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2017-11-01廚房中的化學
575 期
Author 作者
陳時欣／國立宜蘭大學食品科學系教授兼研發長。研究專長食品微乳化系統、澱粉加工、米食加工、低升糖指數（glycemic index, GI）飲食、食品工程。
廚房是一個充滿科學知識的地方，食材從平淡無奇轉變成色香味俱全的桌菜，絕對不單單只是廚師的技巧而已，沒有背後一連串的化學反應，是不會激發出那麼令人垂涎的佳餚。廚師就是遊走在這一連串化學反應中的魔術師。廚房中的化學要談的議題很多，每一道菜、一頓佳餚都可以說上一整天的科學故事，現在讓我們從基本的糖、鹽、味精開始，再看看常吃的麵包和蛋糕。拋出一小片的薄磚，由各位看官找出更多的璞玉。
糖？醣？澱粉？
我們常因為「糖」和「醣」該如何使用而不知所措，有人說「糖」會甜、「醣」不會甜，似乎有點道理，但是甜不甜是個人感受實在很難一錘定音。雖然沒有明確嚴謹的規範，但科學一點的說法是，「糖」用來做「命名」，「醣」則用來作「分類」。例如：葡萄糖、果糖、蔗糖等，都是指特定的食用「糖」；單醣、雙醣、寡醣、多醣等，都是歸納分類一大項糖的統稱。葡萄糖、果糖、半乳糖都是單醣，單醣是構成雙醣、寡醣或多醣的單體，反之，醣類水解後的最小單元就是單醣，分子小才有辦法被消化吸收。抽血驗的血糖，其實就是在驗血液中葡萄糖的濃度。蔗糖、乳糖、麥芽糖都是雙醣，由兩個單醣分子脫水，用化學式來說：
蔗糖 + 水 = 葡萄糖 + 果糖
乳糖 + 水 = 葡萄糖 + 半乳糖
麥芽糖 + 水 = 葡萄糖 + 葡萄糖
兩個單醣要結合成一個雙醣一定要脫一分子水；反過來，一個雙醣要分解成兩個單醣一定要加入一個水分子，所以才稱為水解。棉子糖是最常被提到的參醣：
棉子糖 + 2 水 = 半乳糖 + 葡萄醣 + 果糖
澱粉是一種多醣，由上千個以上葡萄糖構成，米飯、麵包都是澱粉製品，所以教科書常說米飯、小麥咀嚼久一點會有甜味，就是澱粉被唾液中的澱粉酶部分水解成麥芽糖所致，但其實量少所以甜度很有限。
「澱粉（starch）」其實是一個有嚴格定義的名詞，可是 都被濫用了！將米或小麥等作物去殼跟糠層後磨粉，稱為 穀粉（flour）， 穀粉經過水洗，一般都是用鹼水，去除大 部分的蛋白質，再用酸中和、烘乾、粉碎後才稱為澱粉。所以澱粉是純度很高的醣類（或碳水化合物）；簡言之，穀粉必須經過精製過程才會得到澱粉。澱粉比穀粉貴很多，澱粉包在一顆顆的澱粉顆粒裡，顆粒經加水、升溫後就會膨脹破裂，而釋出澱粉，稱為糊化。廚師常作的勾芡就是利用澱粉的糊化作用，低溫下的澱粉漿液是不會糊化的，自然也沒黏性，所以糊化一定要在超過糊化溫度下進行。糊化是不可逆反應，所以糊化後的澱粉是不會再回到原狀態，雖然它還是葡萄糖聚合物。所有澱粉都可以拿來作勾芡，只是勾芡後黏度不同，而且有的會呈透明狀（馬鈴薯粉、甘薯粉）， 有的會是白色（玉米粉、米穀粉），目的不同用法自然不同。糊化後的天然澱粉都是很好消化的食物，補充能量很快，當然血糖也升得快！
回頭看看日常生活最常用的蔗糖。市面上可以買到的蔗糖依其蔗糖含量由低到高依序是黑糖、赤砂糖、白砂糖、冰糖；換言之，黑糖是雜質含量最多的蔗糖，冰糖是純度最高的蔗糖。許多人認為黑糖是最營養的糖實在沒啥科學道理，它甚至含有少量致癌物呢！坊間說白砂糖不好更讓人丈二金剛，它是純度很高的蔗糖，而蔗糖是純物質，純度高哪會不好？就跟沒有雜質的純水一樣，怎麼會跟不好扯上關係？烹調加蔗糖的目的是為了蔗糖的甜，不是為了它的雜質，所以沒道理說純度高的蔗糖不好。對溫帶國家而言，蔗糖可由甜菜根提煉純化而得，跟來自甘蔗的蔗糖具有相同的化學結構。但就有美食專家堅稱它們是不一樣的，可能心理因素大於科學因素吧！
海鹽？岩鹽？精鹽？粗鹽？
鹽是人類唯一食用的天然礦石。「鹽」在化學上的定義是一大類化學物質的統稱，但是這裡我們討論的是俗稱 的鹽巴，也就是氯化鈉（NaCl）。市售各種鹽的主要成 分都是氯化鈉，它們的差異只在於雜質或顆粒大小的不一樣罷了，喝瑪格莉特調酒用的是顆粒較大的鹽，灑在薯條上的是顆粒較小的鹽，它們的成分都一樣。玫瑰鹽 和精鹽只差在那含量低於1%的雜質，但是那些少少的、 由其他食物就可獲取的雜質卻要你掏出大把鈔票去購買。
鹽是可溶於水的離子化合物，所以在水中它會解離成正一價的鈉陽離子（Na+）和負一價的氯陰離子（Cl-），數量上是1:1的關係，而且相當穩定。多數的研究發現，飲食上攝取太多的鈉離子會造成高血壓等心血管疾病的 罹患風險，所以就有了低鈉鹽，其實就是用鉀離子（K+） 部分取代了鈉離子。有些低鈉鹽產品則會標榜，每茶匙的鹽鈉離子含量比其他鹽低，事實上是加入了膨鬆劑提高了鹽的體積；吃進去的是虛胖的鹽，當然鈉離子攝取就少了。……【更多內容請閱讀科學月刊第575期】