科學料理：從加工、加熱、調味到保存的美味機制

1-1 什麼是酸性食物、鹼性食物？
食物存在許多不同的種類，例如：主要成分為碳水化合物的植物性食品、主要成分為蛋白質的動物性食物，藉由微生物力量變化的發酵食物等，也有未經人手的生鮮食物，經過調理的加工食物等分類。
其中，最難以理解的應該是酸性食物與鹼性（鹽基性）食物的分類。「酸性食品應該很酸，所以檸檬、梅乾是酸性食物。」相信許多人會這麼想吧。但檸檬、梅乾其實是鹼性（鹽基性）食物。酸性、鹼性（鹽基性）的定義究竟是什麼呢？

Ⓐ什麼是酸、鹼？
酸會讓藍色的石蕊試紙變紅；鹼（鹽基）會讓紅色的石蕊試紙變藍，這在小學就學習過，但大家是仍覺得一知半解呢？
對料理來說，酸、鹼，酸性、鹼性是非常重要的因素。有鑑於此，在此以料理相關的事例，進行簡單具體地說明。
料理上常聽聞的酸，包含脂肪酸、胺基酸；食醋成分的醋酸；帶給梅乾、柑橘類酸味的檸檬酸。另一方面，去除苦澀的草木灰、小蘇打粉（碳酸氫鈉）則屬於鹼（鹽基）。那麼，酸、鹼究竟是什麼呢？

酸、鹼是一種物質
酸、鹼是什麼？這個非常基本的問題，有好幾種答案，最常聽聞的答案是：
●酸：溶於水釋出氫離子H＋的物質。
●鹼：溶於水釋出氫氧根離子OH－的物質。即「鹽基」。
〔酸的例子〕
最簡單的酸是胃酸中的鹽酸HCl，鹽酸會如下分解，釋出
H+ ：
HCl→H+ +Cl－
〔鹼的例子〕
從前，糖果盒中的乾燥劑是生石灰（氧化鈣CaO）。生石灰會跟水（濕氣）如下反應成消石灰（氫氧化鈣Ca(OH) 2 ）、釋出OH－，所以是鹼（鹽基）。
Ca(OH) 2 →Ca 2+ ＋2OH－

Ⓑ脂肪酸是酸嗎？
脂肪吃進體內後，會被胃酸分解成甘油與脂肪酸。脂肪「酸」如同其名，是酸的一種。脂肪包含牛油、豬油、沙拉油等許多種類，差別在於構成脂肪的脂肪酸種類不同。甘油僅有一種分子，但脂肪酸有許多種類，不同的脂肪酸會形成不同的脂肪。

IPA、DHA是脂肪酸的一種名稱
暫且不論IPA（EPA）、DHA是否真的對大腦有益，可先記住IPA、DHA是脂肪酸的名稱。脂肪酸為有機物，而有機物的名稱是根據碳和鍵結個數，以數字的組合來命名。
IPA是由20個碳原子C、5個雙鍵組成的酸，20的希臘文數字是icosa、5是penta，酸的英文是acid，三者字頭組合起來稱為IPA。DHA是22個碳原子（docosa）、6個雙鍵（hexa），加上酸的英文acid稱為DHA。

Ⓒ胺基酸也是酸嗎？
肉是由蛋白質組成，而蛋白質是由數百個胺基酸小分子連結而成的大分子。構成蛋白質的胺基酸僅有20種。
胺基酸是種神奇的化合物，單一分子同時具有酸與鹽基。這類物質稱為兩性物質。

Ⓓ「酸性、鹼性」跟「酸、鹼」不一樣嗎？
「酸、鹼」和「酸性、鹼性」是相似的名詞，意義有一點差異。

什麼是酸性、鹼性？
酸溶於水（溶液）為酸性，鹼溶於水溶液為鹼性，酸會釋出H＋，鹼會釋出OH－。換言之，H＋較多的狀態為酸性，OH－較多的狀態為鹼性（鹽基性）。

什麼是pH？
溶液為酸性或者鹽基性，是由量測H＋的濃度[H＋]來決定，而描述[H＋]的指標稱為氫離子指數pH。pH的定義式如下：
pH=－log[H＋]
這是一條重要的數學式，但跟料理沒有直接相關，下面僅整理與料理有關的事項：
●中性狀態為pH＝7。
●pH的數值愈大為鹼性（鹽基性）、愈小為酸性。
●pH數值每差1，H＋的濃度相差10倍。
前頁圖標示了部分物質與pH的關係。

Ⓔ酸性食物、鹼性食物的機制
在前頁圖中，列出了「酸性物質」與「鹼性物質」（鹽基性物質）。然而，「酸性食物」「鹼性食物」（鹽基性食品）的分類不是以pH值來區分，並非因為酸檸檬的「pH值為酸性，所以是酸性食物」。
食物為酸性或者鹼性的判斷標準是，食物燃燒後剩餘物的性質。
「燃燒」是與氧氣反應，相當於身體的代謝作用。食品被代謝成二氧化碳CO2、水H2 O和能量後，剩餘物的性質才是食物真正的性質。
鹼性食物
試著燃燒植物吧。植物的主要成分是碳水化合物，碳水化合物是由碳C、氫H、氧O組成的物質。碳燃燒後會形成二氧化碳CO2，氫燃燒後會形成H2O（水蒸氣），兩者都會揮發散去。然而，植物燃燒後所殘留固體的草木灰是什麼東西呢？
植物含有鉀K、鈣Ca、鎂Mg等金屬元素的礦物質，鉀燃燒後形成氧化鉀K2 O，溶於水形成氫氧化鉀KOH，這是強鹼（鹽基）的代表。所以，草木灰溶於水的灰汁為鹼性（鹽基性）。
因此，檸檬、梅乾、番茄、蕃薯皆為鹼性（鹽基）食物。

酸性食物
與此相較，家畜、家禽、魚等動物性食物的主要成分為蛋白質，也就是胺基酸。胺基酸含有氮N、硫S、磷P等元素，S燃燒後形成二氧化硫SO2，溶於水形成強酸（亞硫酸H2SO3），氮會形成硝酸HNO3，磷會形成磷酸H2PO4。因此，肉是酸性食物。

1-1 什麼是酸性食物、鹼性食物？
食物存在許多不同的種類，例如：主要成分為碳水化合物的植物性食品、主要成分為蛋白質的動物性食物，藉由微生物力量變化的發酵食物等，也有未經人手的生鮮食物，經過調理的加工食物等分類。
其中，最難以理解的應該是酸性食物與鹼性（鹽基性）食物的分類。「酸性食品應該很酸，所以檸檬、梅乾是酸性食物。」相信許多人會這麼想吧。但檸檬、梅乾其實是鹼性（鹽基性）食物。酸性、鹼性（鹽基性）的定義究竟是什麼呢？

Ⓐ什麼是酸、鹼？
酸會讓藍色的石蕊試紙變紅；鹼（鹽基）會讓紅色的石蕊試紙變藍，這...

本書的主題是「從科學的角度看料理」。
我是一位喜歡釣魚的饕客，經常跑到海邊垂釣小魚，除了河豚，我會把其他釣到的魚帶回去料理食用。回到家後，我會立即處理魚隻，生魚片、燉煮、燒烤、油炸等樣樣都來（實際上，大部分是由內人處理的⋯⋯）
在料理的過程（看著內人料理的過程）中，我迸出料理就是化學的想法。我站在化學實驗室的實驗台前超過40個年頭，每天使用磅秤（電子天秤）、量杯（量筒），量取各種藥品，置入容器（燒瓶），油浴加熱（加熱循環）再以冰水冷卻，變成新物質，使用各種方法分離各個成分，研究分子結構。
料理也是同樣的情況，以重量或者體積量取食材、調味料，置入鍋中，加熱變化後，將所有美味食材盛進碗盤，嚐試味道。因此料理完全可說是一種化學實驗。
料理的重點是「美味」與「營養」。那麼，美味是什麼？該怎麼做食物才會美味呢？相信大家心中會湧現這些疑問吧。
然後，在探討什麼是營養時，會產生有關熱量、身體調整、維生素、微量元素等疑問。
食品分為酸性與鹽基性食品，兩者存在著什麼差異呢？
這樣思考的過程中，我腦中陸續浮現疑問：薯類加熱後，主要成分的澱粉會發生什麼變化？肉類加熱後，蛋白質會發生什麼變化？
再則，豆腐是由豆漿製成，但為什麼液體會變成固體呢？
料理中，存在著許多有趣的不可思議。本書是從簡單的問題到直搗化學本質的尖銳疑問，回答這些許多人在料理時突然浮現的疑問，以闡述料理的科學。
另外，食品也伴隨著危險，幾乎每年春天都會發生分不清野菜和毒草的食物中毒，秋天則是發生毒菇等引起的食物中毒，其他還有貝毒、河豚毒等。料理食材也意味著要避免這些危險。此外，還有不分季節由細菌、病毒引起的食物中毒。
食品未必都是作成後馬上食用，除了便當之外，還有熟鮓等發酵保存的食物。安全地保存食品，也是料理上重要的一環。
雖說如此，料理畢竟是愉快烹調美味食物的過程，因此，如果本書有點艱澀、需要皺眉才能閱讀，那就太過無趣了。為了避免發生這樣的情形，本書致力於能夠輕鬆愉快閱讀的內容。當中還穿插許多的小專欄（知識面面觀MEMO），在休息的同時，也提供可跟朋友分享的有趣知識話題。
期望閱讀本書的各位讀者，能夠愈加喜歡料理。
最後，感謝在本書製作上的參考書籍作者、出版社同仁，以及努力付梓本書的SB Creative的品田洋介先生、編輯PRODUCTION的Mach編輯、Copernicus編輯，還有樋口良太設計師。
齋藤勝裕

本書的主題是「從科學的角度看料理」。
我是一位喜歡釣魚的饕客，經常跑到海邊垂釣小魚，除了河豚，我會把其他釣到的魚帶回去料理食用。回到家後，我會立即處理魚隻，生魚片、燉煮、燒烤、油炸等樣樣都來（實際上，大部分是由內人處理的⋯⋯）
在料理的過程（看著內人料理的過程）中，我迸出料理就是化學的想法。我站在化學實驗室的實驗台前超過40個年頭，每天使用磅秤（電子天秤）、量杯（量筒），量取各種藥品，置入容器（燒瓶），油浴加熱（加熱循環）再以冰水冷卻，變成新物質，使用各種方法分離各個成分，研究分子結構。
料理也是同...

序
第1章　料理就像是化學實驗
1-1　什麼是酸性食物、鹼性食物？
什麼是酸、鹼？／脂肪酸是酸嗎？／胺基酸也是酸嗎？／「酸性、鹼性」跟「酸、鹼」不一樣嗎？／酸性食物、鹼性食物的機制
1-2　營養與熱量
什麼是熱量？／食物為什麼會變成熱量呢？／維生素與荷爾蒙有什麼不一樣？／什麼是必需元素？
1-3　食物的變化
脫穀製粉／熟成、發酵／酒精發酵／食品添加物／轉殖遺傳基因
1-4　具有危險性的食物
殺蟲劑的危險性／收成後農藥／什麼是輻射線？／輻射線的安全性
1-5　有毒的食物
毒有強弱之分／引起食物中毒的動物性食物／引起食物中毒的植物性食品／是否有將劇毒轉為無毒的方法？

第2章　加工的科學
2-1　洗淨的意義
洗淨的意義？／細胞膜的結構與性質／什麼是滲透壓？／洗淨與滲透壓的關係
2-2　去除澀味與撈掉浮沫
浸泡清水：泡水洗去有害成分／去除澀味：以鹼液分解有害成分／撈掉浮沫：使菜餚保持美觀
2-3　切斷分割
切割／魚的切割方式／剪斷、磨碎／研磨、搗碎
2-4　溶解與混合的不同
什麼是溶解？／混合與溶解的不同／什麼是和麵？
2-5　牛乳和美乃滋是膠體
膠體與溶液的不同／膠體粒子不會沉澱的理由／膠體有哪些種類？／為什麼豆漿會變成豆腐？

第3章　加熱的科學
3-1　什麼是熱？
熱是能量的一種嗎？／紅外線會產生熱？／熱的傳播方式
3-2　燃燒產生的熱
燃燒產生能量／天然氣和液化石油氣的能量是否不同？／瓦斯產生的水蒸氣會有臭味嗎？
3-3　電力產生的熱
電磁爐／IH爐／微波爐／電烤箱
3-4　液體的熱變化
冰 ⇄ 水 ⇄ 水蒸氣的變化／為什麼壓力鍋連魚骨都能煮軟？／為什麼果汁不容易結凍？／酒和油加熱會怎樣？
3-5　食物的熱變化
澱粉、蛋白質的結構就像鎖鏈或毛線／澱粉加熱後會怎樣？／蛋白質加熱後會怎樣？
3-6　加熱
燉煮、水煮／悶蒸／燒烤／油炸
3-7　冷却
對料理來說，低溫也是必要的／肉凍與果凍一樣嗎？／寒天與果凍一樣嗎？

第4章　調味的科學
4-1　味覺與嗅覺的機制
味覺的機制／嗅覺的機制／神經傳遞的機制
4-2　調味料的種類
砂糖／食鹽／食醋／醬油／味噌／香辛料
4-3　調味順序會影響風味
預先調味的效果／最先放入糖的理由／第二放入鹽的理由／接著放入醋、醬油、味噌的理由
4-4　人工香料
人工甜味劑／化學調味料／人工香料

第5章　保存的科學
5-1　腐敗與中毒
發酵、腐敗、熟成三者有何不同？／雜菌是生物？／細菌與病毒的種類
5-2　食物中毒與細菌、病毒的關係
細菌本身造成危害／細菌釋出毒素造成危害／病毒造成危害／如何避免病菌危害？
5-3　利用加熱防止腐敗
高溫殺菌／低溫殺菌／冷凍殺菌
5-4　利用日曬乾燥防止腐敗
乾燥殺菌真的有效嗎？／冷凍乾燥能夠殺菌嗎？／紫外線能夠殺菌嗎？
5-5　利用調味料防止腐敗
鹽漬／糖漬／佃煮／醋漬／酒漬／油漬／燻製
5-6　利用化學物質防止腐敗
殺菌劑／防腐劑
5-7　排除雜菌
殺菌程度／其他用語

日文參考文獻
索引

序
第1章　料理就像是化學實驗
1-1　什麼是酸性食物、鹼性食物？
什麼是酸、鹼？／脂肪酸是酸嗎？／胺基酸也是酸嗎？／「酸性、鹼性」跟「酸、鹼」不一樣嗎？／酸性食物、鹼性食物的機制
1-2　營養與熱量
什麼是熱量？／食物為什麼會變成熱量呢？／維生素與荷爾蒙有什麼不一樣？／什麼是必需元素？
1-3　食物的變化
脫穀製粉／熟成、發酵／酒精發酵／食品添加物／轉殖遺傳基因
1-4　具有危險性的食物
殺蟲劑的危險性／收成後農藥／什麼是輻射線？／輻射線的安全性
1-5　有毒的食物
毒有強弱之分／引起食物中毒的動物性食物／引...