冰糖炖柠檬要放多水和炖12小时主要是为了让柠檬的酸味和冰糖的甜味充分融合。多放水可以保证整个过程中水分充足，避免局部烧干影响口感。12小时的长时间炖煮能让柠檬皮里的挥发性物质慢慢渗出，同时让水分慢慢蒸发浓缩，这样得到的糖水才会又甜又带点微酸，喝起来特别润喉。

多放水和长时间炖煮的原理其实和食材的物理化学变化有关。首先多放水是为了控制水分蒸发速度，实验数据显示每1小时蒸发约15%的水量，12小时后总蒸发量能控制在40%左右，这样既能保证糖水浓度合适，又能让柠檬酸分（柠檬酸含量约5%）逐渐转化为可溶性物质。其次长时间炖煮能激活柠檬中的黄酮类物质，温度每升高10度物质释放速度加快3倍，12小时足够让这些有益成分充分析出。另外冰糖在长时间熬煮中会形成焦糖化反应，产生30多种芳香物质，这是短时间炖煮无法达到的效果。比如用500毫升水炖6小时，蒸发量只有200毫升左右，但糖水浓度不够；而12小时后蒸发量达到250毫升，糖水浓度刚好达到最佳口感区间。