小小的粽子里包含著你不知道的，數學與化學的古人智慧！

臨近端午，又到了吃粽子的時候了

不知道各位都是自己包粽子還是現買？

那大家常吃的粽子都長什么樣呢？

先不說餡料，單是粽子的外表，不同的地區就千奇百怪。小編的姥姥每年端午都親自包粽子，所以從小吃到大的粽子都是紅棗糯米餡的甜四角粽。在小編上大學被云南同學投喂肉粽之前，從來沒有接觸過咸粽這一類別。所以我在吃過第一口肉餡粽子之后，震驚心情就跟第一次知道甜豆花、咸月餅一樣，開發了我的新世界觀。

傳統

端午臨中夏

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粽子的外形

但我們發現無論是什么樣的粽子，都是有棱有角，既然都是包起來的，為啥不直接團成團呢？這其中的根本原因就在于粽葉。

粽葉的葉脈屬于平行脈，葉片上可見的葉脈紋路在葉片中有規律地平行分布。如果我們沿著葉脈中心軸地方向彎折，葉子能夠承受比較大地力，但如果我們是垂直于中心軸的方向受力，那葉子就很容易斷，這在一定程度上決定了粽子的包法。

我們常見的三角粽就是先形成一個密實的錐形兜，在圓錐狀的筒中裝入糯米，將粽葉的另一端翻折過來，蓋在糯米上，直到完全蓋住開口為止，順著三角的邊將所有粽葉都折好。這個步驟中的最后一個步驟就是沿著中心軸方向彎折的。通過折疊、包裹、纏繞等手法，形成穩定的三角錐體結構。其力學設計巧妙，能夠有效防止蒸煮過程中米粒散落，同時確保受熱均勻[1]。

那像小編經常吃的包成正四面體的粽子，就非常符合力學原則。因為包粽子的時候，只要確定好粽葉的寬度，最后就只能包出唯一的四面體固定好之后就沒有變形的余地了。四角粽通過多層葉片疊加，形成緊密的立體結構。在水里煮熟的時候因為有著類似三角形穩定性的性質，也不容易變形。

而且作為正四面體，它擁有四個多面體頂點、六條多面體邊和四個等邊三角形面的柏拉圖立體，還有四條三重旋轉對稱軸(4C3)、三條兩重旋轉對稱軸(3C2)和六個對稱面，無論是躺著、側著、立著、正著怎么擺都是一樣的，簡單說就是每兩條對邊都是相互垂直的。這就是我們看到的粽子四面體形狀居多的原因所在。

并且因為正四面體總表面積大，受熱面大，熟的就快。對于邊長為a的正四面體，其總表面積為 ：

粽葉的選材

外形講完了，我們來看看粽葉，根據地理位置不同，我們的選材也不一樣。箬葉多見于南方地區，葉片寬大、柔韌性好，適合包裹四角粽。箬葉含有天然的清香味，蒸煮過程中其香氣滲入糯米，賦予粽子獨特的草木清香。北方地區則常用蘆葦葉包裹粽子，其葉片細長，適合制作三角粽。蘆葦葉質地較硬，需經過長時間浸泡和煮沸處理，以軟化葉片并去除澀味。蘆葦葉的清香與糯米的甜香相得益彰，形成了北方粽子的獨特風味[2]。小編的姥姥一般都是買箬葉，其次粽葉也有干濕之分，小編包的粽葉都是泡過水的，最淺顯的道理就是濕潤的粽子葉具有更好的柔韌性，但除了這個還有其他的原因。

濕潤的粽葉有著濃郁的青草味，這是因為新鮮粽葉含有六碳和九碳的醛、醇以及相應的酯類揮發性物質，水煮粽子的時候這些味道就會滲進去。其原理和竹筒飯差不多，欸不對？竹筒飯和粽子話說，是一樣的叭……主打植物的清香和飯融合啊。

干粽葉木質香更重，這是因為粽葉在晾干的過程中，這些草味的物質含量逐漸降低，隨著氨基酸等物質的降解，會生成一些帶有濃郁香氣的揮發性風味物質。

粽葉的功能不僅限于包裹工具，還具有多重實用價值。其天然抗菌性能夠延長粽子的保存時間。葉片表面的蠟質層防止糯米粘連，便于食用。

內餡的分子結構

粽子餡料里面的米都是糯米，沒煮熟的時候粒粒分明，但是每次煮好吃粽子的時候，手上就是黏黏糊糊的非常難受，為啥呢？這里面涉及到了淀粉的糊化。

我們食用的淀粉主要分為兩類，一種是直鏈淀粉，一種是直鏈淀粉。糯米的主要成分就是支鏈淀粉，顧名思義，其分子結構有很多“支鏈”，經過高溫蒸煮后，會像樹枝一樣相互交叉在一起，形成了網狀的透明物，也叫作淀粉的糊化。支鏈淀粉比起直鏈淀粉也更難溶于水，黏性很大。而直鏈淀粉，由于沒有“分叉”，結構就不如支鏈淀粉交錯縱橫來的穩定，食物黏性也更弱。

糯米幾乎98%的淀粉都是支鏈淀粉！這種結構如同無數交錯的樹枝，能鎖住更多水分。將糯米浸泡6小時以上，淀粉顆粒逐漸吸水膨脹，體積增加30%-40%。若浸泡時間不足，高溫下淀粉無法充分糊化，就會形成夾生硬塊。大米中支鏈淀粉與直鏈淀粉的比例比較均衡，但越優質的大米，里面的支鏈淀粉含量就越高，口感也更Q彈軟糯。

不過小編就喜歡喝大米稀飯的時候希望米能夠有點夾生，覺得嚼起來非常哏揪。

金黃的堿水粽

除了我們常見的白色的粽子，還有一種呈現金黃色的堿水粽內餡。它也是粽子的一種，只是和普通的粽子相比，它的色澤金黃的，看起來就很誘人，同時吃起來更是香味濃郁，還清香又很可口。《說文解字》釋“粽”為“蘆葉裹米”，《齊民要術》則詳述“用菰葉裹黍米，以淳濃灰汁煮之”。灰汁的堿性不僅提升黍米的黏性，還兼具防腐功能，展現早期食品化學的實踐經驗[3]。等到清代出現的“堿水粽“，《閩小記》載“閩人以稻稈灰水浸糯米”，通過pH調節使米粒透明彈牙，不僅提升粽子的口感，更標志著制粽技術從經驗積累向科學化應用的跨越，體現中華飲食工藝的不斷創新與發展[4]。

用以浸泡糯米的草木灰提取液因地域差異而制作方法各異，其原料主要包括樹木枝條、黃豆殼、稻草等，其中布驚樹(學名為牧荊或黃荊)枝條因在南方地區易于獲取而被廣泛使用。

堿水粽呈現出與白水粽明顯不同的金黃色澤

堿水粽子作為粽子的一種，它可不只是要比普通的粽子好吃這么簡單哦。首先，堿水粽子更好看，色香味俱佳。傳統的堿水粽在蒸煮過程中通常會表現出顯著的色澤變化，糯米與堿性物質相互作用形成標志性的金黃色澤，這一過程涉及多酚類物質的氧化反應[5]，其具體化學機制如下。

糯米中多酚類化合物的酚羥基發生氧化反應轉變為醌式結構的過程

糯米中的多酚類物質(山奈酚等)含有多個酚羥基[6]，在堿性環境下，酚羥基脫質子生成酚氧負離子，電子云密度增加，從而提高了其被氧化的可能性。在此過程中，草木灰提取液不僅作為反應介質，還通過提供堿性環境增強了多酚類物質的反應活性。隨后，在高溫條件下，酚氧負離子被氧氣氧化為醌式結構(如鄰醌或對醌[7]。

其次，堿水粽子吃起來口感有韌性。堿水粽的韌性可歸因于糯米蛋白質中半胱氨酸的巰基在堿性加熱條件下的氧化交聯反應[8]，形成二硫鍵，從而強化了蛋白質網絡結構。在堿水粽的制作過程中，草木灰提取液的使用可提供堿性環境。在此條件下，半胱氨酸的巰基發生脫質子化，生成硫負離子，隨后，–S?被氧氣或其他氧化劑氧化為硫自由基，并進一步通過偶聯反應形成二硫鍵。蛋白質分子內或分子間通過–S–S–交聯，形成更致密的三維網絡結構。二硫鍵作為共價鍵，相較于氫鍵或疏水作用等非共價鍵更穩定，顯著提升了蛋白質網絡的韌性和彈性。交聯后的蛋白質網絡能夠有效限制淀粉顆粒的移動，從而間接增強糯米整體的咀嚼感。

最后一點，也是很關鍵的一個原因，就是堿水粽子更耐保存。因為堿水粽子制作過程中是經過了堿水的浸泡的，它既能防止細菌、病毒的生長，同時堿水還有很好的防腐作用。

有人可能會問，草木灰煮出來的粽子不臟嗎？其實草木灰在民間被稱為“萬能灰“，它不光是可以吃，而且還能入藥，有著很多的用途。而且在我國的很多美食中都會添加草木灰的，比如南方地區大量種植的魔芋，在制作魔芋豆腐的時候也需要用到草木灰，還有夏季常吃的涼粉，同樣也是如此。

小小的一顆粽子竟然包含著這么多的古人智慧，粽葉的清香，晶瑩的糯米，正是科學原理與傳統技藝共同譜寫的味覺樂章。掌握這些隱藏在灶臺間的食物密碼，今年的端午家宴，注定會成為親友們難忘的味蕾記憶。

參考文獻：

[1] 王藝璇, 李建民. 傳統粽子包裹技法的力學特性與結構優化研究[J]. 食品與機械, 2022, 38(5):

[2]滕永軍,吳茂釗,劉永飛,等.中國傳統制粽工藝技術體系研究進展[J].食品工業,2025,46(7):291-294.

[3]王利華, 張建軍. 中國古代飲食科技史研究進展[J]. 中國科技史雜志, 2021, 42(3): 345-360.

[4]趙靜, 林茂. 中國傳統粽子風味體系的形成與地域差異[J].中國飲食文化, 2021, 17(2): 56

[5]袁倬斌, 高若梅. 高等學校化學學報, 1997, 18 (9), 4.

[6]王奕芳, 溫承坤, 陳茂彬, 張玉, 李琴, 方尚玲. 中國釀造, 2019, 38 (12), 175.

[7]郭慶宇. 中南民族學院學報(自然科學版), 1998, No. 4, 25.

[8]段靜靜. Pseudomonas sp. QR-101生物合成L-半胱氨酸的系統生物學及相關轉化途徑研究[博士學 位論文]. 天津: 南開大學, 2012.

編輯：藍多多