一、老汤形成的物理原理
老汤的制作过程实质上是原料中呈味物质通过水这个介质，经过适当的浸渍和加热的过程。原料在刚入锅加热的时候，原料表层的呈味物质的浓度大于水中的呈味物质浓度，这时呈味物质就会从原料表面通过液膜扩散到水中。当表面呈味物质进入水中之后，使表层的呈味物质浓度低于原料内层的呈味物质浓度，导致了原料内部液体中的呈味物质浓度不均匀，从而使呈味物质从内层向外层扩散，再从表层向汤汁中扩散。经过一段时间受热以后，逐渐使原料中的呈味物质转移到汤汁中去，并达到浸出相对平衡，形成了具有相对稳定的老汤。
二、老汤中重要的反应机理
熬制的老汤，能够产生几百种挥发性气体成分。这些挥发性化合物主要是醇、醛、酮、酯及及一些含氧、硫、氮等元素的杂环化合物。这些肉香味化合物主要是通过以下三个途径产生：
⑴氨基酸与还原糖之间的美拉德反应。
1912年，法国化学家美拉德（LouisMaillard）曾发现甘氨酸与葡萄糖的混合物加热时，形成颜色褐变反应的类黑精，以后人们发现这类反应不仅影响其颜色，而且对香味也有重要作用，所以将此反应称为非酶褐变反应，也叫美拉德反应（MaillardReaction）。运用这种手段，可以使原来不具备香味的食物组成成分（即前驱物）通过反应使其生成具有香味的食品香料。
在美拉德反应体系中以还原糖和氨基酸为主要反应物。糖与氨基酸的结构不同，美拉德反应的产物也不同。不同的反应，生成的香味物质也各不相同，所以就构成了风味迥异的特殊香味。
⑵蛋白质、游离氨基酸、糖类、核苷酸等生物物质的热降解。
在熬制过程中，肉中的蛋白质会逐渐降解生成小分子多肽，其中一部分多肽进一步水解将生成游离氨基酸，游离氨基酸在加热条件下经过脱氧、脱羧反应生成相应的挥发性羰基化合物，这些羰基化合物是肉风味中重要的挥发性成分。糖类在加热条件下一部分发生降解形成醛、酮类挥发性羰基化合物，另一部分经过脱水、环化，形成羟甲基呋喃类风味物质，羟甲基呋喃类化合物容易与硫化氢反应，产生浓郁的肉香气，另外，核糖苷酸的降解、硫铵的降解对肉香的形成也有重要影响。
⑶脂类物质的氧化作用。
脂类物质决定畜禽肉的特征风味，造成品种特征的风味化合物是由脂类物质降解形成的。在熬制过程中，脂类物质可降解产生几百种挥发性化合物，其中醛类是主要的降解产物，且含有6—10个碳原子的饱和和非饱和醛类对肉的风味有重要作用。磷脂与甘油三脂相比，对肉风味的贡献更大，这主要是由于磷脂中含有更多的不饱和脂肪酸，这些不饱和脂肪酸在加热过程中会分解，其分解产物能够和美拉德反应产物继续反应，产生挥发性风味物质。
