物理學規律解釋:餐飲、美食、烹飪
在餐飲行業中廣泛使用物理學知識,在機械設備、烹飪技巧、加熱方式、食品輸送等方面都存在物理學的影子。物理學與美食結合,我們可以稱之為美食物理學或者物理學美食,餐飲行業如果充分利用物理學知識,將使成本下降、管理有序、效率提高,烹飪過程中充分使用物理學知識,將使食品味道更好,營養更豐富。為了理解方便,請把「傳熱」理解成物理學名詞「熱傳遞」。

美食物理學中的相關學科
美食物理學包含了許多相關的學科,比如化學、生物學、營養學、養生學等等,這些學科可能是交集的關係,可能是併集的關係,本文在介紹美食物理學時,可能會對這些交叉學科進行簡要的介紹,也可能只說原理而不說學科名字,喜歡對學科進行獨立劃分並且非常執著的讀者可能會產生牴觸情緒,這時,可以把美食物理學理解為美食科學。本文主要以介紹物理學的規律和過程為主,其它學科為輔。
切配環節的物理學應用
運輸環節的物理學應用,根據常識就可以理解,在切菜和配菜環節,刀具是最常用的工具。在分裂大骨、排骨、凍品等物品時,我們常使用類似於斧頭的刀具,這類刀具切割的時候,主要依靠刀具下落時的動能,其前行的路程與阻力大小和刀具接觸物品前的動能相關,舉得越高,阻力越小,刀具切割得越深。所以這類刀具的刀背做得比較厚實,就是為了增加刀的重量,從而增加刀具切割前的動能。現在,為了減少人工支出或者減少人的體力付出,製作出了電鋸,在冷凍食品加工和銷售的企業比較常用,大型酒店、飯店、食堂也用得比較多,日常生活中不常見。
在切配瘦肉、蔬菜、瓜果等物品時,使用刀片薄、刀口鋒利的刀具,這時切割的動力來自於手的壓力,刀口越鋒利,也就意味著刀口與物品的受力面積較小,在同等的壓力下,刀口對物品的壓強更大。所以使用這類刀具,要用「暗力」或者「按力」,「暗力」就是慢慢用力,不要突然用力,突然用力與慢慢用力效果相同,突然用力時,刀具來不及運動,手和刀具之間的力比較大,長期這樣操作,會使手紅腫疼痛。所以使用這類刀具時,刀具的鋒利程度很重要。我們常說的「快刀斬亂麻」,這裡的「快」就是鋒利的意思,而不是運動速度很大,運動得快。

烹飪環節的物理學應用
食品烹飪的方法有很多種,常見的熱加工的烹飪方法有煎、炒、炸,有蒸、燜、煮,有燒、烤、燻,有焗、焙、烘,這裡所說的熱加工方法並非絕對,其本質都是熱傳遞,也就是熱量從高溫物體傳遞給低溫物體,或者從物體的高溫部分傳遞到物體的低溫部分,煎就是食品直接跟鍋底接觸,或者放少量的油,目的是不粘鍋,炒就是多放點油,並且食品翻轉、輪換,以便所有的食品受熱均勻,同等受熱,同時達到熟透的效果,炸就是用更多的油,由於正常油溫大概在300度左右,水溫在100度左右,所以,煎、炒、炸的食品熟得快些。蒸是隔水的,也就是不用液態水加熱,而是用氣態水,也就是水蒸汽加熱,由於水蒸汽液化成水時,需要放出大量的熱,這部分熱量會被食品吸收,所以食品熟得比較快,煮食品時,食品與水的溫度同時上升,當水的溫度為100度時,如果食品較薄,含水較多,食品的溫度也大致為100度,燜指的是利用少量的水蒸汽加熱上部分的食品,下部分的食品則利用沸水加熱,燜的過程可以翻轉食品,也可以不用。燒可能有不同理解,比如紅燒肉,利用固體傳熱,也可以加少量油,跟炒一個意思,這時利用油溫傳熱,燒的意思,就是熱傳遞很快,食品表面受熱較多較快,烤主要利用輻射和高溫空氣加熱,燻利用低溫空氣加熱,其特點都是不利用高溫油和高溫水進行熱傳遞。焗是利用固體傳熱,然後產生蒸汽,固體傳熱和蒸汽傳熱同時進行,對於因液化產生的液態水,鍋底加熱後又變成水蒸汽,周而復始,鍋底保持幾乎沒有液態水的狀況。烘和焙一般在糕點行業用得較多,使用底部固體傳熱,周圍氣體傳熱,中間光波輻射傳熱,產生的水蒸汽具有低流通特性,然後整個麵包或者蛋糕就可以熟透。
在利用油溫傳熱的食品加工中,為了解凍,可以低油溫加熱,為了外焦裡嫩,可以高油溫加熱。低溫加熱時,傳熱比較均勻,所以凍品的內部也會升溫,高油溫加熱時,食品外部受熱很快,食品外部的熱來不及傳給食品內部,造成外焦裡嫩的現象。
在利用水溫進行加熱時,水傳遞熱量是以水的溫度為基準的,也就是說,假設水溫為60度,傳熱給食物時,食物的最高溫度也為60度,所以水煮的食物溫度都沒有超過水的溫度,熟得慢。利用水蒸汽加熱的食物,也與此類似,區別在於,水蒸汽液化成水時,要放出大量的熱。
在對乾貨進行加工時,要將乾貨泡透,乾貨的絕熱性能很好,所以直接加工,效果不大。對油脂類物品加工時,比如肥肉,用水煮至沸騰,其內部還是沒熟,因為脂肪絕熱性能也很好。蒸凍品時,一定要先解凍,否則外部蒸熟了,裡面還是生的,甚至於還有冰塊。

後記:烹飪中有很多物理學知識,大家了解相關知識後,對烹飪的技巧估計有很大的幫助,烹飪的名詞換來換去還是熱傳遞。當然,烹飪不只是設計到物理學,調料的使用、火候的掌控、切塊的大小等等都很重要。本文是原創作品,作者持有食品安全員證書,對食品加工和食品安全有較深入的了解。