你离咖啡致癌的真相还差一个“美拉德反应”

导语：近日，微信朋友圈被星巴克咖啡致癌的消息刷了屏，原因是咖啡高温烘焙过程中产生的丙烯酰胺具有致癌性。十几年前，瑞典科学家就已经发现，高温加热的淀粉类食物都会产生丙烯酰胺。而国际癌症研究机构也认为丙烯酰胺对动物致癌的证据比较明确，但对人致癌的证据不足，只能算是潜在致癌物。实际上，丙烯酰胺也只是食物高温加工过程中发生美拉德反应的产物之一。那么什么是美拉德反应？

美拉德反应是很多食物香气和色泽的原因——面包有麦芽的焦香味道，汉堡包有烧烤的肉香味，咖啡的味道浓郁深沉。如果你今晚打算下厨做饭，很可能会用美拉德反应把你的原料变成一场更美妙的感官体验。

但是美拉德反应并不仅仅是让食物味道鲜美。这种反应是理解烹饪的化学和物理过程的一个途径。掌握其中的变量并学习如何操纵它们是成为一个更自信的厨师的最佳方法之一——这可以使我们不必完全受制于食谱，而是随心地让食谱为自己服务。

什么是美拉德反应呢？

美拉德反应很复杂。事实上，直到最近几年，科学家才开始弄明白它到底是什么。虽然他们还不完全理解它，但他们确实明白了一些基本事实：美拉德反应是很多微小的、同时发生的化学反应——当食物中的蛋白质和糖在高温下转化，产生新的味道、香气，形成新的色泽。

实际上，美拉德反应使食物对我们来说更具吸引力，让我们想要吃牛排，饮咖啡，或喝啤酒。是的，即使是啤酒也会经历美拉德反应——谷物在酿造之前被烘烤。与其他在地球上四处觅食的杂食动物不同，我们不太可能觉得一大块生牛肩肉有多美味。但是，如果这块肉被碾碎，制成肉饼，在平底锅上烤焦，我们就会迫不及待地排队品尝。

在很大程度上，这是进化，当遇到食物时我们针对两个重要信号发生反应。

第一个是“营养”信号，告诉我们这个食物将提供大量易消化的卡路里、维生素和矿物质。第二个是“一般无害”信号，告诉我们这个食物不会危害健康。美拉德反应是以进化方式将这两个信号结合成一个超级信号，特别针对熟食的烘烤、香气或色泽。

我们寻找的所有烹饪方法，本质上都是在一段时间内加热食物的过程。那美拉德反应中，当我们对高温和时间进行调控时，这些蛋白质和糖会发生什么变化？

高温，水分和时间

美拉德反应的发生首先需要的是高温。室温下在柜台上放置一周的牛排肯定会经历一些化学变化，但美拉德不会是其中之一。

如果你想要牛排表面发生褐变的话，就需要一个相对较高的温度。沸腾的开水最高温度达212华氏度（100摄氏度），是不够的。这就是为什么一份煮熟的牛排是灰色而不是深棕色的，难以激起人的食欲。

如果有很多的水，美拉德反应可以在较低的温度下发生。如果你用小火炖8到12个小时——炖鸡肉、牛肉或蔬菜高汤，结果也是一种棕色的、香气四溢的液体——这是美拉德反应发生的确凿证据。

但是我们大多数人都不会用那么长的时间去炖煮食物。我们通常烧烤或油炒食物——这些烹饪过程相对较快，只需几分钟，而不是几个小时，为了让美拉德反应快速发生，我们需要沥干水分以打破100摄氏度的限制。

用平底锅煎牛排，你可以将牛排表面彻底脱水，使表面的温度上升到300华氏度（149摄氏度）。这时，美拉德反应将充分发挥作用，产生新的味道、香气及特有的褐色——因此也被称为“褐变反应”。

蛋白质和糖类如一对恋人

高温、水分和时间是发生美拉德反应的关键，但是如果没有蛋白质和糖，这一反应就不会发生。

蛋白质是由氨基酸以“脱水缩合”的方式组成的多肽链经过盘曲折叠形成的具有一定空间结构的物质。其中一些是受美拉德影响的，这意味着它们真的很喜欢和糖结合——但并非所有的糖。复合糖分子，如淀粉或蔗糖，体积太大而无法与受美拉德影响的蛋白质发生反应。相反，这些蛋白质需要“还原糖”——本质上是单糖，能在一定的湿度和温度水平上吸引氨基酸。

这是一个临界点：美拉德反应以一组有限的蛋白质和糖分子开始，随着它们的结合，时间不断推移，越来越多的新分子加入到反应中。在食物的表面，这些混杂在一起的分子发生反应，每秒钟数十亿、数万亿次，形成了一种生长的、循环的、重组的香气和风味引擎。

美拉德反应还受到pH值的影响。如果你想要大量味道和香气的混合，只要用小苏打来提高pH值就可以了；想要一种酥脆的，褐色外壳吗？只需用一点酸来降低pH值，或者增加温度即可。想要两者兼顾吗？用富含脂肪的油来煎炸食物可以两全其美。

食物成分的比例问题导致风味的差别

美拉德反应并不仅因为食物组成部分蛋白质、糖和水，从美拉德反应中得到不同的效果——取决于这些组成部分的比例。

例如，制作甜饼干的面团，与牛排的食物组成部分是相同的。两者的区别在于比例的不同：牛排的蛋白质含量显然要高得多，而饼干的含糖量要高得多。这不仅对美拉德反应的发生方式有深远的影响，而且也影响到这些食物经历其他相关反应（如焦糖化）的程度。

糖类在没有氨基化合物存在的情况下，当加热温度超过它的熔点（高于135摄氏度）时，即发生脱水或降解，然后进一步缩合生成粘稠状的黑褐色产物——焦糖，这类反应称为焦糖化反应。我喜欢把焦糖化看作是美拉德反应的第一个表亲。当蛋白质含量低、糖含量高时，温度在177摄氏度（350华氏度）——比如在烤箱里烘烤的饼干——焦糖化就成为一个更重要的因素。和美拉德反应一样，焦糖化反应也会产生一种更暗的色泽及更复杂的味道——两者经常被混淆。

尽管有所不同，这些反应并不是相互排斥的。美拉德反应和焦糖化都可以在烤牛排和烘烤饼干时发生，但是它们的味道和香气都有明显的不同，通常是互补的。

牛排的构成主要是蛋白质和水，及相对较少的糖；高含量的蛋白质会导致美拉德反应产生更多的味道分子和较少的香气分子。制作甜饼干的面团则刚好相反：由于含有大量的糖和相对较少的蛋白质，美拉德反应会产生更多的香气分子和较少的味道分子。

另一方面，饼干含有更多的糖，因而会经历更强烈的焦糖化，这就产生了美拉德反应所没有的风味。同时，牛排经历的美拉德反应产生的香气持续时间很短，但它产生的淡淡焦香味很好地弥补了这一缺憾。如果有能力利用好这两种过程，就可以帮助我们创造出更多美味的食物。

美拉德反应是一把双刃剑

我们的美食几乎离不开美拉德反应。但美拉德反应过程也会带来一些负面影响。

从营养学角度看，由于美拉德反应使食品中的有效成分，如氨基酸类和糖类有所损失以及引起食品的褐变等现象，故食品营养价值有所降低；另一方面，从反应过程可见，美拉德反应产生了醛、杂环胺等有害的中间产物（比如此次星巴克咖啡致癌时间中的丙烯酰胺），这些成分对食品的安全构成隐患。但由于美拉德反应的复杂性以及中间体的不稳定性，目前对食品美拉德反应过程中产生的有害物质研究还不太清楚，虽然有动物实验证实过丙烯酰胺的致癌性；再如，美拉德反应终期多发生蛋白质的交联，生成糖基化最终产物（AGEs）。有研究发现，这些产物和阿兹海默症（即老年痴呆症）相关，当健康的个体食用含有大量AGEs的食物后，其血液和尿液中的AGEs含量升高，将导致血脑屏障受阻，引发血管疾病。

不过，需要指出的是，医学界对致癌物质的定义，跟公众的理解和随之而来的想象并不一致。1994年，世界卫生组织（WHO）下属的国际癌症研究中心（IARC）把丙烯酰胺列为2A类致癌物，也就是对人类具有潜在致癌性。2A级致癌物的含义，是被动物实验证实具有致癌倾向，而缺乏基于人群的流行病学数据，或者流行病学数据不足。换言之，丙烯酰胺对人体的危害，迄今还没有实锤，只是“具有一种可能性”。

烹饪是可以食用的科学——美拉德反应是我们烹饪实验的基础，该反应是如此普遍而无法彻底避免，小编觉得还不如好好享受舌尖上的美味。此外，你若了解了美德拉反应，就不会轻易被此类咖啡致癌事件坏了兴致。

做鲜嫩牛排的小诀窍

在烹饪之前先用毛巾把肉擦干，或者把它放在冰箱里晾干，是很明智的做法。而且在烹饪之前要先把肉用盐浸上45分钟（让盐有足够的时间通过渗透作用从肉中吸取水分，然后再吸收盐水，使肉质变得更嫩更润）。或者是用盐浸过之后马上烹饪（可避免由于渗透作用而导致的大量水分流失）。理想情况下，你有足够的时间使用一种叫做“干盐水”的技术将上述两者结合起来：将肉用盐大致浸上，之后把肉放在冰箱里晾干——至少一夜的时间，也可以一直放到烹饪前几天。这时候的肉是经过充分调味的，同时表面干燥，无论是烧是烤都可以让美拉德反应得到最好的发挥。

资料来源：

https://www.seriouseats.com/2017/04/what-is-maillard-reaction-cooking-science.html

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