在平底锅中滋滋啦啦的牛排为何散发着扑鼻的香气；炒锅里的红烧肉为何色泽温润如陈年琥珀；烤架上的烤串又是为何散发着惹人的气息，让人在五里开外就垂悬三尺，忍不住想犯错误。在克制与犹豫的不知不觉中——减肥计划又泡汤了。
图1 红烧肉
"我只吃一口，真的！"
民以食为天
时至今日，我们很难去考证为什么人类千万年前的先祖会喜欢吃烤过的食物，他们可能一开始在大火之后的残骸中发现了烤熟的动物。在当时的环境下，烤过的肉类确实更易于消化，原始人类可以更好的吸收营养物质。这些营养有助于大脑的发育，加快了生物演化的进程，使现代人类得以出现。也许在生命演化的过程中，人类就形成了这样对于烤制食品的执着，现在在全世界能比川菜馆还多的，估计也只有烧烤摊了。
图2 烧烤
美食在人类历史上占据着举足轻重的地位。在土耳其发现的哥贝克力石阵（Göbekli Tepe）展示了一万四千年前，在那个文字还没有出现的年代里，雕刻成各种猎物的样子，也就是可以吃的"动物展示"。在有文字记载以后，"食"也同样是历史的重要元素。简单举例，有大诗人苏东坡发明东坡肘子，也有清朝才子袁枚著书《随园食单》；有欧洲人为了天价香料发展航海技术；也有英国东公司为了茶叶和利益，不惜借由战争用一条条鲜活的生命去占领市场的制高点。
图3 哥贝克力石阵出土野猪
纵使千万年以来人们对美食有经验上的积累：料酒除腥，酱油提鲜。但烹饪技术长期通过经验与菜谱传承，缺乏理论基础，这就导致了很少有人有条件能够尽情地挥洒创意。
烹饪中最重要的化学机理——美拉德反应，则一直到了20世纪初才被发现。为了能够吃到所有美食，我们如何利用这个美妙的反应来提升厨艺呢？首先让我们看看美拉德是谁，美拉德反应又是什么。
美拉德的研究
1908年，英国人亚瑟·林格（Arthur Ling，1861-1937）率先无意中发现甘氨酸和葡萄糖混合液加热时会形成褐色的物质，并可以闻到香气。
"在烘烤的第二阶段当温度在120℃到150℃之间时，'自身消化'的醇化过程伴随着芳香物质与染色物质的产生继续进行……氨基化合物从高温蛋白质与这个阶段所产生的糖类物质组合生成。我还尚不清楚这些化合物的准确状况，但据推测，他们应该是类似于葡萄糖胺的物质。 "
同时期的德国，埃米尔·费舍尔（Emil Fischer，1852-1919）在合成多肽的过程中同样复现了上述褐化反应。
在这样的基础上，进行类似研究的法国人——路易斯·美拉德（Louise Maillard，1878-1936）为了搞清楚反应具体过程，解释褐化与香味现象，寻求更为温和的反应。从1911年11月27日开始，他尝试通过使用甘油（丙三醇）浓缩氨基酸。结果经过六个星期的反复试验，他同样重现了褐化现象，并经过检测确定得到了环甘氨酰甘氨酸与五甘氨酰甘氨酸，两种主要深色物质。于是在1912年1月8日，他通过巴黎科学院发表了第一篇相关论文。
图4 路易斯·美拉德
接下来，美拉德用糖替代了甘油，以便进一步研究氨基酸与酒精生成多肽的反应。这次，他发现相比于羟类物质，醛类物质与氨基酸的反应更为剧烈。这一实验是"美拉德反应"在实验室中的初次现身。
在接下来的研究中，美拉德继续了格林未完成的解释。他进一步描述了加热葡萄糖与天冬酰胺的反应生成了可见的"黑色物质"。
1914年，美拉德凭借这个"解释了美食"的重要反应赢得了包括法国医学院在内的多个科学大奖。
......
自1911年至1917年，美拉德都不遗余力地致力于相关反应与过程的研究，期间他至少发表过6篇关于合成多肽与至少8篇关于糖-氨基酸——美拉德反应的论文。
一战后期，美拉德为保家卫国加入了法国军队，但他的健康状况因此受到严重影响。1919年，美拉德离开繁华的巴黎，去阿尔及利亚担任医药科学院的职位。在此期间他已经淡出了实际的一线研究。
反应机理与影响因素
大家在高中都见识过有机反应的严苛条件与缓慢速度，很多反应从无色无味的物质开始，在加热等一系列极端苛刻条件下可逆生成无色无味的产品，与一大堆副产品。美拉德反应比高中化学的知识更为复杂，现在流传较广的是美国化学家霍奇所提出的反应历程。简而言是，就是糖与氨基酸在没有酶参与的情况下，经过复杂的中间产物不断地分解与重组，最终生成褐色与香味物质的过程。
图5 牛排
例如煎牛排时，牛排中自带的葡萄糖与氨基酸发生美拉德反应，最终生成上千种深色与芳香物质。我们感官可见，就是牛排从血淋淋的红色变成了褐色，牛油香混合焦香勾引着鼻子的每一条神经。在其他烹饪中，反应生成物之一的"6-乙酰基-2,3,4,5-四氢吡啶"就是面包、爆米花的味道；"烷基吡嗪"使烘培后的可可和咖啡散发着坚果香；饼干、啤酒、烤鸭、甚至酱油，处处利用着美拉德反应。
感兴趣的同学可以自行百度，我们在这里不再赘述。
图6 霍奇的美拉德反应过程
影响美拉德反应的因素很多，我们已知的影响因素有：
氨基酸与糖的种类、反应温度和时间、含水量与酸碱度、金属离子与化学试剂、辐射等，都会对反应产生影响。
有趣的是，美拉德经常在说到这个反应的时候说"我的反应（ma reaction）"；林特纳则写道"在美拉德反应的过程中（by the proces s of Maillard）"。在这样的传统与传播下，学界越来越少地以"褐化反应"来对其进行指代，而在1950年美国化学家汤普森与帕托的论文中，正式确定其名称为"美拉德反应"。
后续研究
在美拉德的相关研究在1912年一经公开，立刻引起了学术界相关领域的关注。
在1912年这个微妙的时刻，这个反应更是成为军事、民用的重点研究方向。不仅美拉德本人从1911年到1917年间，在这个领域不断地耕作。作为敌对国的普鲁士与中立国的瑞士也有人在这个反应上大下功夫。
1912年，卡尔·林特纳（Karl Lintner，1855-1926）作为德意志第二帝国的酿酒科学会主席，立刻复制了美拉德的实验，并利用其方法研究啤酒中的麦芽香。
图7 啤酒
1916年，远离战火的埃梅·皮克特（Amé Pictet，1857-1937）在瑞士日内瓦大学发表了关于在水解液中利用甲醛合成异喹啉与吡啶的研究。然而在一战中坚持科研的美拉德通过引用自己的关于氨基酸与醛缩合的论文，在与皮克特的竞争中占据了优先。
除此之外，还有人研究脂类物质的美拉德反应；美拉德反应在人体内的过程；美拉德反应某些产物的致癌性；日本人在1927年就发表论文，研究酱油中的美拉德反应。
......
1953年，美国化学家约翰·霍奇（John Hodge，1914-1996）综合前人研究，提出了美拉德反应的反应过程，并得到广泛认可与流传。但这并不是美拉德反应的终点，该反应的最终阶段还稍不完全清楚，还有待后世的人们继续努力。
我国对于美拉德反应的研究起步较晚，尚不及西方；但从另一方面看，我们的还有很大的研究潜力。有人对传统厨艺诸如红烧肉、北京烤鸭进行了研究，也有人对中医药、烟草中的美拉德反应进行了探讨。
图8 烤鸭
烹饪技巧
美拉德反应因为其与食品与机体的生理、病理过程密切相关，在众多领域都有研究与应用。在日常生活中，它早已进入了我们饮食烹饪，炸薯条、烤肉、烤鹅肝都有赖于对美拉德反应的利用。
图9 法式烤鹅肝
在烹饪中，根据美拉德反应的影响条件，我们知道可以用众多方法来改善烹饪。
例如对于"糖与氨基酸种类"的控制，我们除了改变食材种类之外，还可以尝试加入白糖和料酒、威士忌等添加料来生成额外的芳香物质，但每次反应的温度都可能不会完全一样，因此还有机会生成某些独特的香气。
美拉德反应的温度在140℃到170℃的时候发生的最为迅速，把烹饪温度控制在这个区间，可以让食物更香。温度在180℃左右，更易于产生类似于烤肉的香味。
水分含量在10%-15%的食物更容易发生美拉德反应，这也是为什么烧烤总是那么香的原因。烧烤时食材不断失水，在一定的时候，反应就这样悄然发生了。
当pH值在3以上时，反应会随pH值增加而加快，也就是说烹饪中可以适当使用碱水，在做月饼时加入的食用碱即是触发反应的关键之一。
此外，还有很多烹饪方法可以促进美拉德反应，使食物色香味俱全。不知道小伙伴们现在有没有想冲进厨房试试能创造出怎样的风味？
图源：
图1 知乎
图2 新浪
图3、4、5、6、9 维基百科
图8 youtube
校对：朱自浊
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