将科学用于烹饪艺术正日益引起人们的兴趣。厨师们曾对科学原理引进厨房带有怀疑甚至敌视的眼光，更不用说将实验室技术引进厨房了。虽然这种时代似乎已经过去。但在餐馆和家里，厨师们仍固守教给他们的正统烹饪操作，尽管他们并不知道这些操作方法为什么，甚至能否保证会有最佳效果。所以当他们加热牛奶蛋糊时总放些面粉防止凝块；做蛋奶酥时呆板地按部就班；更不会地去改变食谱中成分的比例，如此等等。也许正因为如此，烹饪迷信和说教依然盛行。
如果我们见到音乐、绘画、雕塑和表演艺术随着实验研究和发现日益繁荣，那么对于不相信关于烹饪之谜的科学解释就越发令人惊讶。科学推进了保存、再造和传播艺术作品的技术，使更多的听众或观众得以更好地欣赏这些作品。事实表明科学技术不仅没有以任何方式来损害艺术创造，相反，科学技术甚至有助于这种创造。
我们认为科学家的责任在于让烹饪艺术家们认识到科学可以激发他们的想象力和改进他们的技术，恰如曾经对画家、作曲家和音乐家那样。对此而言时机似乎已经成熟。物理学正在开始探索被物理学诺贝尔奖得主皮埃尔·吉勒·吉纳称为“软体”的一些物质的状态，这些物质包括烹饪中常见的乳液，悬浮液、固体弥散物和泡沫。先进的结构化学现在已能阐明像复杂的碳水化合物和蛋白质等这类大分子的行为。新的层析方法已有可能从食物中分离出产生味觉和嗅觉的组分。对于许多古老和谜一般的烹饪窍门的科学解释正层出不穷。
实际上正在产生一门新的学科，分子和物理烹饪学。这门新学科是有关食物及其享用的科学。我们乐意提供这一领域内一-些小小的美妙发现，这些发现涉及开胃品、主菜、甜食和饮料，它们可能具有实用价值而使厨师们感兴趣。
蛋黄酱制作的改进
拌蛋黄酱的白煮蛋是一种大众化的头道菜。蛋黄酱给我们探索乳液分子和物理性质的机会。蛋黄酱、奶油、黄油等均为乳液，其中一种液体的液滴悬浮在另一种不能相混的液体中。
蛋黄酱由植物油、醋或柠檬汁和蛋黄组成。由于蛋黄一半是水，所以蛋黄酱实质上是水中含油的乳液。通常无论你怎样彻底地搅拌水和油的混合溶液，这两个组分总是分成截然不同的层次。蛋黄酱中这两个成分之所以稳定地混合是因为蛋黄含所谓的表面活性分子，如卵磷脂。这些杆状分子两端性质不同，一端亲水而一端疏水。蛋黄酱中每一油滴至少有一层卵磷脂包裹，由于亲水端接触水而疏水端接触油，从而使油滴与水自由混合。蛋黄酱油滴不易集聚是因为从其表面突起的亲水端获得少量电荷而相互抵制。
厨师们通常以为一个蛋黄只能乳化150~250毫升油，但这一比例远低于估计值。已知一个蛋黄约含2克卵磷脂，假设蛋：黄酱中油滴直径为百分之一毫米，那么一个蛋黄可以稳定地乳化3.5升油，约为已知推荐数量的20倍。诀窍在于制作时持续加入足量的水、酒、醋或其他水溶液使油滴保持分开。
这个例子表明科学是怎样大大扩展了烹调加工的有限范围。在此我们并不想建议1个蛋黄能乳化3.5升油而摒弃传统规则。但可能被忽略的知识有时证明是有用的。假如邀请进餐的客人想吃蛋黄酱拌白煮蛋，而你只找到一只鸡蛋，厨柜里又没有蛋黄酱时，你可以用皮下注射器从这只鸡蛋内抽取1毫升蛋黄做成1调羹蛋黄酱，这只鸡蛋则用来做水煮蛋。
鸡蛋的特殊杀菌法
食用受沙门氏菌污染的鸡蛋已引起关注，特别是在美英两国。1988年11月，一位资历不深的英国卫生部长颁布了一项夸大其词的公告，“大不列颠生产的大部分鸡蛋有沙门氏菌寄生。”短短两星期鸡蛋消费量下跌一半，同时几位食品专栏作者描绘了令人沮丧的未来，嫩水煮蛋或快炒蛋松将销声匿迹。
我们想知道科学道理是否能成为这一灾祸的克星。蛋黄在62~65℃时凝结，而沙门氏菌在59℃时存活不了数分钟。安全的烹调方法应该是确保蛋黄温度不超过62℃但必须维持于59至61℃至少6分钟。
完整鸡蛋蛋黄的中心温度可以用热电偶测得。热电偶是一种电的感应器，其输出电压随温度而变化。热电偶导线可穿过一皮下注射器针头并附在其尖端上，然后再与标有摄氏度数的微电压计联结。这一仪器可用来把受细菌污染的鸡蛋做成嫩水煮蛋。
首先，将60克重的鸡蛋置沸水中3分钟，蛋白会变得较为稠厚，而蛋黄温度仅上升到30℃。然后立即将蛋放进60℃水中，蛋黄温度就会逐渐升至59℃。一所公共卫生实验室的实验表明，接种一百万个肠道沙门氏菌的鸡蛋用该法烹调18分钟也可使之达到安全食用的程度。
但有无办法使生鸡蛋安全地用于蛋黄酱或其他菜肴呢？答案是肯定的，因为杀死沙门氏菌的温度低于蛋黄凝固的温度。首先将蛋黄置入碗内，然后将碗放在62℃水中约15分钟，其间偶而搅动。另一方法是用醋稀释的熟蛋黄做蛋黄酱，因为蛋黄凝结并不破坏卵磷脂。实际上大多数法国烹饪书上推荐用熟蛋黄制作蛋黄酱，这种酱除了通常的调味品醋、芥末、盐和胡椒粉等，还含有洋葱和某些草本植物。
含蛋黄食品中凝块的消除
还有许多用鸡蛋来烹调食物的谜未能解答。例如，在制备许多含蛋黄的食物时，如牛奶蛋糊、混合鸡蛋的甜饮料和各种加有蛋黄使之稠厚的薄荷酱，蛋黄必须与另一种液体一同加热。然而极为常见的现象是这些混合液体在加热时会凝成块状、厨师们早就知道放些面粉就能防止产生这一问题，一些学者探讨了其中的一些机理。
凝块的发生是因为在水溶液中蛋黄内较长的蛋白质分子从某些弱结合力中释放出来，这些弱结合力像氢键和硫键使较长的蛋白质分子维持特殊的卷曲状态。足够的加热使蛋白质变性或不再卷曲，转而与其他分子形成新的弱键。当这些蛋白质分子相互碰撞并聚合成团状时就形成了凝块。
面粉能防止蛋白质结成团状是因为其微粒主要由两种类型的淀粉组成：葡萄糖线状聚合物直链淀粉和葡萄糖高度分支聚合物枝链淀粉。在高温下，这些淀粉从面粉颗粒上脱下并分解，长的淀粉分子似乎通过限制蛋白质运动并停止蛋白质聚合来抑制凝块的发生。实验研究应能证实或驳倒这一解释，还应帮助定量，究竟要多少面粉才能防止凝块，哪种类型的淀粉作用最佳。这一现象所提示的实验量突出表明要完全理解即使是很简单的烹调过程也需要极其大量的工作。
焙制蛋奶酥的科学
现在让我们来考虑一种更为复杂的烹调，蛋奶酥的制作，蛋奶酥非常可口，但做这道菜却像走钢丝。理想的蛋奶酥在烹调时大为膨胀，松脆的外壳包裹着蓬松略呈奶油状的内容。蛋奶酥的基本成分是搅打的蛋清、粘稠液体如调味酱（事先制成，成分有黄油、牛奶和面粉），往往还加上蛋黄、鱼、奶酪、巧克力和果泥，作为蛋奶酥的主要成分。香草、酒类和其他组分可单纯用作调味。该种配方在各种成分的比例上变化很大，但所有烹饪书上一致提出将粘稠液体与搅打蛋清均匀混合的重要性。这些书本还强调在散开调味酱中泡沫时，不要弄破大量丰富的气泡。
一些厨师认为，制成的蛋奶酥混合物盛进蛋奶酥盘内后，应立即放进预热的烘箱中。而另一些厨师认为混合物可置于厨房室温1小时或放在40℃热水中30分钟。有些作者则认为小的单个蛋奶酥可以低温冷冻，烹调前解冻。用小的单个蛋奶酥对这四种技术进行的实验表明结果均可，而用搅打的蛋清包裹后马上放进烘箱的蛋奶酥最佳，原因可能是其他方法使混合物中气泡融合并消散。
不管蛋奶酥的烹调方法如何，蛋奶酥应在出炉后马上食用，这是因为蛋奶酥膨起明显，出炉后数秒或数分钟就会塌陷。有关膨起塌陷的某些细节令人费解，但总的解释相对简单。一些研究者认为当面粉和蛋黄的粘稠液体加热时，气泡膨胀使蛋奶酥鼓起，鸡蛋的凝结使蛋奶酥气泡间物质相当结实，足以不使蛋奶酥塌陷且至少维持至温度开始下降。热量驱使空气膨胀只占蛋奶酥本身容量增加的20%，而蛋奶酥可膨胀至原始体积的3倍。实际上正是蒸汽使蛋奶酥膨胀，这很容易证实：当切开烹调好的蛋奶酥时，蒸汽就会逸出。
烹调肉汤的新招
以上我们主要探讨了怎样去理解各种烹调过程而不是去改进烹调的结果，在许多情况下即使对传统方法哪怕是小小改动也会引起口味的改变。
肉汤用肉和蔬菜水煮而成，除本身供食用外还可制成许多调味酱的风味基质。作后一种用途的肉汤常煮沸浓缩到原始容量的十分之一或二十分之一。但煮沸化学化合的混合物时蒸发的组分往往与液体组分稍有不同。例如酒是一种水和乙醇的混合物·煮酒时更多的酒精被首先蒸发。蒸汽与液体的差异取决于加热的温度，蒸汽与液体的差异取决于加热的温度，那么肉汤在100℃时浓缩是否与80℃或60℃加热时有所不同呢？
一种装置可以证实肉汤如何在通过降低空气压力使温度较低的情况下浓缩。将盛有肉汤的玻璃大口瓶与一个过滤泵连接，其内部压力降到大气压的一半（即每平方英吋约7磅）。在此压力下，80℃时肉汤就煮沸蒸腾。目前正在组装一种更好的装置以确定低压烹调是否具有烹调学上的优点。
肉类食品烹调方法的选择
传统烹调包括两种将热带给食物的基本方法，一是将食物用热液加热（煮、炖、煎、炸、炒）或用热的气体（烘或烤）·，当加热的媒介物分子撞击食物表面时，他们将动能转至食物。第二种方法以烤为代表，电磁辐射撞击食物并转为热能。在这两种情况下，热到达食物内部只是以对流和传导的方式。由于食物的不同部分对热的接受程度各不相同，所以口味和质地也就不同。当我们享用一块嫩牛排，脆面包或松软炒蛋时，受质地和成分这种温度变化和不连贯性的很大影响。
二战期间偶然的机会观察到约10厘米波长的微波可穿透相当厚的物质，同时某些能置以热的方式散发，这就有可能加热材料内部时不首先加热其外表。这一效应取决于极性分子的存在，如水分子，其电中性但携有不对称排列的电荷，微波可使这种极性分子旋转振荡、材料内部成分的动能转为热能。冰块不吸收微波，因为冰内的水分子被固定成晶状体而无法旋转。应用微波可使冰块内部的水沸腾或制造出一种逆转的烤冰块，所谓焙制“阿拉斯加”或冰冻“弗罗里达”，其内热而外冰。
在微波炉内烹调肉类可均匀加热至100并可在此温度维持较长时间仍含有水分。这种微波烹调有两个优点：更迅速，能效更高。另一方面，把肉放在含草药和蔬菜的汤里煮则另有一番风味。
烤肉比炖肉更为可口是因为棕色反应，这种反应在100℃以上时增强，肉内的糖和氨基酸可以交联并产生许多化合物，某些味美，某些呈深棕色。这类反应会在烤肉上形成一层脆皮。某些棕色反应像焦糖在微波烹调时很容易出现，但并非前述棕色反应。
为使口味达到最佳，厨师可能希望将烧烤与微波烹调结合起来。一个很好的例子是烤鸭。成块的鸭子先烧烤或煎至棕色，然后注入桔子甜酒（一种高度含水的微波良好吸收体）再放进微波炉烹调其内部，只需数分钟，用这种方法在桔汁媒体中内部肉被煮熟，烤鸭看上去就像具有现代化外观的“幻影桔子。”
新颖别致的液氮冰淇淋
无甜食不成佳宴，有一种来自物理学的甜食食谱不仅大大减轻厨师的劳动，而且具有华丽的色觉。这道甜食就是液氮冰淇淋。发明者在一次演讲中仅用2分钟就使所有听众尝到了这种冰淇淋。这一食谱也适用于家庭。
好的冰淇淋含丰富的包泡，质地较轻，冰晶极小，口感爽滑。冰淇淋传统做法是搅拌牛奶、鸡蛋、糖和调味品。搅拌在缓慢的晃动中使空气进入混合物内同时破碎大块冰晶。更简单而有效的方法是将液体氮气直接倒入冰淇淋成分之内。-196℃的液氮能极快地冰冻冰淇淋混合物，从而只能产生极小的冰晶。由于强烈沸腾的液氮还可产生浓雾状的云，从而增添了华丽而又戏剧性的情趣。
该法需要与冰淇淋混合物或果冻汁等量的液氮。将冰淇淋混合物倒入大金属碗内（不能用玻璃或塑料碗），然后倒入半量液氮用木匙搅拌，再加入更多的冷却剂并搅拌，直至冰淇淋均匀而质硬，确定冰淇淋不再有雾（即所有液氮已经蒸发）时即可食用。
有两点对安全至关重要。第一，操作液氮或接触任何已经极冷的物体要始终戴上手套；第二，如在客人面前制作，应从当地大学物理或化学部门或医院获得液氮（或有商业来源），运送液氮的最佳途径是用保温瓶，如保温瓶制备精良，液氮至少可保持一天。
有关酿酒的最新研究
在过去10年间已对有关甜酒和烈酒产品的化学和生物化学作了许多研究。酿酒学研究所已研究了一些名酒，在某些情况下约有500种化合物对酒的特性起作用。
酿酒商通常总将许多烈酒和某些甜酒灌在橡木桶中陈酿，因为酒与木材的化学反应能改善酒的口味。木料中含有许多复杂的化合物，其中有纤维素、半纤维素、木质素、鞣酸和树脂分子。橡木是作酒桶的好材料，因其坚硬、抗水，不含能赋予树脂酒口味的树脂。
七、八十年代，一个农艺研究所的研究者证实烈酒中乙醇是怎样吸取木容器中的木质索和鞣酸的。通过简单但时间很长的实验，即酒精放在橡木桶中；另将木片浸渍于酒精中10年以上，他研究了酒和木材是如何随时间变化的。被汲取的鞣酸已被氧化为各种味道甚佳的化合物，木桶内部的木质素低于外部5%，纤维素几乎无变化，半纤维素被分解为糖类，像果糖、木糖、阿拉伯糖和葡萄糖。
对分子烹饪学来说，也许最为重要的发现是香草素，它是香草植物的主要芳香分子，是木质率年复一年降解的最终产物。确实，在法国白兰地、朗姆酒和威士忌中可以觉察出香草味。酒商们受法律禁止而不能通过加糖或其他化学物质来改善酒的口味。然而当消费者自己想用化学研究的结果去改变低档酒的质量，就不该鼓励这么做吗？也许数滴香草精可能会奇妙地丰富一瓶廉价威士忌的味道呢！
科学能解释、分析和有助于新菜肴的创造。但即便我们已经认为科学在烹饪学中有重要作用，我们还是坚定地相信科学家决不会贬低厨师。伟大的烹饪创造将一如既往地是经验、传统和少量科学知识相互结合的艺术结晶。
[Scientific American，1994年第4期]