化学专业告诉你-火锅到底应该涮几秒？

俗话说“火锅下肚,暖过秋裤”！最近慢慢变凉了,正是吃火锅的好时候。

肉片是火锅中不可缺少的一道原料。涮肉时，很多人有一套秘诀，比如毛肚涮10秒，七上八下；鸭肠提三下摆三下，不要超过10秒；老肉片煮10分钟；虾类5分钟最鲜嫩，花菜需要3分钟，而牛肉丸需要10分钟以上。还有的食客只是随便涮涮，认为当肉可以漂浮且颜色变为灰色时即可食用，前后不过几秒钟，里面的鱼肉、田鸡(青蛙)肉、蛇肉、猪肉、螺肉等其实没煮熟，就急着往嘴里塞了，美其名曰“更鲜甜”。显然，这些吃法都缺乏严谨的科学依据，虽然口感好了，但存在一定的食品安全风险。

那么，涮肉到底应该涮几秒呢？对此，山东大学化学化工学院的两位同学李晓宇，刘珂给出了他们的答案。他们通过构建两个简化的数学模型，将火锅加热食物的问题转变为一维方向或者径向的非稳态传热过程，借助物理化学原理对片状和球状食物的传热过程进行了讨论，计算发现：1.8 mm 厚的肉片在沸水中加热15 s 时，其中心温度即可接近100 ℃；而对于直径2.6 cm 的肉丸，其中心温度接近100 ℃ 需要8 min 以上。这一研究成果发表在杂志《大学化学》上，张树永教授是该篇论文的通讯作者。

作者设计了片状食物传热和球状食物传热的简化数学模型，分别对应肉片和肉丸来进行计算。讨论时以传统的加热方式作为参考，即以接近100 ℃的高温为加热终点，而不考虑低温烹饪在食用品质、营养品质等方面可能带来的好处。因为低温烹饪的加热终点因人而异，难以得出统一的结论。

1 片状食物的传热

作者把肉片近似看作一个薄板，因为相较于肉片的长度而言肉片的厚度很小，在相同的时间内，沿肉片长度方向的传热相较于宽度方向的可以忽略。这样，计算片状食物加热所需时间就转化为沿着厚度方向，从肉片表面向中心传热的问题。

假设放入火锅后肉片两面受热均匀，同时火锅的高汤处于持续沸腾状态，水的湍动程度很大，导致水的对流传热系数很高。为了简化处理，我们近似认为肉片两表面瞬间达到沸腾温度。根据这一假设，我们将肉片的加热过程简化为无限大平面的一维非稳态传热问题，并建立如图1所示的数学模型。

图1 平板非稳态导热示意图

图2 显示，肉片中心的温度随时间的延长迅速上升，在15 s 左右即接近100 ℃。由于蛋白质变性需要一定的时间，为了保证食用安全，将肉片放入火锅中的时间不宜低于15 s。

2 球状食物的传热

将牛肉丸、鱼丸、虾滑等球状食物假设为理想球体。为了简化处理，作者采用球坐标系，将其加热问题等效为沿径向导热的非稳态导热问题。设肉丸半径为R0，初始温度为T0，肉丸放入锅中瞬间其表面温度即等于锅内温度Ts，且加热过程中锅内温度Ts 保持不变。由于加热是对称的，为计算方便，我们取肉丸中心为坐标原点。于是热传导方程及相应的初始条件和边界条件为：

图3 球状食物中心温度与时间的关系

由图3可知，将肉丸放入沸腾的火锅中，161 s后肉丸中心的温度仅能达到45℃。有文献报导，把肉丸放入煮沸的汤锅中，约2 min后肉丸浮起，此时其中心温度仅为45.4 ℃ ，这与我们的计算结果比较一致。这表明以肉丸浮起判断生熟并不准确。为了达到灭菌效果以保证食用安全，肉丸的中心温度应接近100 ℃，这意味着肉丸加热时间应延长至8 min以上为宜。

3 结语

计算表明，对于1.8 mm厚的肉片，大约须加热15 s才能煮熟。所谓“七上八下”的经验，一方面会导致肉片表面温度降低更不利于煮熟，另一方面时间过短，其实并不安全；而对于直径2.6 cm的肉丸，大约2 min肉丸即可上浮，而加热8–10 min以上才能保证食用的安全，认为肉丸浮起来就是熟了的观点是错误的。