煎蛋科学第26期：不粘锅和塑料餐具 - 食物加工（中）

第26期，2019年3月3日，不粘锅和塑料餐具 - 食物加工（中）

上期我们讲地沟油和千滚水的时候，说现在没有廉价普适的办法识别当今的高级地沟油，那我们不吃油行不行呢？我们做菜的时候为什么要放油呢？这是因为油导热，这个效果无论是在烧烤还是炒菜的过程中都存在，炒菜过程中尤其明显。我们的祖先从魏晋南北朝时期就已经研究出了炒菜。为什么是魏晋南北朝时期呢？早年间人们都吃什么呢？吃火锅，炒菜需要金属锅和油，在没有这两种导热介质之前，人们只能用陶锅吃火锅。当然秦汉时期的火锅跟我们现在的火锅肯定也是不一样的，当然这已经超出了煎蛋科学研究的范畴，我们就不深究了。南北朝时期的齐民要术就已经记载了如何炒鸡蛋，这得益于金属锅和植物油的制作工艺的普及。金属和油都是良好的导热介质，把油锅烧烫了了，把食材放下去翻炒几分钟就能熟，节约时间而且味道也很好。其实传热最快的方法，是明火烤。可燃物的火焰的外焰温度一般都有500摄氏度以上，如果直接接触食材，通过空气对流传热，能够迅速将食材加热。因为食材一般都不是好的导热体，所以在食材中存在温度梯度，体现在实际生活中就是，你吃的烤肉外焦里嫩。当然不是所有东西都能烤，也不是所有东西烤着都好吃，比如我就没见过烤鸡蛋或者豆腐的。所以最早的炒菜记录是关于炒鸡蛋的，也很合情理。当然除了烧烤在食材的限制以外，上一期我们讲过的高温烤肉过程中产生的致癌物质多环芳香烃（PAH）和杂环胺（HCA）可能也是人们更喜欢炒菜的原因之一。

有了炒锅，早上加一层油就能在3分钟内煎出一份煎蛋，一边吃煎蛋，一边收听煎蛋科学，同时吸收了营养和知识。锅其实就是提供了一个容器让油和食物能够充分混合，跟烧烤比起来多了一层锅，所以锅最好是用导热比较好的金属制成，比如铸铁锅，铜锅或者铝锅。人们发现用金属锅炒菜，总是得加很多油才能避免食材沾在锅底，尤其是肉。如果粘在锅底，那就糊了跟烤肉也没什么区别，如果多加些油，那又觉得浪费，而且买到地沟油怎么办？又回到了我们上期的问题，有没有什么节约油的办法？这个办法就是大家熟知的不粘锅，目前大部分不粘锅都是使用的一种叫做特氟龙的材料，英文叫做Teflon。早在1944年美国化学品巨头杜邦公司，就申请了特氟龙的专利，因为杜邦发现这是一种很有意思的材料，作为一种合成的塑料，非常耐腐蚀，且摩擦系数极低。但是当时并没有运用到食品行业，因为这种材料的高温稳定性并不好，高温下容易分解生成有毒气体。早在1956年，美国国家标准技术研究所，简称美国国标所就已经发现了（https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/56/jresv56n1p27_A1b.pdf），在450摄氏度左右，特氟龙就能分解，而且这个分解速率是跟外界的气体环境有关的，比如在纯氮气中，几乎不怎么分解，而在氧气中，一小时能分解5%，当然这个跟反应物的初始量也有关系，我们就不纠结这个了，总之就是这个分解速率还是很惊人的。

很多化学品和药品的商品名都是代称，有些你能从名字当中猜出结构，比如尼龙66，丝袜的原材料，那就大概是12个碳的聚合物。特氟龙的化学名称叫做聚四氟乙烯Polytetrafluoroethylene。从英文Teflon大概也能猜出来，te代表tetra，就是四个，flon代表的是fluoro，就是化学元素氟，四个氟，也就能连两个碳，所以Teflon的单体就是四氟乙烯。学过高中化学的朋友应该都知道乙烯，C2H4，最简单的烯烃，两个碳原子通过一个不饱和的碳碳双键连接。乙烯是一种非常重要的化工原料，可以用来生产聚乙烯，我们经常使用的塑料大部分都是聚乙烯。很多时候一个国家的聚乙烯装置的投产量都被用来衡量一个国家的化学工业的水平。聚四氟乙烯就是把乙烯的四个氢用四个氟原子取代，然后在聚合生成高分子材料。聚四氟乙烯跟聚乙烯一样，高温下会分解产生自由基，自由基反应活性极高，会和空气中的气体产生反应，这也是美国国标所很早以前就发现的。

1992年在可燃材料期刊上发表的一篇文章，就详细的研究了聚四氟乙烯在过热条件下的毒性。在400到650摄氏度的环境中，聚四氟乙烯的毒性比同条件下的木材的毒性要高1000倍。产生的有毒气体会引起肺部的不适，甚至是肺水肿。因为自由基反应的特点，不同环境不同温度下产生的产物都不太一样，产生比较多的主要是六氟丙酮和十氟异丁烯，这两种都是毒性非常大的气体。除了高温释放的气体以外，生产聚四氟乙烯的过程会使用一种有毒化学品PFOA，我就不给大家念中文了。PFOA毒性也很大，而且在动物实验中已经验证了致癌，当然因为人体致癌剂量没有公布，而且现在很多工艺都已经不用PFOA了，所以我们就不讨论了。既然聚四氟乙烯在高温下会产生有毒气体，那么大家在使用不粘锅的时候，千万要注意不要过热。一般的不粘锅上面都会标注一个最高温度，如果这个温度低于三百摄氏度，那就千万别买了。当然一般好一点的锅，都是350摄氏度，这个温度基本就比市面上的食用油的沸点都高了，也就是说只要锅里有些油包裹着食物，不干烧，那就不太会产生有害气体。不过特氟龙就是一层塑料，所以是不能用金属的炒菜铲的，不然就不是有毒气体那么轻松了。

除了特氟龙，现在也有很多比较先进的陶瓷材料运用在涂层上，陶瓷材料通常都能耐一两千度的高温，但是通常都会含有纳米颗粒比如二氧化钛。最近发表在食物添加剂期刊上的文章就指出（https://doi.org/10.1080/19440049.2016.1269954），不粘涂层上面的二氧化钛颗粒是很容易在翻炒的过程中进入食物的。这些颗粒当中较大的微米级的颗粒，是没法被人体代谢走的，就很容易在体内形成结石。所以这种材料的安全性还是有待研究的。

我们上面说了聚乙烯过热也会产生自由基，我们用的塑料饭盒很多都是聚乙烯的，那是不是塑料饭盒也不安全呢？既然是塑料，肯定有温度限制。大部分塑料聚合物在200度以上 才会分解，所以用来装水带饭都没什么问题，肯定是不能直接用来明火加热的，而且刚炒出来的热菜，最好也不要盛在里面。即使正常使用，塑料也是会老化，也会在各种高温，压力或者微波炉环境下释放出有毒物质，比较常见的是BPA和苯乙烯，分别是聚碳酸酯和聚苯乙烯释放的化学物质。当然现代工艺进步，很多生产工艺都不含BPA了。2012年发表在食品科学综述上面的文章指出（https://doi.org/10.1111/j.1541-4337.2012.00197.x），虽然各种塑料饭盒都会释放一定量的可能会引起内科疾病的化学添加剂或者高分子聚合物的合成单体，但是释放量都在人体能够代谢的范围以内，所以并不能真的引起内科疾病。所以说在温度范围内，我们都可以放心使用我们的塑料饭盒或者水杯。今天我们的节目就到这里，感谢大家收听，下期我们会继续讲食物加工的下期，食物中毒，我们下期再见！