科學家的炒飯 我是說可以吃飽的那種... 你想的那種我們下次說厚 乖

自從Uncle Roger翹腳批評了老外各種奇葩炒飯做法的影片紅遍半邊天以後，全世界的焦點又回到華人們百吃不厭的炒飯。本板駐英鑽石級粉絲立刻發現，看似平凡的炒飯，當中其實充滿了科學，手刀投書問道：傳說中的鑊氣（wok hay 粵語音譯的英文）到底是怎麼來的？牆編在這邊也將找到的炒飯相關資料一並整理。

翻炒這種技巧在漢朝就有了，不過是用來乾燥物品而不是烹飪。炒飯最早出現在隋朝的記載（黃金炒飯），掐指一算，這項技藝至少也已經存在1500年了。

大家都看過夜市老闆精湛的甩鍋，大火快炒，炒到帥處還火光四竄，在溫度可高達攝氏1200度的烈燄粹煉之下，閃亮亮的米飯非但一顆也沒燒焦，還帶著撲鼻的香氣和迴盪的鑊氣，裝盤上桌，米飯入口，顆粒分明，彈牙清香，這全要歸功於廚師高超的甩鍋技巧。

其實鑊氣就是我們podcast中曾經討論過的梅納反應（https://reurl.cc/R4aREx），加上炒鍋表面油脂在接近攝氏1000度的溫度下產生的煙燻焦香。這麼高的溫度，只有在餐廳的快速爐上才能達到，而且甩鍋翻炒的速度一定要快，米飯中含有的醣與蛋白質，才能完美產生剛剛好的梅納反應還不至於燒焦，同時還能使食材快速拌炒均勻。天天這樣甩鍋數小時，有六成以上的中餐館廚師都有肩膀使用過度的疼痛狀況（work-related musculoskeletal disorders, WMSDs），甚至每9個廚師裡就有1個因為肩膀疼痛而退出廚房....。

因此，科學家們精心推算甩鍋的各個角度，力道和鍋裡米飯飛行的軌道，和份量，希望有朝一日可以做個炒飯機器人，拯救廚師（額... 雖然有點牽強，但也勉強算是個實用的研究....）。

其實從1950年起，就已經有人提出自動炒飯機的點子（怎麼覺得聽起來還是怪怪的....）。但到目前為止，還沒有任何機器炒出來的飯能比得過人類（人類是否該慶幸.... 泥們機器人就只會下圍棋而已，有什麼了不起....）。一開始機器只能攪拌，轉動，搖晃; 到1990年，進步到可以翻煎餅; 到現在，機器翻鍋的速度，還遠遠的比人類慢6倍以上。

透過數學模型來描述米飯在甩鍋時的運動學（Kinematic），美國的台灣籍科學家（曾經多次榮獲搞笑諾貝爾奬的胡立德教授）得出要將食材混均的最佳方法就是甩鍋，鍋鏟基本上沒什麼用，頂多就是把團塊壓散或是把食材移到鍋邊等起飛。甩鍋包括了兩種動作，一個是把米飯滑到鍋邊（side to side motion），另一個是把米飯甩上空中（see-saw motion）。要做到爐火純清炒飯，唯一的方法只有，快！甩鍋甩得快，炒飯炒得帥～

要做到快速翻炒這件事，除了廚師的手速要快之外，還要有一把好鍋。華梵大學也有做過關於炒鍋大小和把手角度的研究，發現直徑36公分，把手下彎15-20度的炒鍋是最容易操作的。

另外，新買的鍋子要”開鍋”（Seasoned wok 不是加了調味料的鍋....），飯粒才能不沾鍋子，華麗的滑到鍋邊，順利的起飛。一般工業製造的炒鍋，大多是含碳量在0.02%-2%之間的碳鋼鍋（carbon steel wok，含碳低於0.02%稱為熟鐵，高於2%稱為鑄鐵，碳鋼鍋含碳量大多於1%左右），高溫軟化鋼板塑型之後等冷卻，塗上一層防鏽油，免得鍋子還沒賣出去就在倉庫裡鏽了，然後送到市面上販售。由於製做過程中從高溫冷卻的步驟緩慢，炒鍋表面的紋路，呈現較粗糙的波來鐵（pearlite）狀態，開鍋的過程經過高溫加熱後，以含有礦物質的介質急速冷卻的淬火作用（quenching），提高合金的硬度和強度，並且造成較平滑的麻田散鐵（martensite）表面。

食材之所以會沾鍋，是由於兩者表面接觸並產生化學鍵結，富含蛋白質的食材尤其容易沾鍋，因為蛋白質更容易與金屬結合。開鍋後的炒鍋，表面帶有的固化油脂層隔絕食材與金屬，就能達到不沾的效果。

開鍋的做法是：
1. 將新鍋以清潔劑清洗——除去防鏽油
2. 放在爐上燒到表面氧化呈現亮金屬藍色——破壞波來鐵表面構造
3. 加入冷水快速冷卻——淬火作用，形成麻田散鐵表面
4. 倒掉鍋內水並燒乾鍋子—--去除水氣
5. 最後上一層不飽合脂肪，如芥子油，葡萄籽油等含有較少氫，較多碳的化合物，加熱超過油脂發煙點，使其產生降解，氧化，聚合化進而碳化的一連串反應，並在金屬表面型成一層固定的保護膜。

炒鍋的造型剛好可以讓食材在中央空間，與炒鍋內壁的油脂因為高溫而產生的燻煙接觸混合，產生鑊氣。然而這些油煙，少量嘗起來是美味，長期曝露在其中，卻容易導至肺癌。今年台灣國衛院在Scientific Report上發表了家庭主婦罹患肺癌的導因不是抽香菸，而是抽油煙的報導。為了媽媽和廚師的健康，除了安裝良好的抽油通風設備之外，或許也可以考慮一下多使用高溫拌炒之外的烹調方式.... （可是炒飯好好吃阿阿阿阿）。

推薦影片：
Uncle Roger 大膽批評英國名廚奧立佛
https://youtu.be/t_KdbASIkB8

開鍋示範
https://youtu.be/-7zxhd2v-DY

資料來源：
https://royalsocietypublishing.org/.../10.../rsif.2019.0622
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22020019/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32317677/
https://en.wikipedia.org/wiki/Quenching
https://en.wikipedia.org/wiki/Pearlite
https://en.wikipedia.org/wiki/Martensite
https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_steel
https://www.jim.or.jp/journal/e/pdf3/54/09/1570.pdf
https://www.cooksillustrated.com/.../2189-the-science-of...