二、水分的變化及控制
1.水分的變化
各種烹飪原料都含有或多或少的水分，含水量的多少，決定了原料質地的柔軟鮮嫩或干硬。保持原料的水分，或有意識地讓原料吃水，或讓原料失去一部分水，是科學烹飪的重要內容。由于食物的質感與含水量具有密切的關系，所以在烹飪中必須善于控制食物的含水量，使制作成菜肴的成品符合人們對質感的要求。
要達到控制食物含水量的目的，首先要對烹飪原料的失水原因有一個正確的認識。通常情況下，原料在烹飪過程中往往會由于如下幾個原因，使其中的水分發生部分流失。
（1）蛋白質脫水 原料在加熱過程中，由于蛋白質受熱變性，破壞了原來的空間結構，導致其持水能力下降，引起水分流失而脫水。如肉類煮熟后，體積縮小，重量減輕，這就是因為蛋白質脫水而造成的水分流失。
（2）滲透出水 原料在烹調過程中要添加多種調味料，這些調味料溶解于湯汁中或進入原料內部。如炒菜時加鹽，煮魚時加料酒、醬油和醋等，這些調味品就在原料及其周圍形成了一個高滲透壓的環境，其滲透壓如果大于原料內部水溶液的滲透壓，原料里的水分就會向外滲透而溢出，導致原料中水分流失。例如鹽腌蘿卜干時，在蘿卜周圍會出現大量的水分；再比如菜炒好、肉燉熟后，會在菜肴周圍產生一定的湯汁，這些都是因為滲透壓的作用使原料脫水，原料脫水的同時也帶來體積的縮小。
（3）水分揮發 原料中的自由水在烹制加熱過程中，吸收了大量的熱量，當吸收的熱量達到水分汽化時所需要的熱量時，或者說當自由水達到汽化溫度時，原料中的自由水就會由液態逐漸地變為氣態，液態水就變成水蒸氣而揮發出去，導致原料中含水量下降。如果熱處理的時間短，汽化現象僅僅發生在原料的表面，而食物原料內部的水沒有汽化，仍然保留在原料內部，這也是目前烹飪中所要追尋的理想目標之一。
（4）脫水收縮 在一定的條件下，水分子能夠分散在高分子的網絡結構中，例如在調制面團時，水分子被蛋白質吸收在網絡結構中，形成面筋網絡結構，并使蛋白質吸水以后發生體積膨脹的現象。但在一些因素條件下，也會使這種高分子網絡結構緊縮，總體積縮小，并把滯留與網狀空間中的水分擠壓出來。如蛋白質凝膠（即水分子分散在蛋白質中一種膠體狀態），這種凝膠在放置過程中，會逐漸滲出微小的液滴，即水分子，同時伴隨凝膠體積縮小現象的發生，這種現象在化學中稱為“脫水收縮”。經過脫水收縮以后，水分子脫離蛋白質網絡而流失，導致烹飪原料中的含水量降低。如水豆腐中水會自動滲出就是其中的一個例子。
在烹調中，有些菜肴需要原料保持原有的水分才能鮮美可口；而有些菜肴則需要將原料中的水分除去一部分以后，才能形成具有獨特風味的佳肴。由此可見，控制好食物中水分的變化，對菜肴質量和風味有著重要的作用。
2.水分的控制
（1）原料的冷藏和凍藏 在烹飪加工中常采取降低溫度的辦法來保存原料，即常用的冷藏與凍藏。
動物性原料一般采用冷藏或凍藏的方法加以保藏。通常新鮮禽畜肉的冰點為-2.5～-0.5℃，結冰時肉汁中的水形成冰晶，使肉質的濃度升高，冰點下降，當溫度降低到-10～-0.5℃時，組織中的水80%～90%已經結成冰。
所謂凍結，就是細胞間隙形成冰而使細胞脫水，自由水從細胞中分離出來，但不破壞細胞膠體體系。然而，如果溫度繼續降低，一部分結合水也會分離出來，進入細胞間隙凍結成冰，細胞膠體系統會被破壞，形成不可逆過程。
一般凍藏有慢速凍結（慢凍）和快速凍結（速凍）兩種方法。原料中心溫度在20min內通過冰結晶最大生成帶，從-1℃降到-5℃這樣稱為快速冷凍；如超過20min才通過冰結晶生成帶的則稱為慢速凍結。慢凍的肉，由于凍結的速率緩慢，形成的冰晶數量少而且比較大，冰晶膨脹作用大，破壞了肌肉纖維的組織結構。解凍時，融化后的水不能全部滲入肌肉內部，甚至由于組織結構的破壞，一部分肉汁從組織內部流出，使肉的營養和風味受到影響，肉的質量也隨之下降。速凍肉是將肉置于-33～-23℃的低溫環境中，肉汁中的水迅速凍結。由于凍結速率快，形成的冰晶數量多、顆粒小，在肉組織中分布比較均勻，又由于小冰晶的膨脹力小，對肌肉組織的破壞很小，解凍融化后的水可以滲透到肌肉組織內部，所以基本上能保持原有的風味和營養價值。速凍的肉，解凍時一定要采取緩慢解凍的方法，使凍結肉中的冰晶逐漸融化成水，并基本上全部滲透到肌肉組織中去，盡量不使肉汁流失，以保持肉的營養和風味。如果高溫快速融化，會使肉汁來不及向肌肉內部組織滲透而流失，使肉的品質下降。
凍藏可以增加原料的穩定性，延長原料的貨架期，但也會給原料帶來一定的負面影響。
①凍藏對原料產生凍害 結構比較疏松、細胞間隙比較大、外皮薄、含體相水量大的水果、蔬菜類，很容易遭受凍害。當周圍的環境溫度降到這些原料的冰點以下時，蔬菜、水果中細胞間的部分自由水開始在細胞間隙形成冰晶，細胞內的游離水開始向細胞外滲透，使冰晶不斷長大，長大到一定程度，由于冰晶膨脹（水轉變成冰時體積增加9%）對細胞起機械破壞作用。解凍后細胞汁液外流，失去了原有品質。凍害不很嚴重的原料，細胞破壞程度不大，但如果解凍速率太快（如加熱或放在熱水中融化等），使融化的水來不及向細胞內滲透而流失，也會降低其品質。
②凍藏使原料中成分產生變化 原料凍結后，由于溶質的冷凍濃縮效應，未凍結相的pH值、離子強度、黏度、表面張力等特性發生變化，這些變化對原料造成危害。如pH值降低導致蛋白質變性及持水能力下降，使解凍后汁液流失；凍結導致體相水結冰、水分活度降低，油脂氧化速度相對提高。
在凍藏過程中冰結晶的大小、數量、形狀的改變也會導致原料劣變，而且可能是冷凍原料品質劣變最重要的原因。由于儲藏過程中溫度出現波動，溫度升高時，已凍結的冰融化，溫度再次降低后，原先未凍結的水或先前從小冰晶融化出來的水會擴散并附著在較大的冰晶表面，造成再結晶的冰晶體積增大，這樣對組織結構的破壞性很大。所以在低溫冷凍儲藏原料時，溫度的穩定控制就顯得相當重要。即使是在穩定的儲藏溫度下，也會出現冰結晶成長的現象，但這種變化的影響比較小。
另外，冷凍原料中仍含有一定量的未凍結水，它們可作為原料中各種劣變反應的反應介質。所以，即使是在冷凍條件下，原料仍發生著各種化學和生化變化。
近年來在低溫冷凍原料中，往往用玻璃化溫度作為評價其穩定性的指標。原料在低溫冷凍過程中，隨著溫度的下降，組織中不斷地有水分凍結成冰，未凍結的水和非水物質構成未凍結相。隨著水不斷結冰，未凍結相的溶質的濃度不斷提高，冰點不斷下移，直到原料中的非水成分也開始結晶（此時的溫度可稱為共晶溫度），形成所謂的共晶物后，冷凍濃縮也就終止。由于大多數原料的組成相當復雜，其共晶溫度低于其起始冰凍溫度，所以其未凍結相隨溫度降低可維持較長時間的黏稠液體過飽和狀態，而黏度又未見顯著增加，這即是所謂的膠化狀態。這時物理、化學及生物化學反應依然存在，并導致原料腐敗。繼續降低溫度，未凍結相的高濃度溶質的黏度開始顯著增加，并限制了溶質晶核的分子移動與水分的擴散，則原料體系將從未凍結的膠化狀態轉變成所謂的玻璃化狀態（即無定形固體存在的狀態，簡稱玻璃化狀態）。此時溫度即所謂的玻璃轉化溫度，簡稱玻璃化溫度（tg）。例如，常以冷凍方式儲藏的水產類原料的玻璃化溫度分別是魚板-21℃，蝦-33℃，鱈魚排-35℃，鮭魚排-37℃。
玻璃化狀態下的未凍結的水不是按前述水分子結構中的氫鍵方式結合的，其分子的移動性被束縛在具有極高黏度的玻璃化狀態下，這樣的水不具有反應活性，使整個原料體系以不具有反應活性的非結晶性固體形式存在。因此，在玻璃化溫度下，原料可維持高度的穩定狀態。低溫冷凍食品、原料的穩定性可以用該原料的玻璃化溫度（tg）與儲藏溫度（t）的差來決定。差值越大，原料的儲藏壽命就越短，穩定性越差。
（2）低溫烹飪 某些烹飪原料如在高溫條件下進行烹調，由于蛋白質變性、自由水劇烈汽化等原因而使原料的持水能力下降，因此針對這些原料，如富含蛋白質的原料，在基本保證衛生的前提下應該考慮采用低溫的烹調方法。因為蛋白質在高溫條件下，蛋白質變性，持水性能下降，肉質地由嫩變老。如果在低溫情況下進行烹調，既使食物原料成熟，又能很好地保持原料的持水性能，例如，“白斬雞”的制作中采用了“鹵浸”的烹調方法，其主要目的就是讓原料在90℃左右的低溫條件下逐漸成熟，同時又能保持雞肉良好的持水性，否則，如果溫度過高，雞肉蛋白則會隨溫度的上升而逐漸發生變性，雞肉的持水性能下降，導致菜肴的口感老韌而且很粗糙。
（3）焯水 焯水就是把原料放在水鍋中進行加熱的一種預熟加工方法，其中又可分為冷水鍋焯水和熱水鍋焯水兩種方法，冷水鍋焯水主要是針對蔬菜的根、莖和血漬重、異味強的牛肉、羊肉、狗肉、兔肉、蹄髓等原料，焯水時需要將原料與冷水一同下鍋進行加熱，待水燒開以后，打去浮沫，用冷水洗凈即可；熱水鍋焯水主要是針對鮮嫩的蔬菜和腥味較小的禽肉、魚肉、豬肉、貝肉等，焯水時要將水先燒開，然后再將原料投入鍋中一同加熱，待原料斷生后立即撈入冷水中浸涼。不管采用哪一種焯水方法，都是把原料放在水鍋中加熱斷生以后再撈出的一種水鍋預熟方法。其根本目的就是通過水鍋的預熟處理，一方面達到去除異味和雜質，縮短正式烹調時間的目的，另一方面達到保持食品水分的目的，通過水鍋的短時間作用首先使食品原料表面所含的蛋白質凝固，形成一層保護層，不讓或少讓原料內的水分和可溶性物質外溢，從而保持食品的鮮美風味。經過焯水的原料再經過烹調制成的菜肴不僅色澤鮮艷，而且口感脆嫩。
（4）上漿、掛糊 保護原料中的水分也可以采用上漿、掛糊等著衣加工的方式，即運用蛋、粉、水等原料在菜肴主原料的表面裹上一層具有黏性的保護層（漿或糊），這層保護層經過加熱處理以后，其中的淀粉糊化、蛋白質變性，在主原料的外層形成一層具有保護性的膜或殼，猶如為主原料穿上一層外衣，使得原料內部的水分難以外流，同時也阻礙高溫瞬時進入原料內部，從而使得原料內部的水分不容易造成流失，這樣烹飪出來的菜肴鮮嫩脆香。如果運用旺火熱油來炒制菜肴，由于這層保護層的作用，使得炒制而成的菜肴具有脆嫩、滑嫩的質感；如果運用旺火熱油來炸制或煎制菜肴，這層保護層在高溫油的作用下形成酥脆的外殼，而里面的主原料卻保持鮮嫩的狀態，這就是烹飪中經常說的“外脆里嫩”的狀態。
（5）勾芡 菜肴在烹調過程中，由于蛋白質的變性、高滲透壓和蒸發等多種因素的作用而導致烹飪原料在此過程中的失水，在菜肴中往往以湯汁的形式體現出來，這些湯汁中含有許多水分、營養物質和風味物質，如果將其盛裝在菜肴中勢必影響菜肴的感官，如果棄之不用，又勢必影響菜肴的風味和營養，針對這種情況，烹飪中常采用勾芡的措施來解決。所謂“勾芡”，就是在菜肴成熟或接近成熟時，將調好的粉芡汁投入菜肴中，使菜肴汁液濃稠，全部或部分黏附于菜肴之上的方法。通過勾芡，一方面可以使食物原料在烹調中外溢的水分充分黏附于菜肴之上，既有營養，又不失風味，而且還可以解決因為湯汁而影響菜肴感官性狀的問題；另一方面通過淀粉的糊化、增稠，可以為菜肴起到在短時間內保溫的作用；如果在勾芡的過程中再結合一點油脂的話，還可以增加菜肴的光澤度。勾芡這種方法，在菜肴烹制中的使用極為廣泛，例如在使用爆、炒、熘、扒等烹調方法來烹制菜肴時，一般都要用到勾芡的方法。
（6）原料吃水 烹飪原料的吃水或失水是常見的現象，就其原因來說大部分來自滲透壓，這種現象的一般規律為，自由水總是向著高滲透壓的一方流動。例如新鮮的果蔬及肉類原料在常溫下用水浸泡時，由于原料內部的滲透壓較清水大，所以原料通常表現為吸水現象。鹽腌制的蘿卜干一般食用前放在冷開水中浸泡以后會變得飽滿而脆嫩就是這個道理。
另外，在烹飪中最典型的吃水例子是“肉締”的制作。因為肉剁碎后，增加了其吸附水的表面積，通過攪拌可使蛋白質的親水基團充分暴露，更加促進水分的吸收。最后加入適量的鹽，可以增加蛋白質表面的電荷和滲透壓，使得吸水性進一步加強。一般來說，1斤（500g）肉剁成細蓉以后，按照上述操作可以吃到6兩（300g）水左右。“肉締”經過以上加工后，吸收了大量的水分，將其加工成一定的形狀，如圓子、丸子、肉餅等，然后放入水鍋或油鍋氽熟以后，口感特別細嫩鮮美。
（7）旺火速成 原料在烹調加工過程中，隨著溫度的升高和加熱時間的延長，原料中的水分會流失越來越多。這種流失首先是原料表面水分的流失，是表面水分蒸發的結果，其次是原料內部水分的流失，隨著加熱的進行，原料內部水分子逐漸向外部進行滲透和擴散，但是擴散過程需要一定的時間。旺火速成的烹調方法就是通過高溫烹制菜肴，使菜肴在短時間內成熟。雖然這種瞬時高溫提高了滲透和擴散的速度，加快了水分的蒸發，但是水分擴散的時間明顯縮短。實踐證明，旺火速成的菜肴較小火長時間加熱的菜肴來說，水分的流失要少得多。因此，針對含水量較多的烹飪原料，為保持其特有的水分盡可能少地流失。大多可采用旺火速成的烹調方法，如爆、炒、氽、涮等，使水分來不及擴散就成熟了，從而保證了菜肴鮮嫩可口的質感。新鮮的、含水量豐富的蔬菜、海鮮一般適合這類烹飪方法。
復習思考題
1. 解釋下列名詞：水分活度、吸濕等溫線、滯后現象、化合水、鄰近水、多層水、體相水、疏水水合、疏水相互作用、籠形水合物。
2. 水在烹飪中的作用和性質有哪些？為什么說水具有異常的物理性質？
3. 水分子產生締合的原因有哪些？
4. 為什么說食品中最不穩定的水對食品的穩定性影響最大？
5. 冰對食品穩定性有何影響？
6. 食品中水的存在形式有哪些？各有何特點？
7. 水與溶質作用有哪幾種類型？每類有何特點？
8.為什么冷凍食品不能反復解凍-冷凍？
9. 食品的水分活度aw與溫度的關系如何？為什么說不能用冰點以下食品水分活度預測冰點以上水分活度的性質？
10. 食品的含水量和水分活度有何區別？
11. 食品的水分活度aw與食品穩定性的關系如何？
12. 食品的水分存在形式與吸濕等溫線中的分區的關系如何？
13. 水分對烹飪制品品質有哪些影響？
14. 烹飪中水分如何控制才有利于原料的儲藏與加工？
