黒豆の煮方においてシワにならない方法を実践する上で、まず理解すべきは「なぜシワが寄るのか」という物理・化学的なメカニズムです。主な原因は急激な浸透圧の差による細胞の脱水と、煮汁から豆が露出した際の急激な温度変化・乾燥の2点に集約されます。吸水が不十分な状態や豆が柔らかくなる前に高濃度の砂糖を加えると、豆の細胞内部から水分が一気に外へ吸い出され、皮が縮んで修復不能な深いシワが刻まれます。また、煮込み中に煮汁が蒸発して豆の頭が水面から外気に触れると、温度差によって表皮だけが急激に収縮します。
仕上がりの美しさを左右する副資材にも明確な科学的根拠が存在します。黒豆に鉄玉子を入れる理由は、皮に含まれる水溶性ポリフェノールの一種アントシアニン（クリサンテミン）の性質にあります。アントシアニンは酸化すると赤紫色から褐色へと退色しやすい極めてデリケートな色素ですが、鉄イオンと結合（錯体形成・キレート結合）することで不溶性の安定した漆黒の錯化合物へと変化します。かつて用いられた黒豆への錆びた釘の代用として、現代では純度の高い南部鉄器などの鉄玉子が衛生面・利便性の両面から完全に定着しています。
一方、黒豆に対する重曹の効果は、煮汁の液性を弱アルカリ性へ傾ける点にあります。大豆の細胞壁を強固につなぎ止めているペクチン質やヘミセルロースは、酸性では硬度を増し、アルカリ性環境下で効率よく分解・軟化します。重曹（炭酸水素ナトリウム）を適量加えることで、頑丈な種皮と子葉の細胞壁が均一に緩み、中心部まで均質に熱と水分が行き渡るようになります。ただし、重曹が多すぎると豆の風味が損なわれ、特有のエグ味が生じる原因となるため、豆300gに対して小さじ1/2（約2g）前後の精密な計量が不可欠です。
