《舌尖上的中國》從不同角度表現(xiàn)中華飲食文化，為觀眾奉上了一場同時刺激視覺與味蕾的文化盛宴，是近年來眾人矚目的文化現(xiàn)象。

飲食文化不只反映一方的自然地理風(fēng)土人情，它本質(zhì)上也是一種科技現(xiàn)象。關(guān)注飲食文化中的科學(xué)要素，會為我們理解中華飲食文化增加一個維度。追看《舌尖上的中國》（第四季）（以下簡稱“舌尖4”）的過程，讓筆者有機會從物理學(xué)的角度理解一些美食學(xué)的奧秘。在今天這個科技昌明的時代，關(guān)注飲食文化中的科學(xué)元素，有利于飲食文化的傳播、繼承與開拓。

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熱量是如何傳導(dǎo)給食物的

把生食做成熟食，籠統(tǒng)地說是給食物供熱。然而，其中要考慮的因素不同，實現(xiàn)方式不同，最后形成的食品制作方式就不同。中華飲食文化表現(xiàn)出的制作方式包括制作設(shè)施的多樣性，反映的是我國勞動人民對這背后科學(xué)道理理解之通透與利用之充分。

向食物提供熱的方式，僅從物理傳熱介質(zhì)的角度考慮，利用的介質(zhì)包括光子氣（黑體輻射、單色的微波）、固體熱接觸、液體（水、油）熱接觸，以及氣體（水蒸汽、燃燒空氣、燃燒的油氣混合物）傳熱等，且有時候是某種巧妙的組合。

黑體輻射

烤爐爐膛做成黑色是偶然嗎

以烤包子、打燒餅的烤爐為例，爐膛里是近黑體輻射的寬譜電磁輻射（好的爐壁是黑色的，那不是湊巧），這些熱輻射被食物中的水吸收，讓食物變熟。

由于黑體輻射的漫散射特性，包子或燒餅面向爐膛的裸露部分會熟得均勻（見“舌尖4”《絕活》，大爐燒餅）。與此同時，貼在壁上的面食底部是由熱的爐壁通過機械振動傳熱的，一旦面食產(chǎn)生氣泡，就會導(dǎo)致傳熱面的不均勻，從而造成烘烤效果不佳。當(dāng)代的微波爐使用的是單一頻率電磁波（2.45GHz），電磁波被水吸收后會帶來升溫，因此微波爐更適合加熱含水食物。

固體傳熱

炒花生為啥要加沙子

最能表現(xiàn)出固體傳熱問題的制作方式是炒，比如用大鍋炒花生、炒栗子、炒香榧。這種傳熱方式的缺點是，炒貨與鍋的接觸幾乎是點式的，因而會造成傳熱的極度不均勻。

我國勞動人民的智慧就在于，在鍋中加入固體顆粒，如沙子、鐵屑、食鹽等，形成三維的導(dǎo)熱流體，讓花生、栗子、香榧等與這些顆粒狀物質(zhì)實現(xiàn)面接觸?；ㄉ染蜁容^均勻地被炒熟，避免了炒糊的問題（見“舌尖4”《天作》，炒香榧）。

液體傳熱

油炸食物為何外酥里嫩

液體傳熱的特點是全方位接觸，均勻傳熱，常見的烹飪方式是煮。常壓下，水的沸點不超過100℃。對于某些食物的制作，這個溫度可能偏低，油這種高沸點液體則能提供更高的溫度。

熱油與食物之間大的溫差能夠?qū)崿F(xiàn)極速傳熱，這種加熱方式能讓食物獲得外酥里嫩的口感，特別適于魚、肉類食品的制作（見“舌尖4”《絕活》，醋魚）。由于熱油溫度遠(yuǎn)高于水的沸點，水會迅速沸騰汽化，產(chǎn)生“炸”的效果。在這個過程中，食物其實更多是通過其內(nèi)部的水分蒸發(fā)來達(dá)到蒸熟的效果。

高溫油-水混合蒸汽是可燃的，這提供了一類比較特別的高溫介質(zhì)，帶來了爆炒一類的烹調(diào)方式，讓食物能保持飽滿、鮮嫩的特點（見“舌尖4”《絕活》，爆炒腰花）。

混合傳熱

為什么臘肉被熏后味道更香

火苗是一類混合的傳熱介質(zhì)，包括寬譜的光和高溫氣體。利用火苗的食物制作方式有燒烤、熏制等，都是非常古老的方法（見“舌尖4”《洞天》，火塘）。

作為載體，火苗有極強的輸運能力，可以捎帶著把木材香味或者辣椒等調(diào)料的味道送進(jìn)肉類食品中去（見“舌尖4”《煥發(fā)》，熏臘肉；“舌尖4”《煙火》，烏金豬的炙烤；“舌尖4”《風(fēng)物》，炭烤螃蟹），讓熏制食物別有風(fēng)味。

高溫蒸汽

蒸著吃，能保留原汁原味

高溫蒸汽制作食物利用的是水蒸汽充滿整個空間包括食物內(nèi)部的特點，這樣容易讓食物均勻變熟，特別適合于表面開放、有孔隙的食物。

此外，由于常溫常壓的蒸汽溶解能力很差，這有利于保持食物的原味，因此蒸是特別普遍適應(yīng)的一種食物制作方式（見“舌尖4”《風(fēng)物》，蒸菜）。對封閉的容器加熱，隨著溫度的升高，蒸汽壓力也會升高；對容器快速泄壓，食物內(nèi)的氣體向外部沖擊，就造成了類似爆米花的效果。

食材不同，導(dǎo)熱不同

窩頭為啥要掏眼兒

決定食物制作過程的因素，說到底還是食物本身。食物自身的物質(zhì)構(gòu)成、結(jié)構(gòu)形式、導(dǎo)熱能力，以及加熱對它帶來的動態(tài)影響，其制作方式會有不同的考量。那些最終行之有效的制作方式都透著科學(xué)性。

試舉兩例。蒸窩頭利用高溫蒸汽進(jìn)入面團(tuán)內(nèi)將食物做熟。由于窩頭的圓錐形幾何，從其表面算起，深度是不同的。為了盡可能同步地把窩頭蒸熟，窩頭底部會被掏個眼兒。

烙餅，如果面團(tuán)從一面加熱，很可能內(nèi)里還是夾生的。將面團(tuán)疊成多層的，用空氣夾層部分地阻斷導(dǎo)熱，用蒸汽從內(nèi)部蒸熟，就能達(dá)到外酥里嫩的效果（見“舌尖4”《天作》，油酥燒餅）。

對含水物質(zhì)的火候掌控，造就不同風(fēng)味

各種食物的關(guān)鍵成份都離不開水，因此可以說理解水的物理性質(zhì)，是理解烹調(diào)藝術(shù)的關(guān)鍵。

煮餃子加冷水，可以將內(nèi)部水蒸汽冷卻

水對電磁波基本上是全譜吸收的，這也是各種加熱方式都能把飯菜做熟的根本原因，也是廚師要格外關(guān)注水這個因素的根本原因。

蒸煮或者烹炸食物時，被封閉的水蒸汽讓食物的平均比重低于水或油，因此食物會浮起來，如果不予干預(yù)就會造成夾生。煮餃子就會發(fā)生這樣的問題。建議煮餃子在水開時加入涼水再煮，就是為了將餃子內(nèi)部的水蒸汽冷卻，讓餃子完全沒入水中被全面地煮熟（見“舌尖4”《華流》，煮餃子）。

被“關(guān)進(jìn)”食物的水，需區(qū)別“對待”

水是萬能溶劑，且能在常壓下升溫至100℃，這是它能溶解出骨頭、堅果之類食物中營養(yǎng)元素的關(guān)鍵。故而熬湯是烹調(diào)藝術(shù)中的一大分支，里面精彩多多。高壓高溫的水蒸氣會獲得極大的溶解能力，對于需要從中溶解出營養(yǎng)物質(zhì)的食物來說，使用高壓蒸汽的制作方法便是正確的選擇，比如汽鍋雞之類。

另一方面，使用煎炸、燒烤類制作方式，如何保持住食物內(nèi)的水分又成了問題。一個有趣的策略是加上保護(hù)層。炸制食物時裹面糊，做叫花雞時裹上泥巴，采用的都是這種策略。這里要注意的是，欲形成封閉的殼層，初始時溫度要足夠高，得以讓外面的面糊或者泥巴迅速固化，形成保護(hù)層。由于保護(hù)層導(dǎo)熱能力差，保護(hù)層里面的水分因高溫變成水蒸氣后，能將食物蒸熟，這樣得到的食物會非常鮮嫩。

提醒一句，對于容易形成致密保護(hù)層的一些食物的烹飪，比如炸牛肉丸，即便冷卻后里面的氣壓也可能高于外部大氣壓。一旦殼層被咬破，汁水就從里面噴出，因此食用時要特別注意。

此外，水結(jié)冰后體積會膨脹約10%，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的水結(jié)冰，會刺破動植物的細(xì)胞，這對于水果保鮮不是好事兒，但是對于一些用于炸制的肉類來說，不妨利用一下水的這個特性（見“舌尖4”《煥發(fā)》，肉結(jié)冰收藏）。讓肉類吸收足夠的水，降溫至結(jié)冰后裹面糊炸制，肉的口感會更松軟。

食物制作這門藝術(shù)，滿滿的都是科學(xué)?！渡嗉馍系闹袊穼⑻炷系乇?、各有千秋的飲食文化呈現(xiàn)在大眾面前，若我們僅僅引以為視覺和味蕾的享受，未免可惜了。筆者想強調(diào)一句，《舌尖上的中國》還能提供極好的基礎(chǔ)物理教育素材，這大概是創(chuàng)作者們當(dāng)初沒想到的。

（作者系中國科學(xué)院物理研究所研究員）

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