Zwar besteht ein negativer Zusammenhang zwischen Garzeit und Temperatur: Je höher die Temperatur, desto kürzer die Garzeit. Aber es ist sehr nichtlinear. Selbst wenn Sie die Tatsache berücksichtigen, dass die Temperatur auf einem Verhältnis und nicht auf einer Intervallskala gemessen wird, bei der die reale Null bei 0 Kelvin liegt, hilft dies Ihnen überhaupt nicht.
Innentemperatur
Betrachten Sie zunächst den einfacheren Teil des Prozesses: das Verhältnis zwischen der Innentemperatur des Lebensmittels und dem Gargrad des Lebensmittels. Das Kochen von Speisen mit Wärme wartet auf bestimmte thermodynamische Veränderungen, z. B. wenn es sich um Fleisch handelt, müssen Sie warten, bis die Proteine denaturiert sind. Das bedeutet, dass Sie mit dem eher lockigen Proteinmolekül beginnen. Nachdem es genügend braune Bewegungen erfahren hat, löst es sich ein wenig und verliert einige der schwächeren Bindungen zwischen Atomen.
Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Molekül nach einer konstanten Zeitspanne, z. B. 1 Sekunde, denaturiert, sollte in etwa einer Gaußschen Verteilung folgen, abhängig von der Temperatur des Lebensmittels (höhere Temperatur -> das Molekül schüttelt und bewegt sich stärker und stößt stärker gegen andere Moleküle, wodurch die schwachen ternären und quartären Bindungen brechen):
Gemäß dem zentralen Grenzwertsatz gibt die obige Verteilung aus den Millionen von Molekülen in Ihrem Lebensmittel auch an, wie viel Prozent davon nach einer Sekunde in den gekochten Zustand umgewandelt werden. Dies erklärt , warum, wenn Sie Zuckersirup erhitzen, Sie Karamell bei einer bestimmten Temperatur fast sofort bekommen - Sie die Temperatur erreicht haben , wo über 99% der Moleküle an den karamellisierten Zustand nach einer Sekunde umwandeln - aber wenn man Zucker für ein sehr verlassen lange Zeit bei niedrigeren Temperaturen wird es auch karamellisieren. Dies liegt daran, dass nach genügend Sekunden, in denen ein Molekül von zehntausend pro Sekunde karamellisiert wird, der gesamte Zuckerbrocken karamellisiert wird. Auf der anderen Seite ist Ihre Raumtemperatur so niedrig, dass sich vielleicht nur ein Molekül von einer Milliarde in Zucker verwandelt, der bei Raumtemperatur gelagert wird, und Sie müssen Jahrhunderte warten, bis alles karamellisiert ist. Dies liegt daran, dass Sie sich an einem fast flachen Punkt ganz links von der Kurve befinden.
Zeit und internal food temperaturesind also sehr nichtlinear miteinander verbunden. Sie könnten theoretisch einige Vorhersagen treffen, wenn Sie die mu- und sigma-Parameter der Gaußschen Kurve kennen. Sie ändern sich jedoch mit dem Lebensmittel und dem Vorgang, den Sie ausführen möchten. Die oben dargestellte Denaturierung von Proteinen ist ein solcher Vorgang, die Karamelisierung ein anderer, unterliegt jedoch der gleichen allgemeinen Beziehung. Die meisten von ihnen sind. (Eine Ausnahme wäre das Schmelzen von kristallinen Substanzen wie Kakaobutter, die einen scharf definierten Schmelzpunkt haben).
Die eigentliche Berechnung könnte folgendermaßen aussehen: Bei 56 ° C dauert es 1 Sekunde, bis ein Steak gekocht ist (technisch gesehen, bis mindestens 99% des darauf befindlichen Myosins denaturiert sind). Bei 55 Grad Celsius kann es eine halbe Minute dauern, bei 54 Grad Celsius 3 Minuten, bei 50 Grad Celsius 15 Minuten und so weiter. Ich verwende hier Zufallszahlen, Sie können die wahren Zahlen für Fleisch finden, wenn Sie sich nach Sous-Vide-Kurven umsehen. Ich bezweifle, dass es leicht zugängliche Quellen für andere Prozesse wie Karamelisierung oder Stärkegelierung gibt. Der Punkt ist, dass es eine Abhängigkeit gibt, aber Sie können sie nicht intuitiv vorhersagen, da sie stark von einer linearen abweicht und die meisten Menschen nur intuitiv lineare Verbindungen vorhersagen können.
Wärmeübertragung
Aber es wird noch komplizierter. Sie können nicht jedes Molekül einzeln erhitzen. Vergessen wir die Mikrowellen für eine Weile, sie helfen dir nicht viel und sie haben sowieso keine Temperatureinstellungen. Was Sie haben, ist eine Wärmequelle, wie ein Herd, ein Ofen oder ein offenes Feuer, und Sie möchten Wärme auf das Essen übertragen. Die Wärme wird über Konvektion, Leitung und Strahlung auf die Oberfläche des Lebensmittels übertragen und breitet sich nach innen aus, hauptsächlich durch Leitung für feste Lebensmittel und eine Kombination aus Konvektion und Leitung für Flüssigkeiten. Wenn Sie also die Oberfläche des Garguts auf 100 Grad Celsius erhitzt haben, ist der Innenraum viel kälter.
Und wie lange dauert es, bis das Innere der Lebensmittel aufgeheizt ist? Nun, dies hängt hauptsächlich von der Geometrie Ihres Lebensmittels und seiner chemischen Zusammensetzung ab. Das erklärt, warum Rezepte, nach denen Sie für eine bestimmte Zeit pro Gewicht kochen müssen (z. B. "Braten Sie das Fleisch 10 Minuten lang pro 250 g), so schlecht sind. Je nachdem, welche Form Ihr Fleisch hat, dauert es viel länger oder kürzer Andere Faktoren, z. B. der Umgang mit qualitativ hochwertigem gealtertem Fleisch mit engen Zellwänden und geringem Wassergehalt im Gegensatz zu PSE-Fleisch mit höherem Wassergehalt, verändern ebenfalls die benötigte Zeit.
Die tatsächliche Formel zur Berechnung der Zeit, die zum Braten von Fleisch bei einer gegebenen Temperatur benötigt wird, wird durch diese Differentialgleichungen beschrieben:
Ich weiß nicht, was die meisten dieser Variablen bedeuten, und ich bin froh, dass ich das nicht muss. Und natürlich haben andere Kochprozesse wie Karamellisierung oder Maillard (der Prozess, der Krusten erzeugt) ein anderes Gleichungssystem, das ebenso kompliziert ist.
Unerwünschte Änderungen
Es gibt manchmal Prozesse beim Kochen, die Sie nicht passieren möchten. Ein Beispiel ist das Verbrennen von Lebensmitteln. Ein weiteres typisches Beispiel ist Fleisch. Es besteht grob gesagt aus zwei Arten von Protein, Actin und Myosin. Sie denaturieren bei unterschiedlichen Temperaturen - jede von ihnen hat ihre eigene Kurve, und das Aktin ist nach rechts verschoben. Wenn Myosin denaturiert, ist das Fleisch mediumweich und saftig. Wenn das Actin auch denaturiert, ist das Fleisch well donezäh und trocken. Was die meisten Menschen erreichen wollen, ist, das Myosin zu denaturieren, ohne jedoch das Aktin zu verändern.
Es gibt auch andere unerwünschte Veränderungen, wie das Verbrennen von Lebensmitteln oder das Erhitzen des Öls bis zur Zersetzung. Sie möchten Ihr Essen im Allgemeinen erhitzen, aber häufig gibt es eine Grenze, die Sie nicht erreichen möchten.
In der Praxis
In der Praxis muss man nur mit dem Wissen leben, dass es länger dauert, bis das Essen gekocht ist, wenn die Temperatur gesenkt wird. Wenn Sie es heißer machen, dauert es kürzer, aber Sie riskieren, eine unerwünschte Temperatur zu erreichen. Sie haben auch weniger Zeit, um Aromen zu entwickeln, was in einigen Fällen wichtig ist (z. B. Eintöpfe), in anderen nicht (z. B. Pfannkuchen).
Jeder Versuch, präziser zu werden als der oben genannte, ist nicht praktikabel. Die tatsächlichen Verhältnisse sind viel zu kompliziert. Theoretisch ist es möglich, eine Polynomapproximation zu erstellen, deren Werte viel einfacher zu berechnen sind (ich glaube, Douglas Baldwin hat dies einmal für ein bestimmtes Stück Fleisch getan) ist kein praktischer Vorschlag, auch wenn Sie einen Taschenrechner in Ihrer Küche haben.
Fazit: Kochen Sie nicht zu spät.
Es ist nicht möglich, zuverlässig zu berechnen, wann Lebensmittel bei einer bestimmten Temperatur zubereitet werden. Wenn Sie von einem Rezeptautor eine Näherung erhalten, ist diese ziemlich ungenau, da sie von der Form Ihrer Speisen, dem Material und der Dicke Ihrer Pfanne, den Temperaturabweichungen Ihres Ofens usw. abhängt. Das können Sie also nicht einmal sagen So etwas wie "Ich weiß, dass es 30 Minuten bei 300 Fahrenheit dauert, ich möchte wissen, wie lange es bei 350 Fahrenheit dauert". Unter ganz besonderen Bedingungen dauert es nur 30 Minuten, die Sie möglicherweise unbemerkt bei jedem Braten wiederholen, indem Sie denselben Ofen, dieselbe Pfanne und dasselbe Fleisch vom selben Metzger verwenden.
Die gute Nachricht ist, dass Sie das oben Genannte nicht brauchen, um gut zu kochen . Ihr Fleisch wird im Ofen fertig, auch wenn Sie das oben nicht berechnen können. Man muss nur beurteilen, wann man es herausnimmt, und während die Zeit für diese Entscheidung eher nutzlos ist, gibt es viele andere, viel bessere Anzeichen dafür. Ein Thermometer ist die einfachste Methode, und die Erfahrung zeigt Ihnen, dass Sie den perfekten Gargrad auch ohne dieses Thermometer anhand von Gerüchen und sichtbaren Anhaltspunkten wie Farbe, Textur, Dampfmenge usw. erkennen können.