二、水分的变化及控制
1.水分的变化
各种烹饪原料都含有或多或少的水分，含水量的多少，决定了原料质地的柔软鲜嫩或干硬。保持原料的水分，或有意识地让原料吃水，或让原料失去一部分水，是科学烹饪的重要内容。由于食物的质感与含水量具有密切的关系，所以在烹饪中必须善于控制食物的含水量，使制作成菜肴的成品符合人们对质感的要求。
要达到控制食物含水量的目的，首先要对烹饪原料的失水原因有一个正确的认识。通常情况下，原料在烹饪过程中往往会由于如下几个原因，使其中的水分发生部分流失。
（1）蛋白质脱水 原料在加热过程中，由于蛋白质受热变性，破坏了原来的空间结构，导致其持水能力下降，引起水分流失而脱水。如肉类煮熟后，体积缩小，重量减轻，这就是因为蛋白质脱水而造成的水分流失。
（2）渗透出水 原料在烹调过程中要添加多种调味料，这些调味料溶解于汤汁中或进入原料内部。如炒菜时加盐，煮鱼时加料酒、酱油和醋等，这些调味品就在原料及其周围形成了一个高渗透压的环境，其渗透压如果大于原料内部水溶液的渗透压，原料里的水分就会向外渗透而溢出，导致原料中水分流失。例如盐腌萝卜干时，在萝卜周围会出现大量的水分；再比如菜炒好、肉炖熟后，会在菜肴周围产生一定的汤汁，这些都是因为渗透压的作用使原料脱水，原料脱水的同时也带来体积的缩小。
（3）水分挥发 原料中的自由水在烹制加热过程中，吸收了大量的热量，当吸收的热量达到水分汽化时所需要的热量时，或者说当自由水达到汽化温度时，原料中的自由水就会由液态逐渐地变为气态，液态水就变成水蒸气而挥发出去，导致原料中含水量下降。如果热处理的时间短，汽化现象仅仅发生在原料的表面，而食物原料内部的水没有汽化，仍然保留在原料内部，这也是目前烹饪中所要追寻的理想目标之一。
（4）脱水收缩 在一定的条件下，水分子能够分散在高分子的网络结构中，例如在调制面团时，水分子被蛋白质吸收在网络结构中，形成面筋网络结构，并使蛋白质吸水以后发生体积膨胀的现象。但在一些因素条件下，也会使这种高分子网络结构紧缩，总体积缩小，并把滞留与网状空间中的水分挤压出来。如蛋白质凝胶（即水分子分散在蛋白质中一种胶体状态），这种凝胶在放置过程中，会逐渐渗出微小的液滴，即水分子，同时伴随凝胶体积缩小现象的发生，这种现象在化学中称为“脱水收缩”。经过脱水收缩以后，水分子脱离蛋白质网络而流失，导致烹饪原料中的含水量降低。如水豆腐中水会自动渗出就是其中的一个例子。
在烹调中，有些菜肴需要原料保持原有的水分才能鲜美可口；而有些菜肴则需要将原料中的水分除去一部分以后，才能形成具有独特风味的佳肴。由此可见，控制好食物中水分的变化，对菜肴质量和风味有着重要的作用。
2.水分的控制
（1）原料的冷藏和冻藏 在烹饪加工中常采取降低温度的办法来保存原料，即常用的冷藏与冻藏。
动物性原料一般采用冷藏或冻藏的方法加以保藏。通常新鲜禽畜肉的冰点为-2.5～-0.5℃，结冰时肉汁中的水形成冰晶，使肉质的浓度升高，冰点下降，当温度降低到-10～-0.5℃时，组织中的水80%～90%已经结成冰。
所谓冻结，就是细胞间隙形成冰而使细胞脱水，自由水从细胞中分离出来，但不破坏细胞胶体体系。然而，如果温度继续降低，一部分结合水也会分离出来，进入细胞间隙冻结成冰，细胞胶体系统会被破坏，形成不可逆过程。
一般冻藏有慢速冻结（慢冻）和快速冻结（速冻）两种方法。原料中心温度在20min内通过冰结晶最大生成带，从-1℃降到-5℃这样称为快速冷冻；如超过20min才通过冰结晶生成带的则称为慢速冻结。慢冻的肉，由于冻结的速率缓慢，形成的冰晶数量少而且比较大，冰晶膨胀作用大，破坏了肌肉纤维的组织结构。解冻时，融化后的水不能全部渗入肌肉内部，甚至由于组织结构的破坏，一部分肉汁从组织内部流出，使肉的营养和风味受到影响，肉的质量也随之下降。速冻肉是将肉置于-33～-23℃的低温环境中，肉汁中的水迅速冻结。由于冻结速率快，形成的冰晶数量多、颗粒小，在肉组织中分布比较均匀，又由于小冰晶的膨胀力小，对肌肉组织的破坏很小，解冻融化后的水可以渗透到肌肉组织内部，所以基本上能保持原有的风味和营养价值。速冻的肉，解冻时一定要采取缓慢解冻的方法，使冻结肉中的冰晶逐渐融化成水，并基本上全部渗透到肌肉组织中去，尽量不使肉汁流失，以保持肉的营养和风味。如果高温快速融化，会使肉汁来不及向肌肉内部组织渗透而流失，使肉的品质下降。
冻藏可以增加原料的稳定性，延长原料的货架期，但也会给原料带来一定的负面影响。
①冻藏对原料产生冻害 结构比较疏松、细胞间隙比较大、外皮薄、含体相水量大的水果、蔬菜类，很容易遭受冻害。当周围的环境温度降到这些原料的冰点以下时，蔬菜、水果中细胞间的部分自由水开始在细胞间隙形成冰晶，细胞内的游离水开始向细胞外渗透，使冰晶不断长大，长大到一定程度，由于冰晶膨胀（水转变成冰时体积增加9%）对细胞起机械破坏作用。解冻后细胞汁液外流，失去了原有品质。冻害不很严重的原料，细胞破坏程度不大，但如果解冻速率太快（如加热或放在热水中融化等），使融化的水来不及向细胞内渗透而流失，也会降低其品质。
②冻藏使原料中成分产生变化 原料冻结后，由于溶质的冷冻浓缩效应，未冻结相的pH值、离子强度、黏度、表面张力等特性发生变化，这些变化对原料造成危害。如pH值降低导致蛋白质变性及持水能力下降，使解冻后汁液流失；冻结导致体相水结冰、水分活度降低，油脂氧化速度相对提高。
在冻藏过程中冰结晶的大小、数量、形状的改变也会导致原料劣变，而且可能是冷冻原料品质劣变最重要的原因。由于储藏过程中温度出现波动，温度升高时，已冻结的冰融化，温度再次降低后，原先未冻结的水或先前从小冰晶融化出来的水会扩散并附着在较大的冰晶表面，造成再结晶的冰晶体积增大，这样对组织结构的破坏性很大。所以在低温冷冻储藏原料时，温度的稳定控制就显得相当重要。即使是在稳定的储藏温度下，也会出现冰结晶成长的现象，但这种变化的影响比较小。
另外，冷冻原料中仍含有一定量的未冻结水，它们可作为原料中各种劣变反应的反应介质。所以，即使是在冷冻条件下，原料仍发生着各种化学和生化变化。
近年来在低温冷冻原料中，往往用玻璃化温度作为评价其稳定性的指标。原料在低温冷冻过程中，随着温度的下降，组织中不断地有水分冻结成冰，未冻结的水和非水物质构成未冻结相。随着水不断结冰，未冻结相的溶质的浓度不断提高，冰点不断下移，直到原料中的非水成分也开始结晶（此时的温度可称为共晶温度），形成所谓的共晶物后，冷冻浓缩也就终止。由于大多数原料的组成相当复杂，其共晶温度低于其起始冰冻温度，所以其未冻结相随温度降低可维持较长时间的黏稠液体过饱和状态，而黏度又未见显著增加，这即是所谓的胶化状态。这时物理、化学及生物化学反应依然存在，并导致原料腐败。继续降低温度，未冻结相的高浓度溶质的黏度开始显著增加，并限制了溶质晶核的分子移动与水分的扩散，则原料体系将从未冻结的胶化状态转变成所谓的玻璃化状态（即无定形固体存在的状态，简称玻璃化状态）。此时温度即所谓的玻璃转化温度，简称玻璃化温度（tg）。例如，常以冷冻方式储藏的水产类原料的玻璃化温度分别是鱼板-21℃，虾-33℃，鳕鱼排-35℃，鲑鱼排-37℃。
玻璃化状态下的未冻结的水不是按前述水分子结构中的氢键方式结合的，其分子的移动性被束缚在具有极高黏度的玻璃化状态下，这样的水不具有反应活性，使整个原料体系以不具有反应活性的非结晶性固体形式存在。因此，在玻璃化温度下，原料可维持高度的稳定状态。低温冷冻食品、原料的稳定性可以用该原料的玻璃化温度（tg）与储藏温度（t）的差来决定。差值越大，原料的储藏寿命就越短，稳定性越差。
（2）低温烹饪 某些烹饪原料如在高温条件下进行烹调，由于蛋白质变性、自由水剧烈汽化等原因而使原料的持水能力下降，因此针对这些原料，如富含蛋白质的原料，在基本保证卫生的前提下应该考虑采用低温的烹调方法。因为蛋白质在高温条件下，蛋白质变性，持水性能下降，肉质地由嫩变老。如果在低温情况下进行烹调，既使食物原料成熟，又能很好地保持原料的持水性能，例如，“白斩鸡”的制作中采用了“卤浸”的烹调方法，其主要目的就是让原料在90℃左右的低温条件下逐渐成熟，同时又能保持鸡肉良好的持水性，否则，如果温度过高，鸡肉蛋白则会随温度的上升而逐渐发生变性，鸡肉的持水性能下降，导致菜肴的口感老韧而且很粗糙。
（3）焯水 焯水就是把原料放在水锅中进行加热的一种预熟加工方法，其中又可分为冷水锅焯水和热水锅焯水两种方法，冷水锅焯水主要是针对蔬菜的根、茎和血渍重、异味强的牛肉、羊肉、狗肉、兔肉、蹄髓等原料，焯水时需要将原料与冷水一同下锅进行加热，待水烧开以后，打去浮沫，用冷水洗净即可；热水锅焯水主要是针对鲜嫩的蔬菜和腥味较小的禽肉、鱼肉、猪肉、贝肉等，焯水时要将水先烧开，然后再将原料投入锅中一同加热，待原料断生后立即捞入冷水中浸凉。不管采用哪一种焯水方法，都是把原料放在水锅中加热断生以后再捞出的一种水锅预熟方法。其根本目的就是通过水锅的预熟处理，一方面达到去除异味和杂质，缩短正式烹调时间的目的，另一方面达到保持食品水分的目的，通过水锅的短时间作用首先使食品原料表面所含的蛋白质凝固，形成一层保护层，不让或少让原料内的水分和可溶性物质外溢，从而保持食品的鲜美风味。经过焯水的原料再经过烹调制成的菜肴不仅色泽鲜艳，而且口感脆嫩。
（4）上浆、挂糊 保护原料中的水分也可以采用上浆、挂糊等着衣加工的方式，即运用蛋、粉、水等原料在菜肴主原料的表面裹上一层具有黏性的保护层（浆或糊），这层保护层经过加热处理以后，其中的淀粉糊化、蛋白质变性，在主原料的外层形成一层具有保护性的膜或壳，犹如为主原料穿上一层外衣，使得原料内部的水分难以外流，同时也阻碍高温瞬时进入原料内部，从而使得原料内部的水分不容易造成流失，这样烹饪出来的菜肴鲜嫩脆香。如果运用旺火热油来炒制菜肴，由于这层保护层的作用，使得炒制而成的菜肴具有脆嫩、滑嫩的质感；如果运用旺火热油来炸制或煎制菜肴，这层保护层在高温油的作用下形成酥脆的外壳，而里面的主原料却保持鲜嫩的状态，这就是烹饪中经常说的“外脆里嫩”的状态。
（5）勾芡 菜肴在烹调过程中，由于蛋白质的变性、高渗透压和蒸发等多种因素的作用而导致烹饪原料在此过程中的失水，在菜肴中往往以汤汁的形式体现出来，这些汤汁中含有许多水分、营养物质和风味物质，如果将其盛装在菜肴中势必影响菜肴的感官，如果弃之不用，又势必影响菜肴的风味和营养，针对这种情况，烹饪中常采用勾芡的措施来解决。所谓“勾芡”，就是在菜肴成熟或接近成熟时，将调好的粉芡汁投入菜肴中，使菜肴汁液浓稠，全部或部分黏附于菜肴之上的方法。通过勾芡，一方面可以使食物原料在烹调中外溢的水分充分黏附于菜肴之上，既有营养，又不失风味，而且还可以解决因为汤汁而影响菜肴感官性状的问题；另一方面通过淀粉的糊化、增稠，可以为菜肴起到在短时间内保温的作用；如果在勾芡的过程中再结合一点油脂的话，还可以增加菜肴的光泽度。勾芡这种方法，在菜肴烹制中的使用极为广泛，例如在使用爆、炒、熘、扒等烹调方法来烹制菜肴时，一般都要用到勾芡的方法。
（6）原料吃水 烹饪原料的吃水或失水是常见的现象，就其原因来说大部分来自渗透压，这种现象的一般规律为，自由水总是向着高渗透压的一方流动。例如新鲜的果蔬及肉类原料在常温下用水浸泡时，由于原料内部的渗透压较清水大，所以原料通常表现为吸水现象。盐腌制的萝卜干一般食用前放在冷开水中浸泡以后会变得饱满而脆嫩就是这个道理。
另外，在烹饪中最典型的吃水例子是“肉缔”的制作。因为肉剁碎后，增加了其吸附水的表面积，通过搅拌可使蛋白质的亲水基团充分暴露，更加促进水分的吸收。最后加入适量的盐，可以增加蛋白质表面的电荷和渗透压，使得吸水性进一步加强。一般来说，1斤（500g）肉剁成细蓉以后，按照上述操作可以吃到6两（300g）水左右。“肉缔”经过以上加工后，吸收了大量的水分，将其加工成一定的形状，如圆子、丸子、肉饼等，然后放入水锅或油锅氽熟以后，口感特别细嫩鲜美。
（7）旺火速成 原料在烹调加工过程中，随着温度的升高和加热时间的延长，原料中的水分会流失越来越多。这种流失首先是原料表面水分的流失，是表面水分蒸发的结果，其次是原料内部水分的流失，随着加热的进行，原料内部水分子逐渐向外部进行渗透和扩散，但是扩散过程需要一定的时间。旺火速成的烹调方法就是通过高温烹制菜肴，使菜肴在短时间内成熟。虽然这种瞬时高温提高了渗透和扩散的速度，加快了水分的蒸发，但是水分扩散的时间明显缩短。实践证明，旺火速成的菜肴较小火长时间加热的菜肴来说，水分的流失要少得多。因此，针对含水量较多的烹饪原料，为保持其特有的水分尽可能少地流失。大多可采用旺火速成的烹调方法，如爆、炒、氽、涮等，使水分来不及扩散就成熟了，从而保证了菜肴鲜嫩可口的质感。新鲜的、含水量丰富的蔬菜、海鲜一般适合这类烹饪方法。
复习思考题
1. 解释下列名词：水分活度、吸湿等温线、滞后现象、化合水、邻近水、多层水、体相水、疏水水合、疏水相互作用、笼形水合物。
2. 水在烹饪中的作用和性质有哪些？为什么说水具有异常的物理性质？
3. 水分子产生缔合的原因有哪些？
4. 为什么说食品中最不稳定的水对食品的稳定性影响最大？
5. 冰对食品稳定性有何影响？
6. 食品中水的存在形式有哪些？各有何特点？
7. 水与溶质作用有哪几种类型？每类有何特点？
8.为什么冷冻食品不能反复解冻-冷冻？
9. 食品的水分活度aw与温度的关系如何？为什么说不能用冰点以下食品水分活度预测冰点以上水分活度的性质？
10. 食品的含水量和水分活度有何区别？
11. 食品的水分活度aw与食品稳定性的关系如何？
12. 食品的水分存在形式与吸湿等温线中的分区的关系如何？
13. 水分对烹饪制品品质有哪些影响？
14. 烹饪中水分如何控制才有利于原料的储藏与加工？
