我们在厨房烘培时，可以观察到一些相当有趣的化学现象。只要微妙地改变四种基本材料──面粉、油脂、糖和蛋──料理时的化学特性，就能变出蓬松的蛋糕、有嚼劲的饼干或千层派。

膨松剂会产生气泡，加热时气泡中的空气会膨胀，让蛋糕、面包和舒芙蕾变得蓬松。这些气泡可以藉由两种物质产生，一是化学膨松剂(如发粉)，二是苏打粉。此两种物质与水作用会形成二氧化碳气体。这种反应速度很快，因此膨松剂的用量必须小心调整。放太多的话，气泡会变得太大而胀破;太少的话，蛋糕混合材料的密度又会让气泡完全无法形成。

面包酵母(又​​称啤酒酵母菌)常用于制造慢发、增添风味的糕饼。酵母是一种真菌类的单细胞生物。首先，酵母菌会利用氧气进行有氧呼吸，制造出二氧化碳气泡。当氧气耗尽，酵母菌便像酿啤酒的过程般，开始发酵并制造出酒精，不过在面团里形成的酒精都会在烤箱中蒸发。

制造气泡很简单，但要让气泡保持完整，就得在化学上多花心思了。做面包最常用的材料是面粉，面粉内含淀粉颗粒，颗粒周遭则包围着两种重要的蛋白质：麦榖蛋白和榖胶蛋白。麦榖蛋白与水混合、揉捏后，会与榖胶蛋白交叉并连结成网络，制造出有弹性的新蛋白质──「麸质」。麸质是一种「超级蛋白质」(或称蛋白质复合物)，特性很像橡皮筋，会形成有弹性的桥接物，能将淀粉分子相连。想做出蓬松的面包，关键就在于制造出很多小型的弹性气泡;面团揉得越久、伸展得越多，麸质网络就会越强韧。在面粉中加蛋时，蛋扮演的角色类似麸质，也会提供蛋白质连结，帮助气泡形成，并且让蛋糕成形。

酥饼类糕点与面包不同，需要酥脆的口感，所以面包师傅会试着减少麸质的量，因为麸质会导致胶黏性。作法是先将奶油揉进面粉里，让淀粉分子包覆一层油脂，避免麦榖蛋白和榖胶蛋白接触到水分而产生作用。

烘焙食品的质地也可用糖改变。将糖与奶油一起搅拌，糖晶体锐利的边缘就会让小气泡有机会形成，混合物于是呈现淡奶黄色。这些气泡膨胀的作用就跟用膨松剂产生的气泡一样，可以使蛋糕口感松软。融化的油脂则常用于制作质感较细致的饼干，因为油脂可减少气泡在糖晶体旁形成的机会。

糖也会吸收空气中的湿气，大大影响糕饼的含水量。黑糖比白糖更容易吸水;细糖又比粗糖容易吸水。在食谱中尝试不同种类的糖，成品的含水量与质地也会因此改变。

然而化学反应不只影响烘焙，也会决定肉类的味道。肉类约有70%的成份是水，其他组成大多为蛋白质和脂肪。不同部位的肉含有不同程度的胶原──一种表皮、肌腱和结缔组织中的纤维蛋白。胶原含量越高，肉质就越韧。

较昂贵的部位以及幼年动物的肉含有的胶原比较少，短时间内可煮熟。肌肉的肌凝蛋白在低温(如50℃)时会变性(分解)，开始交叉连结，并支撑肉类的结构，此时，蛋白质之间的水分子会开始减少，但肉仍柔软多汁。到了60℃，肌肉里的红色素肌红蛋白会变性，形成半血色质，让熟红肉显现灰褐色。

若继续加热，胶原会皱缩，逼出水分，把原本多汁柔软的肉变得干涩嚼口。若持续升温，例如至70℃，肉会变得更韧，且胶原会溶解成动物胶。肉的纤维虽然比较易碎，动物胶却可充当润滑剂，让慢炖的肉质变软，制造出「入口即化」的口感。

但加热不是分解胶原的唯一方法，还有其他物理或化学方法可以软化肉质。卤汁内常见的化学物质会干扰胶原纤维之间的连结，这些化学物质包括柠檬汁等酸性物质，或萃取自凤梨的凤梨酶等酵素。

厨房化学还有另一个很好的例子，就是「乳化」的过程。油和水不相容，但若要制造美乃滋和白酱，我们必须想办法让两者可以融合。当油和水混合，油会浮在水上，而油水界面的表面张力很高。我们可以用机械力打破此张力，也就是摇动容器，让油分解成越来越小的泡泡，散布在水中。然而这种乳化的成品(例如沙拉酱)只是暂时的，油和水不久又会分离。

美乃滋含有水样蛋黄和脂状奶油，两者必须混合成均匀、白色的糊状物，保持永久乳化。蛋黄里有一种乳化剂称为卵磷脂，可溶于脂肪和水。卵磷脂可在蛋黄和奶油之间形成桥接，让美乃滋保持稳定的乳化状态。白酱里的面粉也有类似功能，其细致的粉末有助于结合奶油与液体。

食物的味道取决于挥发性成份的组合飘到空气中与鼻腔感觉神经元的互动。每种食物可能含有数百种这类分子，但研究味道组合的科学家注意到，其中只要有一种分子相配，味道就可能很搭。他们利用这种方法设想许多全新、令人意外的食物组合。

分子料理将烹调的科学提升到更高的境界。一群厨师和科学家纯粹从物理与化学的角度看待食材，基于科学原理，一起寻找新的味道组合和烹调技巧。我们可以利用液态氮、注射器、离心机和超音波仪重新发明烹调方式。这个科学领域的始祖尼可拉斯.克提(Nicholas Kurti)说：「想到我们的文明就伤感，因为我们有能力(也已经)去测量金星上大气的温度，却对舒芙蕾里的状况一无所知。」