唇齿留“鲜”的科学

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唇齿留“鲜”的科学

2019 年 5 月 1 日 知识分子

鲜味十足的鱼汤。图源：吴双

撰文 | 魏宇心

编辑 | 张晗

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有一天，我如往常一样在刷微博摸鱼，看到一个美食博主，将西红柿、肉和香菇放在一起炖汤。

这是什么搭配啊？听上去怎么都像是黑暗料理啊！但是，下面的很多评论都在说，好吃好吃，太好吃了。

这不禁让我内心有了一丝动摇。试试吧！反正不好吃也亏不了多少，真好吃就赚了。

于是我买了西红柿、香菇和一点五花肉，再加上一撮盐，怀着放弃治疗的心，炖了一小锅汤。

20分钟后，我内心忐忑地舀了一小勺汤，轻轻吹凉，放入嘴中……

震惊！居然这么鲜！！！

鲜味的发现

很早以前，人们就已经认识到酸甜苦咸这4种味道的存在了。但直到20世纪，人们才开始渐渐意识到鲜味是一种单独的味道。

故事要从一个叫池田菊苗的化学家说起。

作为日本人，池田难免会接触到昆布柴鱼高汤。这种高汤常常是用昆布（Laminaria japonica，一种海带属的可食用藻类）和干鲣鱼刨成的花（木鱼花）煮制而成，大量用于包括关东煮在内的日式料理中。池田一直认为日式高汤中有种让人喜欢的淡淡味道，而且与咸味不同[1]。

昆布卷。Hirotaka Nakajima CC BY 2.0 图源：Flickr

提取这种物质的过程非常艰辛。池田花了很长时间把昆布汤里的水蒸馏掉，然后将溶质中占大部分的氯化钠和氯化钾等除去，最后得到了一种物质——谷氨酸。池田于1909年发表论文，认为谷氨酸就是鲜味的来源[1]。

但是这个结果很难得到认可，尤其是西方人的认同。原因很多：池田的论文是用日语发表的，而不是英语；即使浓度达到很高，这种物质尝起来味道依旧淡淡的；高浓度的谷氨酸难以避免地含有钠离子，而钠离子也是氯化钠——食盐的组成部分之一。[1]

1909年起，日本有公司开始生产谷氨酸钠，作为食品添加剂使用[2]。后来这种添加剂传入中国，就成为了味精。

后来，人们又陆续发现了多种能增加鲜味的5’-核苷酸（呈味核苷酸），比如肌苷酸（IMP）和鸟苷酸（GMP）。[1]这些物质本身只有很淡很淡的鲜味，甚至有人认为它们本身没有鲜味，但能增强人嘴里原有的微量谷氨酸的味道，使人尝到鲜味。当这些核苷酸存在，尤其是共同存在时，只需要很少的谷氨酸就能产生很强烈的鲜味[3]。

1980年代，对于鲜味的研究出现井喷式的增长。仅在1980-1990年间，就有500多篇涉及“鲜味”（umami）的学术论文及著作出版，大量食品生产商和他们赞助的科学家都在做鲜味有关的研究，包括怎样添加谷氨酸和核苷酸最能增加食品的风味，以及怎样处理食材来增加鲜味物质的含量。[4]

上世纪八九十年代，人们测试了很多种食材中游离鲜味氨基酸（谷氨酸、天冬氨酸等）和核苷酸的含量[4]，也测试了大量天然存在和人工合成的小肽是否具有鲜味[5]。

直到2000年后，研究才证实鲜味是能被特定的受体感受到的[6,7]。

每天，大量的鲜味氨基酸和呈味核苷酸都在被人们放进菜里，吃进嘴里。可以说，鲜味已经成了我们日常生活的一部分。经过了一天忙碌的工作和学习，回家端起一碗热气腾腾极为鲜香的肉汤或海鲜粥，那一刻，想必会是吃货的人生巅峰。

鲜味哪里有？

回到文章开头，为什么用西红柿、五花肉和香菇做出的汤能这么鲜？

原因很简单：西红柿含有大量的谷氨酸，菌菇类多含鸟苷酸[8]，猪肉的肌苷酸含量比较突出[3]，不同类型的鲜味物质搭配组合，就让鲜味十分明显。再加上猪肉的蛋白质和脂肪含量高，煸炒得略有金黄后放入汤内，美拉德反应（糖类和蛋白质在烹饪中反应，使食物变为金黄和褐色，能生成大量风味物质）和油脂就会让整锅汤香气四溢。

那么，什么样的食材能做出有鲜味的菜呢？

不少人都测算过食材中的游离氨基酸和核苷酸的含量。但是即使是同样的食材，产地不同、品种不同、运输方式不同、测算方式不同，甚至是生长的阶段不同，都可能导致测出来的数据差异可达数倍之多[4]。再加上不同食材烹饪方式不同，单纯比较鲜味物质的含量，很多时候没有意义。

对于这里列举的数类食材，仅做定性的描述，以供参考，具体可以自行回家尝试。

肉类

肉，对于美食家来说，真是一个美丽的字。

鸡肉、牛肉、鱼肉、蟹肉、扇贝肉，这些都是尝起来各具特色的肉，但大部分肉都有着含量不低的鲜味物质。很多文献表明，鸡肉、猪肉和牛肉含有较高水平的肌苷酸和一定的游离氨基酸与其他种类的核苷酸[3,4,9]，他们的组合赋予了鸡肉、牛肉和猪肉明显的鲜味。这些物质一旦溶解进汤里……想必大家已经闻到了汤汁的鲜美味道。

图源：https://www.pexels.com/

鱼肉，尤其是鱼干之类经过一段时间存放发酵的鱼肉，肌苷酸更是达到一个极高的水平[9]。日式高汤所用的鲣鱼干，就是取其中的肌苷酸增鲜，甚至连肌苷酸的发现都是来源于鲣鱼干[1]。

虾肉和蟹肉的鲜味成分较为复杂，但两者都是很鲜的食材。有研究表明，随着饲养水域盐度升高，虾肉中的游离氨基酸会增加，其中就包括会带来鲜味的谷氨酸[10]。至于蟹肉，大部分蟹肉都含有一定量的谷氨酸[9]，不同的蟹核苷酸含量是不同的，但总得来说种类比较丰富，而不同核苷酸搭配是最容易让鲜味爆发的[4]。

白灼虾。图源：吴双

扇贝、牡蛎等贝类比较特别，含有大量的琥珀酸，这是一种有机酸，能带给他们一种特殊的鲜味[12]。还有研究发现，贝类含有大量的谷氨酸，生蚝的谷氨酸含量测算出来甚至超过鸡肉[13]。

贝类。图源：吴双

除此之外，存放过一段时间或者干制的肉类，比如凤尾鱼干和火腿，在储存时间中，部分蛋白质水解，细胞失水，溶质浓缩，会产生浓度较高的鲜味物质[5,9]。

中国人熬肉汤时喜欢久煮，当长时间烹煮肉类时，肉类中的大量蛋白质就会发生一定程度的水解，产生呈鲜味的小肽和氨基酸[5,15]，也有研究发现随着炖煮时间增加，鸡汤中的肌苷酸也会增加[16]。除此之外，从骨头（鸡骨、牛骨等）溶出的脂肪和游离氨基酸也会为汤的美味增色不少[17]。

总的来说，肉类普遍含有大量鲜味游离氨基酸，而炖煮肉汤时还会有一部分蛋白质水解成鲜味的小肽和氨基酸，因此肉汤普遍比较鲜。同时，肉类中的核苷酸含量参差不齐，所以与香菇之类含大量鲜味核苷酸的蔬菜或其他肉类一起炖煮时，鲜味能得到加强。

发酵后的产品（豆豉、酱油等）

既然加热能让蛋白质水解，产生鲜味物质，那微生物对食材的分解是否也能产生鲜味呢？答案是肯定的。

多个研究都发现，由富含蛋白质的豆类发酵生产的酱油、纳豆、黄豆酱和豆豉，由鱼虾酿造的鱼露，由牡蛎制成的耗油，都有着极高的谷氨酸含量[3,4,9,14,18]。这些调味料被广泛用于亚洲人的餐桌，是鲜味的一大来源。

与此相对的是欧美所盛产的奶酪（芝士），也是在发酵过程中产生了大量极鲜的游离氨基酸和不同的风味物质[9]。很多西餐都会使用奶酪为菜肴增鲜增香。

撒了奶酪的意大利面。图源：https://pixabay.com/zh/

值得注意的是，很多分解过程中产生的小肽并不是单纯的鲜味，有的有清甜味，有的还有微苦味[5]。这些复杂的味道还赋予食材更丰富的味觉层次。

不过，并非所有经过发酵的食物都会讨所有人喜欢。中国的臭豆腐，日本的纳豆，以及北欧的鲱鱼罐头，往往在餐桌上扮演着“甲之蜜糖，乙之砒霜”的角色。

菌菇类

说起菌菇，你是否就想起了那碗鲜到掉牙的小鸡炖蘑菇？

鸡肉蘑菇汤。Tom Kha Gai CC BY 2.0 Flickr

对于蘑菇鲜味的研究非常多。很多人都测过多种食用菌内的游离氨基酸，但不同的研究测定值差异很大，甚至同种蘑菇，不同生长时期的鲜味物质都不一样[8]。香菇、双孢菇的谷氨酸含量相对比较多[4,8]。

但菌菇类真正突出的是其高浓度的核苷酸含量，尤其是鸟苷酸。常见的香菇、平菇、双孢菇、金针菇、海鲜菇、猴头菇，都测出了很高的鲜味核苷酸含量[4,19]，他们的存在能大大加强谷氨酸的鲜味。

双孢菇。Emma Jones 图源：https://www.pexels.com/

当这些富含鲜味核苷酸的菌菇与满是游离氨基酸的酱油或耗油同炒时，不同的鲜味物质在锅中混合，再加上美拉德反应的增色，想必会将一盘普通的小菜变成鲜味的盛宴。

海带（昆布）和紫菜

世界上第一克谷氨酸钠，就是由池田从昆布汁中提取出来的。正是昆布让人类第一次尝到了无杂味的鲜。

海带中的谷氨酸含量非常惊人，最高的测算值达到了3400mg/100g，也就是说每100克就有3.4克的谷氨酸盐，和猪肉、牛肉等都不在同一个数量级上。紫菜的谷氨酸盐含量虽不及海带，但同样也达到了1380mg/100g。[9]

不过这里测量的都是干紫菜和干海带，需要吸水后煮汤，或者煮汤后切丝凉拌，这样的吃法会让绝大部分谷氨酸溶于汤中，直接吃煮好的紫菜或是海带可能并没有太强烈的鲜味。

但这个特质使得海带和紫菜特别适合用来煲汤。紫菜蛋花汤、排骨炖海带、鸡肉炖海带，还有门口便利店的关东煮，那美味的汤汁正是得益于烹煮过程中溶解的大量谷氨酸。

除此之外，干海带和紫菜易于储存的特质也成为不少上班族的心头好。晚上回家后，一把干紫菜，一个鸡蛋，一点盐，放入沸水，就成了一锅简单鲜美又低热量的紫菜汤。

西红柿、土豆、白菜等植物食材

植物家族中，味道非常鲜美的食材就比较少了，但西红柿绝对是其中的佼佼者，它的游离谷氨酸含量几乎是所有植物食材中最高的。[4,9]

还有一点需要考虑的是西红柿的烹饪方式。西红柿炒鸡蛋，西红柿打卤面和茄汁意面的酱汁都会用到西红柿，在这类菜肴的制作过程中，很少有额外的水添加，而高温则将西红柿中本有的汁液不断浓缩。最后当一盘热气腾腾的番茄炒鸡蛋端上餐桌时，谷氨酸在汤汁中的浓度已经远高于本来存在于新鲜西红柿中的浓度。

番茄炒蛋。图源：曾太

土豆的谷氨酸也是相对较高的[4,9]。但土豆含水量不如番茄，对于中国人来说，让土豆大量失水的做法（炸薯条、烤土豆）本身不是主流，这让土豆的鲜味很少有发挥的余地。

但土豆烧排骨是个例外。在长时间的炖煮中，排骨中的核苷酸大量溶解于汤汁，而汤汁往往还会有酱油、郫县豆瓣这种鲜味物质丰富的调味料。随着土豆在长时间的加热中变得软烂，大量淀粉和土豆碎块也和着其中的谷氨酸进入了汤汁，在煮沸失水的过程中，土豆中的淀粉让汤汁逐渐浓稠。做好后，用筷子夹起一块排骨或者土豆，上面会裹上一层厚厚的酱汁，极鲜，也给了这道菜丰富的味觉层次。

土豆胡萝卜烧排骨。图源：曾太

除此之外，白菜、胡萝卜等蔬菜也有较高的谷氨酸含量，但相比西红柿和土豆还是逊色一些[9]。

尽管鲜味不是食物应该追求的唯一标准，食材的香味、口感也是烹饪中需要考虑的，但我们可以用一些小手段增加食物的鲜味，让菜肴更美味。

既然科学可以让食物更加美味，何乐而不为呢？

欢迎各位在评论区分享“唇齿留鲜”的食谱。灶上的汤煲好了，我先去享用了。祝您有个鲜味十足的假期。

注：

本文所讲的“昆布”，除用于昆布柴鱼高汤的Laminaria japonica为特指外，均泛指海带属的一部分可食用藻类。

致谢：感谢陈晓雪的微信好友在此文写作中提供食物照片。

参考资料：

[1]Lindemann, Bernd, Yoko Ogiwara, and Yuzo Ninomiya. "The discovery of umami." Chemical senses 27, no. 9 (2002): 843-844.

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[3]Yamaguchi, Shizuko, and Kumiko Ninomiya. "Umami and food palatability." The Journal of nutrition 130, no. 4 (2000): 921S-926S.

[4]Maga, Joseph A., and Shizuko Yamaguchi. "Flavor potentiators." Critical Reviews in Food Science & Nutrition 18, no. 3 (1983): 231-312.

[5]Zhang, Yin, Chandrasekar Venkitasamy, Zhongli Pan, Wenlong Liu, and Liming Zhao. "Novel umami ingredients: Umami peptides and their taste." Journal of food science 82, no. 1 (2017): 16-23.

[6]Li, Xiaodong, Lena Staszewski, Hong Xu, Kyle Durick, Mark Zoller, and Elliot Adler. "Human receptors for sweet and umami taste." Proceedings of the National Academy of Sciences 99, no. 7 (2002): 4692-4696.

[7]Chaudhari, Nirupa, Ana Marie Landin, and Stephen D. Roper. "A metabotropic glutamate receptor variant functions as a taste receptor." Nature neuroscience 3, no. 2 (2000): 113.

[8]Zhang, Y., Venkitasamy, C., Pan, Z., & Wang, W. (2013). Recent developments on umami ingredients of edible mushrooms – A review. Trends in Food Science & Technology, 33(2), 78–92.

[9]Kurihara, K. (2015). Umami the Fifth Basic Taste: History of Studies on Receptor Mechanisms and Role as a Food Flavor. BioMed Research International, 2015, 1–10.

[10]姚翠鸾, 王维娜, & 王安利. (2000). 虾体内氨基酸含量变化及其影响因素的研究进展 (Doctoral dissertation).

[11]卜俊芝. (2012). 三种海蟹营养和风味成分的研究[D] (Doctoral dissertation, 浙江工商大学).

[12]Thakker, Chandresh, Irene Martínez, Ka‐Yiu San, and George N. Bennett. "Succinate production in Escherichia coli." Biotechnology journal 7, no. 2 (2012): 213-224.

[13]Komata, Y. "Umami taste of seafoods." Food Reviews International 6, no. 4 (1990): 457-487.

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[15]顾伟钢, 张进杰, 姚燕佳, 等. 3种猪肉汤体系中蛋白质降解产物的比较研究[J]. 中国食品学报, 2012, 12(2): 178-185.

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[17]Chotechuang, Nattida, Matichon Lokkhumlue, and Pawinee Deetae. "Effect of Temperature and Time on Free amino acid profile in Thai chicken bone soup stock preparation." Thai Journal of Pharmaceutical Sciences (TJPS) 42, no. 3 (2018).

[18]Je, Jae-Young, Pyo-Jam Park, Won-Kyo Jung, and Se-Kwon Kim. "Amino acid changes in fermented oyster (Crassostrea gigas) sauce with different fermentation periods." Food Chemistry 91, no. 1 (2005): 15-18.

[19]Phat, Chanvorleak, BoKyung Moon, and Chan Lee. "Evaluation of umami taste in mushroom extracts by chemical analysis, sensory evaluation, and an electronic tongue system." Food chemistry 192 (2016): 1068-1077.

制版编辑 | 斯嘉丽

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