图片来源：动画片《魔女宅急便》

《魔女宅急便》是宫崎骏导演的动画电影，讲述的是魔法少女琪琪离开家进行独立修行的经历。她带着黑猫吉吉来到一个靠海的大城市中，利用自己的飞行魔法开始了快递业务。

在《魔女宅急便》里，琪琪偶然替别人送去一件遗失品，从而获得了面包店老板娘的好感。动画片中的老奶奶还送给琪琪一个非常好看的蛋糕。

在生活中，我们路过蛋糕店时总会闻到浓郁的香味。今天，我们就一起寻找蛋糕香味的来源。

原材料的气味

首先，让我们一起了解下制作蛋糕的主要材料——小麦粉。研究发现，小麦粉中的挥发性成分主要有烃类、醛类、酮类、醇类、少量的有机酸类、酯类以及杂环类。

其中，最主要的挥发性成分是醛类，含量最高的是己醛（平均含量为9.58％），其次为十六醛（平均含量为3.51％）[1]。这些挥发性成分混合起来，就构成了我们印象中的“麦香”。

此外，蛋糕在制作过程中还添加了其他副材料，如牛奶、黄油、奶油、鸡蛋、果汁、白砂糖等。这些物质本身气味就很丰富，在烘焙后会产生复合型的香味。

就拿奶油来说吧，天然奶油的香气主要来源于酯类（内酯）、醇类、醛类等，尤其是酯类（主要是脂肪）物质的香味，闻起来格外诱人。

发酵过程中的气味

与蒸馒头、包子类似，制作蛋糕也需要发酵。有经验的小伙伴应该都知道，在发酵面团时，常常可以闻到一种酸酸的气味，这是微生物（主要是酵母菌）在发酵过程中产生的。

面团发酵过程中产生的有机酸非常丰富，例如乳酸、乙酸、苹果酸、柠檬酸、草酸等等，这些有机酸赋予面包独特的酸感。除了丰富的有机酸，面团发酵过程中还会产生乙醇以及少量的其他（醇类、酯类等）挥发性化合物[2]。

其中，乙醇就是大家俗称的酒精，带有特殊的刺激性香味，它会在下一步的烘焙加热过程中逐渐挥发掉。

发酵的面团，图片来源 pexels

在发酵面团时，使用发酵种（发酵种是上一次发酵剩余或提前准备好的发酵面团，也称之为预发酵面团或是“酵头”“面头”）效果往往比使用酵母更好。

这是因为发酵种里除了酵母菌，还可能包含醋酸菌、乳酸菌等其他发酵微生物，它们也会参与发酵，产生更丰富的香气。

烘烤过程中的气味

烘烤是蛋糕制作中的关键一环，是表皮上色以及香味产生的重要环节。在这个环节中，有两大重要反应—— 焦糖化反应和美拉德反应，两大反应释放出的各种化合物，共同塑造了我们闻到的诱人香气。

焦糖化反应

焦糖化反应是蛋糕制作材料中的各种糖类，在加热到熔点（从固态转化成液态的温度）以上高温（一般在140℃以上）时，发生脱水与裂解的复杂化学反应，是褐变反应的一种[3]。

其中，各种糖类脱水后，产生焦糖或者酱色物。糖类发生裂解后，产生各类挥发性的醛与酮，构成了香气的主要来源。

图片来源 pexels

举例来说，在典型的焦糖化反应中，各种糖类在高温条件下，首先融化为糖浆，颜色转为浅黄色。

随着温度不断升高，颜色逐步转为褐色，并散发出丰富的香气。当温度上升至200℃以后，焦糖化反应基本结束。

研究表明，不同的糖焦糖化反应所需温度也不相同——比如蔗糖需要170℃，葡萄糖大约150℃，而果糖只需105℃。

蛋糕往往不只含有一种糖，温度控制需要综合考量，通常来说，焦糖化反应的温度控制在165℃左右时效果最好。

在蛋糕的制作中，面点师会牢牢把握烘烤的时间和温度，否则焦糖化反应一旦过了头，就会产生苦味，大大影响口感。

但如果时间过短或温度过低，焦糖化反应不充分，则会影响香气的浓郁程度及层次感。

美拉德反应

下面就要说到美拉德反应了，这种化学反应也是褐变反应的一种。它每天都会在你的身边发生，从烤鸡、烤香肠、烤咖啡到我们今天的主题——制作蛋糕，美拉德反应都参与其中，影响着食物的最终风味。

美拉德反应亦称 非酶棕色化反应，是羰基化合物（还原糖类）和氨基化合物（氨基酸和蛋白质）间的反应。

研究表明，这一反应有以下几个必要条件，否则反应不会发生：还原糖和水（水有助于打开分子键）；氨基酸（构成蛋白质的物质）；较高的温度（通常在159℃到260℃之间，反应速度最快）。美拉德反应一般分为三个阶段，即早期、晚期和末期，对应的颜色变化分别是无色、黄色、褐色。

在早期阶段，醛糖和氨基形成相对稳定的中间体Amadori产物；酮糖和氨基形成Heys产物。晚期阶段，Amadori产物或者Heys产物发生很多断裂，继续反应产生有气味的气体。反应末期，形成高分子聚合物—— 类黑素[5]。这些不同阶段的反应产物混合在一起，共同增加了蛋糕香味与色彩的层次。

图片来源 pexels

研究表明，食材中含有的氨基酸种类越复杂，含量越高，经美拉德反应形成的香气就越丰富。同时，不同的烹饪条件（比如温度、湿度、反应时间和pH值等因素）也会影响食物的最终风味。值得注意的是，美拉德反应的产物包括丙烯酰胺，这被认为是一种致癌物质。

随着食物加热时间的延长，温度不断提高，丙烯酰胺的含量也会上升。因此，在选择时，要避开那些表皮焦黑发糊的蛋糕。

参考资料：

[1] 张玉荣, 高艳娜, 周显青, 林家永；顶空固相微萃取-气质联用分析鉴定小麦挥发性成分[C]；2010中国粮油学会第六届学术年会

[2] 王国良，宋俊梅，曲静然；生香酵母及其应用[J]；食品工业；2004年03期

[3] 杨伟，顾正彪，洪雁，陈洪兴；浓缩对焦糖色素风味的影响[J]；中国调味品；2009年02期

[4] 王延平，赵谋明，彭志英，马志玲；美拉德反应产物抗氧化性能研究进展[J]；食品与发酵工业；1998年01期

[5] 郑文华，许旭；美拉德反应的研究进展[J]化学进展；2005年01期

审核专家：孙亚飞，清华大学化学博士。