炸出香、鬆、脆油條的科學

‧科學人 2008/09/08
選用特殊的高筋麵粉，加水揉捏成扁平狀，再讓兩片麵塊相疊在一起，放入油鍋數秒內，扁平的麵條即瞬間脹大，這就是我們常吃的油條！油條的製作過程與材料調配，其實都隱藏著科學原理。


【文／楊嘉慧】

(照片提供／科學人)

到傳統早餐店用過餐，對炸油條的過程應該不陌生，其中最神奇之處在於，扁平、扎實的麵塊在下鍋後數秒內，就膨大成油條，這當中有什麼特別的原因嗎？


瞬間膨脹的秘訣

台灣大學農業化學系教授賴喜美表示，油條之所以能脹大，原因是麵塊裡添加的膨大劑會在油炸過程中發生化學反應，瞬間冒出大量的二氧化碳和氨氣（NH3），讓麵塊在短短幾秒內膨脹起來，最後定型。


膨大劑的化學反應所產生的氣體來源包括碳酸氫銨（NH4HCO3）和碳酸氫鈉（NaHCO3，俗稱小蘇打）。當麵塊放入190~200℃的熱油中，隨即迅速升溫，碳酸氫銨的反應速度快，且不需要添加其他物質一起反應，只要加熱至45℃以上，便會快速分解成二氧化碳、水及氨氣，然而氨氣易溶解於水中形成氨水，造成異味，不宜放太多。


碳酸氫鈉屬於鹼性鹽類，雖然自身也可以熱裂解而產生反應，但所須溫度高且會產生碳酸鈉（Na2CO3，俗稱洗滌鹼)，而與油脂反應產生不良的顏色與口感，並不適宜食品加工用。因此，製作油條時，膨大劑中會同時添加酸性鹽，使碳酸氫鈉在尚未熱裂解前，於適當溫度下與之發生中和反應，生成二氧化碳。低溫時，可與碳酸氫鈉反應的酸性鹽類有塔塔粉、酸性磷酸鈣等；而在較高溫時，則與明礬反應，如此便可以在麵塊定形前持續產生氣體，提供麵塊在膨脹浮起後、翻面油炸時，繼續膨脹所需的氣體。


彈性蛋白包住氣體

當二氧化碳快速生成時，麵塊會如汽球般脹大，靠的是麵塊中的麵筋所具有的彈性與延展性，所謂彈性是指麵筋拉伸或按壓後回復到原來狀態的能力，延展性則是麵筋拉長時所表現的延伸能力，二者相互配合，才可使油條被拉長及均勻脹大。


麵筋是麵粉裡不溶於水的蛋白質，由兩種特殊蛋白質構成：一種是大分子、長鏈狀的小麥穀蛋白（glutenin），另一種是小分子、球狀的穀膠蛋白（gliadin），麵塊加水搓揉時，二者會聚集成塊，球狀的穀膠蛋白會鑲嵌在小麥穀蛋白形成的網狀結構，讓麵糰兼具延展性與彈性。一般而言，小麥穀蛋白越多，麵糰越有彈性，越不易被氣體撐破；而穀膠蛋白越多，則可以提高麵糰延展性，使其易拉而不斷裂。


麵粉的成份主要為澱粉，其次是蛋白質，而蛋白質是影響麵粉製品特性的最大因素。市售的麵粉較常見的有低筋、中筋及高筋麵粉，筋就是指麵筋，高筋代表蛋白質含量多，一般蛋糕會以低筋麵粉製成、饅頭用中筋、麵包用高筋，差別在於三者所需的彈性與延展性各不相同。許多澱粉類產品中的麵粉無法被其他澱粉類如地瓜粉、玉米粉等替代的原因，就是玉米粉、地瓜粉中不含可形成麵筋的蛋白質。



至於油條，除了需要特別多的蛋白質來包覆氣體讓麵塊脹大外，下鍋前還有一道拉長步驟，將生麵糰由10公分拉長至近30公分，以增加其受熱表面積。因此，製作油條的麵粉需要很高的延展性，即麵粉裡的穀膠蛋白比例要高。換言之，炸油條必須使用特製的高筋麵粉，如果選錯麵粉，就炸不成好吃的油條了。


為何麵塊非得成雙？

油條外形看似兩根並排在一起，也有其科學原理。賴喜美表示，短短幾秒內，麵塊的表層會被熱油炸熟，迅速固定成形，限制膨脹能力，因此單一麵塊很難炸出鬆脆的口感，形狀也不漂亮，所以製作時將兩片生麵塊相疊，中間以細木壓下，讓麵塊黏合，當油條膨脹時，以細木壓下的結合處因厚度較厚、傳熱較慢，即使表層已經炸熟，結合處仍屬柔軟狀態，同時膨大劑不斷釋出氣體，麵塊還可以不停向各個方向膨脹，油條於是越變越膨鬆。


油條是否能炸得香、鬆、脆，其實每個步驟都得非常小心，例如拉長麵塊時，若不小心壓到麵塊邊緣，便會影響油條膨脹的效果；而油炸過程中也須不停翻動，才能使麵塊受熱均勻，炸出完美油條。下次享用油條時，可別忘了仔細品嚐其中的科學！


從鬆軟美食發現化學

麵包、蛋糕、油條等烘焙食品之所以會膨脹，不外乎是因為氣體生成，例如油條裡有好幾個大孔隙，即是製程中產生氣體所造成，這類食品統稱為氣泡式食品或孔洞食品，台灣大學農業化學系教授賴喜美表示，它們雖然都飽含氣體，但產生的方式均不相同。


油條需要快速生成氣體，因此是添加反應速率較快的膨大劑。麵包不需像油條瞬間膨大，而是經由酵母菌在適當的溫度與濕度下發酵，逐漸將葡萄糖分解成二氧化碳和酒精，麵糰揉捏過程中會形成許多孔洞，氣體生成後往孔洞鑽，孔洞便有如吹氣球般脹起來。土司麵包的孔洞較小，法國麵包的孔洞較大，這是揉捏程度不同所造成，揉得次數越多，孔洞被分割的越多、越小，麵包組織越細緻。


蛋糕則是以攪拌方式將空氣打入食材，如海綿蛋糕及戚風蛋糕就是不斷拌打全蛋及蛋白，使蛋白打發。蛋白因含卵白蛋白（egg albumin），當空氣快速打入時，蛋白質會形成薄膜包住氣體；空氣打入越多，體積也會慢慢增大，最後變成乳沫狀，即使盆子倒扣也不會掉下來。第二道手續是將水份含量較多的麵糊拌入打發的蛋白，由於麵糊相當濃稠，也有保氣效果，因此空氣可以在麵糊裡維持一段時間，不過蛋白打發後需立即與麵糊混合，並馬上送進烤箱烘烤、定形，否則靜置一段時間後，氣體仍會從麵糊中散逸。



氣泡式食品氣體產生方式包括了化學反應、生物作用與物理作用等，不同產氣法造成食品的膨鬆程度、口感均不一樣，再搭配適當的食材，就能組合出多種質感的食品了。