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烹飪,是溫度與時間的藝術。以預想的方式向食材傳遞熱量,本質上是一個傳熱學的問題。
傳熱學研究的是熱量如何在物體之間傳遞,包括熱傳導、對流和輻射。無論是煎、炒、烹、炸,還是燉、煮、蒸、烤,每一種烹飪方式,都蘊含著對傳熱學的巧妙運用。
比如,蒸、煮、涮本質上都是利用沸騰的水來進行烹飪,但為何做出來的食物口味完全不一樣?雖然這三種烹飪方法能讓食材的外表面維持在100℃,但傳熱方式和效率卻大不相同。
蒸是透過水蒸氣的冷凝釋放熱量來傳熱,溫和且均勻,不易損失食材的水分和營養。
煮則是透過沸水的對流傳熱,食材完全浸泡在水中,傳熱效率高,但也容易導致食材的風味和營養流失到水中。
涮是短時間內在沸水中快速傳熱,使食材表面迅速加熱,內部保持鮮嫩。
炒有些特別,它是透過高溫油脂的傳導和對流傳熱,快速高效地加熱食材,使其表面迅速焦化,內部保持多汁和鮮嫩。這種快速高溫的傳熱方式,能夠在短時間內鎖住食材的風味和營養,同時創造出獨特的香氣和口感。正是這些微妙的傳熱差異,使得蒸、煮、涮和炒這幾種烹飪方法,讓食材展現出各自獨特的口感和風味。

這種傳熱學原理在火鍋中也有體現。
鴛鴦火鍋的紅油辣湯鍋底往往比清湯鍋底先沸騰,雖然油的沸點高於水的沸點,感知上清湯鍋底會先沸騰,但實際卻恰恰相反。
在紅油鍋底中,油和水幾乎是對半開,油的比熱容大約只有水的一半,也就是說紅油鍋底升溫到100°C需要的熱量,要比清湯鍋底少很多。此外,紅油鍋底的油漂浮在水錶面,能大幅度減少水的蒸發散熱,就像套了個保溫罩。結合這兩個原因,紅油鍋底才能更快比清湯鍋底沸騰起來。
說完傳熱學,有機化學也是烹飪的重要組成部分。

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在廚房繁多的化學反應中,最著名的莫過於美拉德反應(Maillard reaction)。燒烤時變成褐色的肉,炸薯條時漸漸變成金黃色的土豆,烤麵包片時焦脆的表面,這些色澤的改變都是美拉德反應在主導。美拉德反應是氨基酸和還原糖之間發生的反應,會產生很多有趣的氣味分子,包括多種酮、醛和雜環化合物,它們為食品提供了宜人可口的風味和誘人的色澤。

在美拉德反應之外,糖焦化也能讓食材變色。在給紅燒肉上色時,炒糖色的過程就是糖焦化。蔗糖的焦化首先被分解成兩個單糖:葡萄糖和果糖。然後,糖在失去水分後相互反應,形成一種叫做二果糖酐的化合物。隨後,進一步的脫水反應會使不同的糖分子之間發生更多的化學反應。最後,糖分子斷裂併發生聚合,最終生成幾種大的棕色分子,這些分子賦予了焦糖特有的味道、色澤和黏性。

炒糖色時,火候的把控是最重要的,稍稍不注意,就會把糖色炒焦。糖的比熱容是1.24 J/(g·°C),將1克糖升高一度需要1.48J的熱量,而水則需要 4.18 J/(g·°C)的熱量。因此,在製作焦糖時,糖會很快從液態升高到焦化溫度,因此需要更加精確的溫度控制,多了幾秒可能就會讓焦糖變苦。因此,對火候的把控需要非常精準。
其實,不論是美拉德反應還是糖焦化,火候——或者說對時間和溫度的控制都是關鍵。食材只有在正確的溫度上保持特定的時間,才能激發出最佳的香氣。而且,應該關注的是食材本身的溫度,對於比較厚的食材,還要考慮食材本身熱傳導的問題,比如用猛火烤牛排,延遲傳導的熱量就能讓牛排實現外焦裡嫩的效果。同樣,對於烤箱這樣空間比較大的廚具,還需要考慮烤箱內部熱傳導的過程,且烤箱的大小會影響腔內溫度的穩定性,這也是烤箱不僅要預熱,有時候烤出來還會效果不佳的原因。
現在再來點高階的流體力學知識。炸油條、炸丸子時,可是一個大型的流體力學秀場。

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油炸時噼裡啪啦的聲音是從哪裡來的?《流體物理學》(Physics of Fluids)上的一篇論文或許能給我們答案。這篇論文指出,油炸時的聲音,主要是由熱油中的氣泡爆裂產生的。食材中的水接觸熱油後氣化,在油中會形成三種氣泡空腔。如果這個氣泡初始位置離液麵很近,足以撞破液麵,就會使油花飛濺,屬於爆炸腔;如果氣泡初始位置稍微遠一些,撞不破液麵,相互作用形成液麵上和氣泡內的上下兩股射流,屬於拉長腔;如果氣泡離得更遠,在振蕩過程中始終保持球形,腔體的快速膨脹產生密度波擾動油麵,則屬於振盪腔。


拉長腔:稍遠於液麵的氣泡形成的射流作用可以促進油均勻覆蓋食物表面,進一步增強酥脆感。影片來源:同上

影片來源:同上 振盪腔:深層氣泡保持球形振盪,產生密度波,有助於熱量均勻傳導至食物內部,確保內部熟透。
油炸過程中氣泡的行為和型別對食物的口感和美味度確實有顯著影響。深入研究這些油鍋空腔效應,或許能儘量減少四處飛濺的油沫,讓烹飪更安全,也讓你的炸物更美味。
除了這些物理現象,做好一頓飯,還蘊含著很多營養學知識。
烹飪過程會不可避免地破壞一些營養成分,改變烹飪方式則能減少營養流失。比如,蒸就比煮更能保留食材的營養,因為營養成分難以擴散到蒸氣中;炒菜時,食材中的維生素C很容易流失分解,這就需要大火快炒,快速破壞氧化酶的活性,保持蔬菜中的水分和葉綠素,成菜綠油油的,讓人更有食慾。


研究人員將溫度感測器包裹在魔芋凝膠中,構成TTIs裝置,測量爆炒過程中TTIs中心溫度和酶活性變化。圖片來源:鄧力, 黃德龍, 彭靜, 汪孝, 崔俊, 曾雪峰, 何臘平. 中式烹飪用時間溫度積分器的構建與驗證[J]. 農業工程學報, 2017, 33(7): 281-288. DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.07.037
知道了這些,你還需要一些材料學的知識,這樣你才能知道如何選擇廚具的材料。不鏽鋼鍋和鑄鐵鍋都能儲存更多熱量,不容易降溫,適合將食材燜熟。熟鐵鍋導熱快,重量也更輕,更適合翻炒。同時,在第一次使用鐵鍋時還要開鍋。用火猛燒鐵鍋,再用塗抹上食用油,鐵鍋表面會形成一層奈米Fe₃O₄顆粒,這種奈米結構具有疏水性,這樣開過的鍋會有一定的防粘效能。

你甚至還需要一些心理學的知識,你需要精準把握食用者的需求,偶爾還需要花些心思營造儀式感,從而獲得更愉悅的烹飪用餐體驗。
如果想要完全掌握這些廚房裡的知識,或許你需要成為傳熱學博士、有機化學博士、流體力學博士、營養學博士、材料學博士、心理學博士等等,同時還要把自己訓練成一名時間管理大師,兼顧烹飪全流程,這是一個巨大的工程。各類GPT或許能給你一些建議,教你怎麼做,但它們對你的廚房空間、電器運作情況、身體需求並不瞭解。幾乎沒有哪個GPT是獨屬於你的,除非你能再成為一名人工智慧博士,結合自己廚房的硬體情況,定製訓練自己的烹飪AI模型。
不過這一步,老闆電器已經先幫你完成了。



“食神”是行業首個AI烹飪大模型,他沉澱了老闆電器45年的烹飪研究資料,提供涵蓋情緒、生理、心理、哲學、審美、文化歷史、人情世故的多維內容知識庫,是首個兼具功能輔助和情緒陪伴的烹飪大模型。

老闆電器透過數十億級別廚電行業的資料,讓食神大模型記錄下每一道菜更優的烹飪溫度、溼度和時間,將難以描述的“火候”數字化。

同時,他深諳廚具內部的熱傳導過程,透過傳熱學模型推測食材溫度,與自動翻炒鍋和智慧灶具聯動,控制明火大小和翻炒節奏,儘可能保留食材的營養。
他還有精準的定時功能,能讓你放開手多線操作節省時間,就連燃氣灶也能定時關停。
同時,食神大模型還能操作油煙機測量灶臺的溫度,在油煙升起前啟動,憑藉高效的空氣動力學設計儘快抽走油煙,保持空氣清新。
用餐後,老闆洗碗機會根據碗筷情況,自動調節水裡大小和洗滌劑用量,幫你免去洗碗的煩惱……

原本,你也許會用專門的備忘錄,記錄每天攝入的營養,偶爾還要再去網上查詢每種食材的營養成分。現在,直接問食神大模型就好了,他能根據每個人的身體情況,結合權威的醫學指導,給出合理健康的食譜配方。
烹飪過程中,創造力和實驗精神也不可或缺。食神大模型會聆聽每個人的需求,對已有的烹飪曲線進行微調,用定製化的方式滿足個性化的需求,實現千人千面的“心領神會”。

就像開車,你不需要關注背後複雜的機械結構,只需要關注自己的目的地。在食神大模型的幫助下,烹飪變得更加簡單和高效,他能將我們從錯綜複雜的細節裡解放出來,單純地享受烹飪和美食的快樂。
OpenAI的山姆·奧特曼曾在一次訪談中表示:“雖然全民基基礎收入難以實現,但我們可以實現全民基本計算(universal basic compute)。在未來,所有人都可以免費獲得GPT的算力,可以使用、轉售或捐贈”。某種程度上,老闆電器正在踐行這一設想。“食神”烹飪大模型的初衷,就是希望能夠把使用數字技術改善生活的權利,平等地給到人,打破知識壁壘,讓所有人藉助AI的力量,改善生活。

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