每逢春节，国人餐桌上那丰盛的年夜饭，不仅象征着团圆，更是一场高分子物理的“春晚大联欢”。淀粉、蛋白质、多糖等生物大分子，在热、水、力的“编排调度”下，进行复杂的结构重组与相互作用，最终成就了我们舌尖上的美味。 

来，一起解锁食物背后的“分子密码”。

寓意“年年高升”的年糕，其令人着迷的黏性口感几乎都归功于糯米中的淀粉具有几乎百分之百的支链结构。与直链淀粉分子的线性结构不同，支链淀粉拥有庞大的枝状分支，在遭受蒸制或捶打时，热与水的作用使这些分子舒展、相互纠缠， 形成一种强度虽低但可在力的作用下缓慢流动、柔软、富含水分的三维网络结构——此即软糯的物理原因。 

象征“鸿运当头”的红烧肉，其酥烂与浓郁酱色，则是两项反应的杰作。结缔组织中的胶原蛋白，如同三股拧紧的“绳索”，在长时间的湿热炖煮中缓缓水解，转化为亲水性的明胶，此乃物理变化；明胶分子渗入汤汁，赋予其醇厚口感，冷却后更能形成柔滑的肉冻。而表层诱人的酱色与复合浓香，则是肉中的氨基酸与糖在高温下发生复杂反应，生成棕红色的类黑精和数百种香气物质——此即经典的美拉德化学反应，可见红烧肉包含了物理和化学双重作用。 

美食从来不是“偶然的美味”，而是科学在人间烟火里最生动的体现。食品科学的核心，就是运用物理、化学及生物学原理，研究淀粉、蛋白、多糖和纤维素这些大分子在温度、水分、机械力等不同环境中的结构、性质与相互作用，进而有目的地调控食物的风味、营养、口感与稳定性的学问。

我国主粮供给长期处于“紧平衡”状态，尤其是在耕地面积与粮食单产提升接近极限的今天，“向加工要粮食”的“全食物加工（吃干榨净）”就是一个具有重大需求的换道思维，而高分子物理无疑是破解“彻底端牢中国人饭碗”这一难题的一把关键钥匙。 

基于此，在2025年12月26日中央电视台综合频道《开讲啦》节目中,我介绍了团队近年完成的三项“零到壹”的食品加工成果：一是成功将新鲜马铃薯直接加工成干燥的、可长期储存的“土豆米”，通过调节土豆中淀粉链的取向与排列，制得与上等大米类似的形态与口感，且富含营养和升糖较低；二是借鉴高分子材料中“拉伸取向”和交联的原理，将球状的大豆蛋白重新排列、组装，重塑为类似动物肌肉的纤维结构，制得口感媲美牛肉且无生长激素、无抗生素、无反式脂肪酸、无胆固醇和无细菌寄生虫的“五无素肉”，为向国民提供优质蛋白质开辟了一条全新的路径；三是基于我们在分子水平上对“溶胶至冻胶”的深入理解，颠覆了两千多年以来豆制品的除渣工艺，不排一滴废水、不除一粒豆渣，成功实现了全豆豆制品加工工艺，既环保又节能，将大豆的全部营养锁在制得的豆制品（豆腐、豆浆、豆花、全豆酸奶、全豆布丁等）中。

通过精深加工提升现有粮食资源的利用效率与附加值，与更广层面的国家粮食安全战略同频共振，这正在中国变为现实。在河南延津，专用强筋小麦被加工成高品质面包粉，形成百亿元产业集群。在黑龙江青冈，玉米被“吃干榨净”，转化为果葡糖浆、可降解材料乃至医用乳酸。与此同时，全国多个科研团队都在努力通过物理的方法加工食品，包括声、光、电、磁、力等，提升效能与品质。 

本期，请跟随《知识就是力量》杂志，从高分子物理实验室里的大分子链推演，到食品工厂中保障亿万人口粮的宏大叙事，了解另一种更深层、更多元、更具未来感的“大国粮仓”。