Tuesday, October 14, 2008

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。

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