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2022-12-26為什麼油炸食物時會滋滋作響？油鍋內聲音的祕密
637 期
Author 作者
施奇廷／清華大學物理系博士，任教於東海大學應用物理學系，從事計算神經科學研究；並致力於將影視、動漫畫等娛樂作品與物理教育結合，希望吸引更多人進入物理學的世界。
食物油炸水蒸氣水分味覺氣泡
Take Home Message
►比起美食的色香味，該如何研究食物的「聲音」，是一件更加不容易的事情。
►水滴進入熱油後可能會形成三種模式的泡泡：爆炸腔、伸長腔、振盪腔。不同模式的泡泡會產生相異的型態變和特定的聲音頻率。
►若能解析出更多泡泡與聲音的關聯，或許就能營造出更安全的烹飪環境，甚至是煮出更美味的料理。
臺灣是美食的國度，講到「美食的條件」，應該就是大家最熟悉的「色、香、味俱全」了。美食的味道要好當然不在話下；腦科學研究也已經證實，鼻子的嗅覺神經所接受到的食物味道訊號，會讓我們的味覺更加敏銳；食物精心配色與擺盤，也能讓用餐的體驗更加愉悅。
相對於味覺、嗅覺、視覺，「聽覺」在飲食文化中就比較少被提及。大概就止於在夜市裡漫步的時候，聽到鹽酥雞攤油鍋裡，雞肉在熱油中滋滋作響；或是蚵仔煎店家將蚵仔與青菜灑到高溫的鐵板上時，水分刷的一聲變成水蒸氣的聲音，也能挑起我們的食慾。
對食客來說，比起色香味，聲音的吸引力較屬於輔助性質；不過對於廚師來說，聲音所傳達的訊息就有用得多。在美食動漫畫作品《中華一番！》中的「浪子」顏先，就可以從聲音來判斷廚具火候、食材熟度、調味程度、起鍋時間等。雖然這是動漫畫誇張的表現手法，但還是有它的根據，有經驗的廚師確實可以從聲音來掌握廚房的動態。
我們是否能夠利用科學的方法，進一步解析廚房裡的聲音呢？沙烏地阿拉伯的阿布都拉國王科技大學（King Abdullah University of Science and Technology, KAUST）物理科學與工程學院的特魯斯克特（Tadd Truscott），將「油鍋裡的氣泡與聲音」研究了一番，並且於去（2022）年7 月發表在《流體物理》（Physics of Fluids）期刊中。
水滴在油鍋裡會發生什麼事？
這個研究並不容易，因為廚房裡的食材成分、形狀、物理特性千變萬化，影響實驗結果的因素太多又太複雜。所以必須用物理學家最擅長的方式：先找出最簡單、但又能留下最重要特性的系統。
首先，所有的食材都可以視為「某些固體＋大量的水＋少量其他液體」，由於油鍋的溫度大約在150 ～ 200℃ 之間，而水的沸點是100℃，所以水分進入油鍋裡面會汽化成水蒸氣；固體部分雖然也會受到高溫的影響而產生變化，但是相較與水的「體積變大千倍」而言都是小巫見大巫。至於「其他液體」，因為量遠少於水影響不大，就先忽略不看。因此水就是食材入油鍋時，對「聲音」與「動態」影響最大的主角。這個研究將「食材」這個部分簡化為「水」，能兼顧「實驗條件易於控制」及「仍保有最重要的特性」。
（Pexels）
為了好好控制水分入油鍋的條件，研究團隊做了各種嘗試。一開始先模仿有經驗的廚師用來粗略估計油溫的方法：用竹筷子沾水後擦乾，然後插入熱油中。由於竹筷子的纖維吸附了水分，進入熱油後水被加熱變成水蒸氣，就會開始冒出氣泡，同時也聽得到這些氣泡在熱油裡發出的聲音。
正式展開實驗時，為了好好控制水分進入油鍋的條件，研究團隊設計了圖一的實驗裝置：用一根水平橫桿，將一條細線兩端綁在橫桿上，這條線會形成「懸鏈線」的形狀，然後將在線的底端附著上一滴水，體積大約為四微升（4 μL，也就是0.004 毫升）或更小。控制橫桿緩慢下降，讓水滴進入下方的熱油中，然後以麥克風收音並且以每秒幀數可達兩萬張的高速攝影機來拍攝，最後將影音訊號送入電腦記錄和分析。……【更多內容請閱讀科學月刊第637期】
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