(fā)生，只是需要更久的時(shí)間。
在第二行，左邊是烤肉，右邊是黃色平底鍋中的煎炸肉，而美拉德反應(yīng)主要發(fā)生在表皮。因?yàn)楸砥さ臏囟仁前l(fā)生美拉德反應(yīng)的最適溫度，肉的內(nèi)部溫度沒(méi)有達(dá)到，所以，味道寡淡。在更高的溫度下（330℉\166℃），發(fā)生了焦糖化反應(yīng)，而溫度繼續(xù)升高到400℉\204℃，則風(fēng)味物質(zhì)全部破壞。
再往下一行，顯示出具體需要有哪些物質(zhì)參與了反應(yīng)。第一是蛋白質(zhì)（以氨基酸鏈的形式呈現(xiàn)）；第二是糖，包括葡萄糖和核糖等（都是還原糖，顯示出在細(xì)胞中的位置，也就是不需要額外加糖）；第三是水（也是細(xì)胞中就含有的，無(wú)需額外添加），第四是熱量，最終進(jìn)行分子重排生成一系列呈色物質(zhì)和呈味物質(zhì)。
最后一行是兩個(gè)例子，焦糖洋蔥和美味牛排，在這些元素的存在下，會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)。
白色=氫。紅色=氧氣。藍(lán)色=氮。黑色=碳。黃色=硫。可以看到黃色的硫原子存在于各種黃色的風(fēng)味物質(zhì)中。
這個(gè)圖是以洋蔥為例子的，洋蔥經(jīng)過(guò)美拉德褐變，顏色和風(fēng)味兒都比之前增加許多。
然而，美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物并不都是對(duì)人體有益的。有一種致癌化合物，丙烯酰胺，也可以作為反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)生，隨著食物的加熱時(shí)間更長(zhǎng)，它的水平也會(huì)上升。
2002年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，面包、餅干等焙烤食品中含有特別高的丙烯酰胺，這一發(fā)現(xiàn)讓以面包為主食的老美非常震驚，于是采取了一些措施來(lái)降低它的水平。
我們更傾向于限制接觸這些致癌物，然而，在很多情況下，致癌化合物已經(jīng)成為烹飪的自然結(jié)果。
美拉德反應(yīng)不僅僅發(fā)生在廚房里。它也以一個(gè)較慢的速度發(fā)生在我們身體里，研究人員認(rèn)為它可能在某些類型的白內(nèi)障的形成中起作用。它也被作為其他醫(yī)療條件的貢獻(xiàn)者聯(lián)系在一起。
由于它的復(fù)雜性，還有很多我們不知道的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。
雖然pH和溫度等因素會(huì)影響反應(yīng)過(guò)程和產(chǎn)物，但我們對(duì)如何調(diào)整這些因素對(duì)最終產(chǎn)物的影響知之甚少。
隨著我們對(duì)它的了解越來(lái)越多，我們更多地了解了煮熟食物的反應(yīng)是如此的好——而不是一個(gè)糟糕的應(yīng)用!
