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梅納反應跟焦糖化到底差在哪?一次搞懂原理與五種實用範例


煎牛排時散發的濃厚香氣和深褐色脆皮你知道是梅納反應,那焦化洋蔥、烤麵包、焦化奶油,到底是焦糖化還是梅納反應?而知道這些理論又有什麼幫助?知其所以然,可使料理功力更上一層樓。

直接先說結論吧!兩者都屬褐變反應,差異在於:
— 焦糖化:「糖」受熱後分子瓦解的過程
— 梅納反應:「糖或澱粉」與含有「蛋白質或胺基酸」等成份食材一起烹煮才會產生,如炒洋蔥、烤麵包與煎牛排呈現的色澤與香氣。

先知道答案,再說原理就不會錯亂了。根據美國知名甜點主廚 Michael Laiskonis 於 Lucky Peach 的專文解釋:

焦糖化 VS. 梅納反應到底怎麼發生?
常有人說焦化洋蔥是「焦糖化」(caramelization),但其只有單純含糖的食材才會發生焦糖化,蔗糖加熱到約華氏 365 度(攝氏 185 度)會溶解成透明液體,若繼續加熱顏色就會變黃,變淺褐色直到深褐色,最後甚至變成黑碳,那是糖脫水的過程。而且糖平常聞起來是沒有味道的,直到加熱,分子就開始瓦解散發出美妙而風味複雜的揮發性分子,並產生酸味、苦味,顏色越深,味道越苦。

如果當糖與蛋白質或胺基酸等一起烹煮,就會發生梅納反應(Maillard reaction),或稱美拉德反應。含糖食材除了焦糖化,部份糖份會和後者交互發生一系列化學反應,產生更多樣化的化合物,簡而言之就是風味比焦糖化更豐富,巧克力、咖啡、楓糖漿、釀造啤酒等都是梅納反應的成品。

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根據《食物與廚藝:奶、蛋、肉、魚》一書,焦糖化與梅納反應各會產生以下香氣:
— 焦糖化:甜、酸味、苦、果香、雪利酒般的氣味、奶油糖、焦糖、堅果
— 梅納反應:香鹹、花香、洋蔥味與肉香、綠色蔬菜、巧克力、馬鈴薯與泥土味、上述焦糖化的香味

也就是說,兩者是會同時發生的。然而焦糖化與梅納反應複雜的化學作用尚未被科學家徹底破解,許多風味十足的化合物還無法完全辨識。

梅納反應怎麼被發現?
法國化學家 Louis-Camille Maillard 在 1912 年時發現梅納反應,原先他只是要研究胺基酸怎麼和蛋白質連結,卻發現當他同時加熱糖和胺基酸時,混合物漸漸變成褐色。但事實上,1940 年代前,科學家並不知道梅納反應會產生各種風味。二戰時,許多士兵抱怨蛋的替代品——蛋粉煮熟後變為棕色並散發不悅氣味,經過無數研究,科學家找出那倒胃口的味道來自於褐化反應,蛋粉雖已脫水且儲存於室溫,但胺基酸與糖的濃度仍足以引發變化。

後來食品加工業興起,欲避免加工食物過度反應產生不佳風味,多數研究結果便在該背景下約 1940、1950 年代時完成,科學家也才確認梅納反應會產生特殊「味道」與「氣味」,其中最完整的研究報告為 John E. Hodge 所做,這裡有片段資訊可以參考,然而,至今尚有一連串謎題未解。

產生梅納反應的條件
你已知道梅納反應是因為加熱後糖與胺基酸、蛋白質產生變化,也是誘人美味的來源,成功創造梅納反應的基本條件有:
— 蛋白質
— 還原糖:葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖等
— 高溫
— 保持乾燥無水份
— 鹼性物質能加快反應(非必要)

舉個實例吧,一般焦糖醬與牛奶焦糖醬 (dulce de leche) 恰好能清楚分出焦糖化與梅納反應的不同,前者將糖熬煮至焦化熄火後,最後倒入鮮奶油或奶油等乳製品;後者則以小火慢煮煉乳數小時,因一開始加熱就已含有蛋白質,且烹調溫度也低於焦糖,嚐來各有風味。

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▲焦糖(左)及牛奶焦糖醬(右)。

由於蔗糖並非還原糖,雖不會直接造成梅納反應,但在烹煮過程中它會分解為葡萄糖與果糖,所以不用擔心非得加上還原糖。

梅納褐變發生的溫度是多少?約攝氏 118 度。由於在水份在蒸發前,溫度都不會高於攝氏 100 度(除非在壓力鍋的高壓之下),所以務必先用紙巾等將食材水份吸乾才會成功。「因此食物若以煮、蒸、燉等『濕煮』法煮熟,顏色通常比用烤、烘、炸等『乾煮』法處理的要淡白許多。這是一個值得記住的實用原則。例如,要讓燜煮的食物滋味濃郁,關鍵就是在添加任何液體之前,先將肉類、蔬菜與麵粉等煎炒過以令其發生褐變。但另一方面,如果想強調食物的原味,則應避免高溫……。」《食物與廚藝:奶、蛋、肉、魚》一書說,這原則也能應用於真空低溫烹調 (sous vide) 的食物上。

如果有耐心慢慢等,即使低溫或食材濕潤也能創造梅納褐變?依據《食物與廚藝》一書,在鹼性條件下烹煮、濃縮的碳水化合物與胺基酸溶液,以及延長烹調時間,都能引發反應。好比陳年乳酪、香檳都帶有一絲烘烤氣味,可可豆發酵也會影響巧克力風味,都因發酵時含胺分子會濃縮所致。

以下五種料理經常被誤解為焦糖化,但其實都是梅納褐變:
「焦化」洋蔥 (Caramelized Onions)
雖洋蔥確實含有天然蔗糖,烹煮時有助於產生金黃色澤與甜味,因此也存在焦糖化,但主要的褐變原因還是來自加熱蛋白質與還原糖所致。當洋蔥絲遇熱,表面水分就開始蒸發,顏色漸轉焦褐,數以百計的風味分子釋出。每種食材的風味組成差異顯著,視各種胺基酸的多寡與佔比而定。在炒焦化洋蔥時,也可以加上些許蘇打粉提升 pH 值,鹼性會加強梅納反應,還記得吧!

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香煎肉類
大家都知道肉類含有蛋白質,但難道肉裡也含糖?核糖就是一種常見於牛肉、豬肉、鮭魚與雞肉的成份。當把肉放入燒熱的鍋中,立刻聽到的嘶嘶聲,其實是肉的表面水份釋出,碰到滾燙鍋面開始蒸發的聲音。蛋白質、糖、熱能,加上水份快速消失,風味十足的焦褐脆皮於是誕生。

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金黃麵包脆皮
當麵包在熱爐中烘烤時,複雜的變化也同時發生,酵母所產生的氣體讓麵包膨脹,蛋白質和澱粉開始糊化使麵包漸漸成形;而麵包最表層則因蛋白質與糖(麵團發酵時,某部份澱粉轉化成麥芽糖)和高溫作用,小小提醒,此處建議溫度設於攝氏 204 度以上較有效果,水份也不斷蒸發下,麵包脆皮出現並呈現誘人金黃。由於麵糰中心溫度最多只約攝氏 93 度,且水份也較難釋放,因此無法產生梅納反應。

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焦化奶油 (Brown Butter)
將奶油加熱融化並撈除浮沫雜質後,繼續慢煮至焦糖色,奶油內 16% 的水份蒸發後梅納反應就開始發生,因為非乳脂固形物是由蛋白質與乳糖組成,這也就是為什麼所有甜點、巧克力、糖果中只要加入乳製品,並搭配適切的烘焙狀態,就會產生梅納反應,散發複雜風味與金棕色澤,例如費南雪與焦糖都是如此。

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椒鹽蝴蝶脆餅 (Pretzels)
其涮嘴鹹香和金黃誘人色澤的生成原理和上述的麵包類似,但入爐烘烤前,蝴蝶脆餅得先浸泡、涮抹或噴灑鹼水,鹼性強弱視配方而定,從鹼性弱的小蘇打(碳酸氫鈉)到強鹼鹼液(氫氧化鈉),如前所述,pH 值上升也會加劇梅納反應。

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Michael Laiskonis 最後說道,若要觀察梅納反應最簡單的表現形式,可以試試看哈洛德.馬基《The Curious Cook》書中的實驗,加熱一些玉米糖漿(葡萄糖)和胺基酸補充劑(如賴氨酸、半胱氨酸或麩醯胺酸),就能看見梅納褐化反應,或許還有來自不同類型胺基酸所飄散的特定香氣,他另外推薦閱讀理查‧藍翰撰寫的《Catching Fire: How Cooking Made Us Human》,雖兩書目前皆無中文譯本,仍可提供參考。


最後三點總複習,記得鍋子一定要燒熱、水分一定要擦乾,再加些鹼性物質能加強梅納反應,而水煮料理則幾乎不可能發生梅納褐變,因此可以先乾燒或後乾燒增添豐富滋味,你是不是發現懂得原理挺有幫助的?

此文部份資料參考《食物與廚藝:奶、蛋、肉、魚》一書。

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資料來源:
Opusculum: Maillard Reactions

編譯:Patricia Ma
編輯:Cindy Lo
圖:cowboysindians/photographyblogger/taste/closetcooking/spachetespetula/recipeshubs/bethesda/kinggartherflour/leitesculinaria/tastelovely