Zamana Karşı Sıcaklık - Neyi değiştiren ne?


21

Beni rahatsız eden gerçekten basit bir soru ...

Matematiksel olarak konuşursak, 10 dakika boyunca 200 derecelik bir sıcaklık, 5 dakika boyunca 400 derecelik bir sıcaklıkla aynı olmalıdır, ancak bu doğru değil mi?

Öyleyse, 3 dakika veya 7 dakika boyunca 350'de bir şeyin aksine, 450'de 350'de 5 dakika bir şeyler pişirirsem ne fark eder?

Hangi "kadran" (zaman / sıcaklık) sonucu hangi şekilde değiştirir? Bu neden?


15
Bu delicesine genel bir soru ve aradığınız basit cevabın olduğunu sanmıyorum. Tamamen ısınma yöntemine bağlıdır (geleneksel fırını kabul ediyorum, ancak siz belirtmediniz), fırının ya da kabın ölçüsünü, ama en önemlisi yemek türünü . Ne kadar kalın? Ne kadar yoğun? Ne kadar yüzey alanı? Çok suyu var mı? Buhar kaçabilir mi? Bir kabuğu var mı? İç sıcaklığını kontrol etmek için bir braise, bain-marie ya da başka bir şey kullanıyor musunuz? Daha yüksek sıcaklıklar tamamen yeni kimyasal prosesleri aktive edebilir; Matematik bu hikayede biraz oyuncu.
Aaronut

1
"Matematik bu hikayede biraz oyuncu." ve fizik ve kimya! Bu temel bir soru değildir, çünkü zamanla enerjinin girdi toplamı kolayca pişirme etkisine çevrilemez.
tonylo

3
Bu ilginç bir soru, sana bunu vereceğim. Tam olarak cevaplaması için sadece bir veya iki kitap gerekebilir.
Orbling

1
Temel cevap aşağıda verilen birkaç cevapta gösterildiği gibi penetrasyon ile ilgilidir. Bu yüzden hepimiz bunun çok genel olduğunu söylüyoruz, çünkü ısının nüfuzu, pişirilen yemeğin bileşimine bağlıdır a) yoğunluğa ve özgül ısıya bağlı olarak ve b) o yiyeceğe özgü herhangi bir kimyasal işlemle ilgili olarak (yani , bu sıcaklık duyarlı), yüzey alanı kütle oranı, parlama noktası, sadece bazı şeyleri hemen isimlendirmek için, kesinlikle başka düşünceler var.
zanlok

1
Matematiksel bir bağlantı varsa, istenen (pişmiş) sıcaklık ile uygulanan (pişirme) sıcaklık arasındaki farka bağlı olacaktır. O zaman, çeşitli sıcaklıklarda çeşitli kimyasal değişiklikleri dikkate almamız gerekir. Sous'a 141 derecede bir biftek sorabilir ve yenilebilir bir şeyler üretebilirim, ancak Maillard kabuğuna sahip olmaz. Ayrıca ox-acetelyne fenerini çıkarabilir ve dıştan kömürlü ve yine de içten çiğ olan bir biftek yapabilirim.
Chris Cudmore

Yanıtlar:


28

Bu sorudaki temel hatalardan biri: 400 derece 200 derecenin iki katı sıcak değildir . Sıcaklık, ilgili parçacıkların kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Hayal ettiğiniz oranın türünü yapabileceğiniz tek ölçek Kelvins - mutlak sıfırdan ölçmek zorundasınız.

400 F = 477.59 K
200 F = 366.48 K

bu nedenle, fırındaki havanın kinetik enerjisi sadece 200 ° C'de olduğu gibi 400 F'de 1.3 kat daha yüksektir. 477/366 = 1.3 kat daha yüksektir. sağa oldukça yakın, ancak yukarıda da belirtildiği gibi, gerçek gıda ile oynayan diğer değişkenlerin bir sürü var.


Yani ...

450 pişirme süresine ve 350 pişirme süresine dönüştürülmüş 30 dakika boyunca 400 derece arayan bir tarif için pişme süresi değişimleri:

400 Farenheit = 477.594 Kelvin

477.594 x 30 dakika = 14327.82 Isı Noktaları

450 F = 505.372 K

14327.82 HP / 505.372 K = 28,35 veya 28 dakika 21 saniye


3
Ve bunu geçtikten sonra bile, ısı akışını yarı yarıya ikiye katlayın, kesinlikle aynı şey değildir.
Cascabel

3
Tabii, devam et ve Rankine ölçeğini aynen böyle boz. ;)
Magnus Nordlander

2
Bu mantık damarını gerçekten uygularsak, neden işler pişiriyorsa, önemli olan kinetik enerjideki farktır . Bu, Kelvin'deki şeyleri değerlendirme fikrini ortadan kaldırıyor. Eğer 70 ° F'da pişmemiş kalan bir şey 200 ° F'da X zamanında pişirilirse, verilen enerji 130 ° F farktan kaynaklanmaktadır. Ve, 330 ° F farkından 400 ° F'de pişirme yapması için bir Y zamanı vardır. Yani, aslında farklılıkta 2,5 katlık bir artış var. Ayrıca, bu gerçekten bir karenin fonksiyonu olan kinetik enerji açısından düşünülmelidir. Tam hesaplamalar bir yorumun kapsamı dışındadır.
zanlok

6
@zanlok ve bir şeyler pişirmenin temel nedeni kimyasal değişiklikler yapmaktır. 120C'de denatüre olan bir protein 37C'de değişmeyecek, ancak uzun süre pişirdiniz.
Martin Beckett

2
@mgb, evet. Bu sıcaklıktaki bir fırında hedef iç sıcaklığa süresiz olarak bırakarak ulaşabilirsiniz. Bu açıkçası uzun zaman alacak ve muhtemelen yenilebilir veya hoş sonuçlar vermeyecektir.
zanlok

20

Belirli bir yemeği pişirirken birçok "şey" olur. Bu fiziksel ve kimyasal (hatta biyolojik) işlemler, belirli bir optimal sıcaklık aralığı (ve nem) gerektirir ve tamamlanması için belli bir süre alır.

Örneğin, ekmek pişirdiğinizde, hamurdaki maya, sıcaklık onu öldürecek kadar yükselene kadar canlı kalır. Isı hamur kurmaya başladığında gaz üretmeye devam eder. Hamur kabarık ekmek için kabarcıklar en büyük boyutta olacak şekilde ayarlanmalıdır. Gaz üretimi, sıcaklık yeterince yükselmeden önce pik yaparsa, kabarcıklar çökebilir; sıcaklık çok hızlı artarsa, hamur çok erken batar.

Sert bir et parçam varsa, yumuşatmak için düşük sıcaklıkta ve yüksek nemde 12 saat boyunca pişirebilirim (ve belki lezzet katmak için bir sogutma sıvısında). Sonra, genel sıcaklığı arttırmadan yüzeyi kızartmak için çok yüksek bir sıcaklıkta iki dakika boyunca pişirebilirim, böylece iç kısmı nadir kalır. Genel olarak, etin kurutulması sırasında, dışarıda çok fazla kurumasına gerek kalmadan, iç kısmın belirli bir sıcaklığa ulaşmasını istersiniz. Bu yüzden iki aşırı uç arasında bir denge var. Bakterileri veya parazitleri öldürmek için 150'lik bir iç sıcaklık istiyorsanız, tüm parça bu sıcaklığa ulaşana kadar 12 saat boyunca pişirme yapmayı hayal edebilirsiniz, ancak daha sonra çok fazla nem kaybedersiniz. 500'e çıkartabilir ve iç kısımlarının daha hızlı ısınmasını umabilirsiniz, ancak iç kısım hazır olduğunda, Dışarıdaki et çok fazla ısınır ve hatta kararmaya başlar. Aranızda bir yerlerde iç kısmı düzgün olsun, dış kısmı biraz kahverengileşmiş ve gevrek.

Pirinç veya fasulye gibi tohumlar pişiriyorsanız, tohumların suyu emmesi ve yemeye yetecek kadar yumuşak olması belli bir zaman alır ve sıcaklık yüksekse bu daha hızlı olur. Suda pişirme yaparken kaynama noktasında maksimum sıcaklık sınırına sahipsiniz.

Bu nedenle, pişirme talimatları farklı kimyasal ve fiziksel işlemlerin en iyi lezzet ve doku üreten koşullarda gerçekleşmesini sağlamak için deneme yanılma (ve eğitimli sezgi) ile kalibre edilir.


13

Pişirme süresi ile sıcaklık arasında negatif bir korelasyon olduğu doğrudur: sıcaklık ne kadar yüksek olursa, pişirme süresi o kadar kısa olur. Ancak bu oldukça doğrusal değildir. Sıcaklığın, gerçek sıfırın 0 Kelvin'de olduğu aralık ölçeğinde değil, oranla ölçülmüş olduğunu hesaba katsanız bile, yine de size yardımcı olmayacaktır.

İç sıcaklık

Öncelikle sürecin en kolay kısmını düşünün: gıdanın iç sıcaklığı ile gıdanın donanığı arasındaki ilişki. Yiyecekleri ısıyla pişirmek bazı termodinamik değişikliklerin gerçekleşmesini beklemektedir, örneğin et durumunda, proteinlerin denatüre olmasını beklersiniz. Bu, oldukça kıvırcık protein molekülüyle başladığınız anlamına gelir ve yeterince Brownian hareketi geçirdikten sonra, atomlar arasındaki zayıf bağların bir kısmını kaybederek, biraz çözülür.

görüntü tanımını buraya girin

Bir molekülün sabit bir süre sonra, yani 1 saniye sonra denatüre olma olasılığı, kabın bir Gauss dağılımını takip etmelidir, gıdanın sıcaklığına bağlı olarak (yüksek sıcaklık - molekül sallanır ve daha fazla hareket eder ve diğerlerine daha fazla çarpar). zayıf üçlü ve dörtlü bağları kopartan moleküller):

görüntü tanımını buraya girin

Başına merkezi limit teoremi , yemeğine milyonlarca molekül arasından, yukarıda dağıtım da bunlardan yüzde bir saniye sonrasında pişmiş duruma dönüştürülecektir söyler. Bu, neden şeker şurubunu ısıtırsanız, neredeyse anında belirli bir sıcaklıkta karamel elde edersiniz - moleküllerin% 99'undan fazlasının bir saniye sonra karamelize durumuna dönüşeceği sıcaklığa ulaştınız - ama çok Düşük sıcaklıklarda uzun süre, aynı zamanda karamelize. Bunun nedeni, on binde bir molekülün saniyeler içinde saniyede karamelize edilmesinden sonra, bütün şeker yumruğunu karamelize etmenizdir. Öte yandan, oda sıcaklığınız o kadar düşük ki, milyarda bir molekül bile oda sıcaklığında saklanan şekere dönüşecek ve bunların karamelleşmesi için yüzyıllarca beklemeniz gerekecek. Bunun nedeni eğrinin en solundaki neredeyse düz bir noktada olmanızdır.

Yani, zaman ve internal food temperatureçok doğrusal olmayan bir şekilde bağlanır. Gauss eğrisinin mu ve sigma parametrelerini bilseydiniz teorik olarak bazı tahminlerde bulunabilirsiniz; Bununla birlikte, gıda maddesi ve gerçekleşmesini istediğiniz süreç ile değişecektir. Yukarıda gösterilen proteinlerin denatüre edilmesi böyle bir işlemdir, karamelizasyon başkadır, ancak aynı genel ilişki tarafından yönetilir. Onların çoğu öyle. (Bunun bir istisnası, keskin bir şekilde tanımlanmış erime noktasına sahip olan kakao yağı gibi kristal halindeki maddelerin erimesi olacaktır).

Gerçek hesaplama şu şekilde olabilir: 56 Santigratta bir bifteğin pişirilmesi 1 saniye sürer (teknik olarak, üzerinde miyozinin en az% 99'unun denatüre olması için). 55 Santigrat'ta, yarım dakika, 54 Santigrat'ta, 3 dakika, 50 Santigratta, 15 dakika, vb. Sürebilir. Burada rastgele sayılar kullanıyorum, sous vide eğrilerine bakarsanız et için doğru sayıları bulabilirim, karamelizasyon veya nişasta jelasyonu gibi diğer işlemler için kolayca erişilebilir kaynaklar olduğundan şüpheliyim. Mesele şu ki bir bağımlılık var, ama sezgisel olarak tahmin edemezsiniz, çünkü doğrusal olandan çok fazla sapıyor ve çoğu insan sadece sezgisel olarak doğrusal bağlantıları öngörebiliyor.

Isı transferi

Ancak daha da karmaşık bir hal alıyor. Her bir molekülü ayrı ayrı ısıtamazsınız. Bir süre mikrodalgaları unutalım, size çok yardımcı olmuyorlar ve sıcaklık ayarlarına sahip değiller. Elinizdeki ocak, fırın veya açık ateş gibi bir ısı kaynağı ve ısıyı yiyeceğe aktarmak istiyorsunuz. Isı, konveksiyon, iletme ve radyasyon yoluyla yiyecek yüzeyine aktarılır ve çoğunlukla katı yiyecekler için iletme ve sıvılar için konveksiyon ve iletme kombinasyonu ile içeriye yayılır. Bu yüzden, yiyecek yüzeyini 100 santigrat dereceye ısıtdığınızda, iç kısım daha soğuk olur.

Ve yemeğin içini ısıtmak ne kadar sürer? Bu, esas olarak yemeğinizin geometrisine ve kimyasal bileşimine bağlıdır. Bu, size kilo başına belli bir süre için yemek pişirmenizi söyleyen tariflerin (örneğin, "250 g'da 10 dakika etin kızartılması) neden bu kadar kötü olduğunu açıklıyor. • Sıkı hücre çeperleri olan yüksek kaliteli yaşlı etlerle ve PSE etinin aksine, su içeriği yüksek olan düşük su içeriği ile başa çıkma gibi diğer faktörler de gereken süreyi değiştirecektir.

Belirli bir sıcaklıkta etin kavrulması için gereken sürenin hesaplanması için asıl formül bu diferansiyel denklemlerle açıklanmaktadır: görüntü tanımını buraya girin

Bu değişkenlerin çoğunun ne anlama geldiğini bilmiyorum ve mecbur olmadığım için mutluyum. Ve elbette, karamelizasyon veya Maillard (kabuk oluşturan süreç) gibi diğer pişirme işlemlerinde de eşit derecede karmaşık olan farklı bir denklem sistemine sahip olacaktır.

İstenmeyen değişiklikler

Bazen yemek pişirmek istemeyeceğiniz işlemler olabilir. Bunun bir örneği yiyeceklerin yakılmasıdır. Başka bir tipik örnek et. Kabaca konuşmak gerekirse iki tür protein, aktin ve miyozin oluşur. Farklı sıcaklıklarda denatürler - her birinin kendi eğrisi vardır ve aktin sağa kaydırılır. Miyozin denatüre olduğunda, et mediumyumuşak ve sulu olur. Aktin de denatüre olduğunda, et well doneya da sert ve kurudur. Çoğu insanın başarmaya çalıştığı şey, miyozini denatüre etmektir, ancak aktin değiştirmeden.

görüntü tanımını buraya girin

Yiyeceklerinizi yakmak veya yağınızı ayrıştırma noktasına kadar ısıtmak gibi başka istenmeyen değişiklikler de olabilir. Genelde yemeğinizi ısıtmak istersiniz, ancak sık sık ulaşmak istemediğiniz bir sınır vardır.

Uygulamada

Pratik açıdan, sıcaklığın düşürülmesinin, yiyeceğinizin pişirilmesine kadar daha uzun süre alacağı bilgisiyle yaşamak zorundasınız. Daha sıcak yaparsanız, daha kısa sürer, ancak istenmeyen bir sıcaklığa ulaşma riskiniz vardır. Ayrıca, aromaların gelişmesi için daha az zaman harcarsınız; bu, bazı durumlarda (örneğin yahniler) önemlidir, ancak bazılarında (örneğin krepler) önemlidir.

Yukarıdakilerden daha fazla hassasiyet kazanmaya çalışmak pratik değildir. Gerçek ilişkiler yol çok karmaşık. Değerlerinin hesaplanması daha kolay olan bir polinom yaklaşımına uymak teorik olarak mümkündür (sanırım Douglas Baldwin, belirli bir et kesimi için bir kez yapmıştı), ancak her bir yemek için kullanılacak spesifik parametreleri bilmediğiniz için Mutfağınızda bir hesap makinesi tutsanız bile pratik bir teklif değildir.

Sonuç olarak: zamana göre yemek yapmayın.

Belirli bir sıcaklıkta yiyeceğin ne zaman yapılacağını güvenilir bir şekilde hesaplamak mümkün değildir. Bir reçete yazarı size bir yaklaşım verirse, bu kesinlikle kesin olmayacaktır, çünkü yemeğinizin şekline, tepsinizin malzemesi ve kalınlığına, fırınınızın sıcaklık sapmalarına vb. Bağlı olacaktır. "300 Fahrenheit'te 30 dakika sürdüğünü biliyorum, 350 Fahrenheit'te ne kadar sürdüğünü bilmek istiyorum" gibi bir şey. Aynı fırında aynı fırında, aynı tavada ve ette kullanarak, bilmeden her seferinde bilmeden çoğaltabileceğiniz çok özel koşullar altında sadece 30 dakika sürer.

İyi haber şu ki , iyi pişirmek için yukarıdakilere ihtiyacınız yok . Yukarıdakileri hesaplayamasanız bile etleriniz fırında yapılır. Ne zaman çıkarmanız gerektiğine karar vermeniz gerekir ve bu karar için zaman oldukça yararsız olsa da, bunun için daha birçok başka çok iyi işaret vardır. Bir termometre en kolay yöntemdir ve deneyim size renk, doku, buhar miktarı vb. Gibi koku ve gözle görülebilir ipuçlarıyla mükemmel onsuzluğu tanımanızı öğretir.


İkinci çizelgeyle biraz kafam karıştı. Aktin, miyozinden önce denatüre edici olduğunu gösterir, ancak metin bunun tersini söylüyor. Grafiği yanlış mı okuyorum?
Ayrıntılı

Sonuç için ve bu kadar kapsamlı bir cevabı araştırmak ve yazmak için harcadığı zaman ve çaba miktarı için açık olun. Sonuç dışında, gerisini beklemek biraz zor buldum. Siparişin ters düşmesi durumunda cevabın ortalama kişi için daha erişilebilir ve faydalı olabileceğini düşünüyorum. İlk olarak sonuca varın, çünkü okuyucuların% 90'ı en uygun olanıdır; daha sonra okumaya devam etmek isteyenler için ayrıntılı cevaplar verin.
Ian Dunn

2

Daha yüksek bir sıcaklığa geçmek (ve daha az süre için pişirme), etin dışını yakmak ve içini mükemmel pişmemiş yapmak için genel bir etkiye sahiptir. Daha uzun süre pişirmek, lezzetlerin daha iyi karıştırılmasını ve bazı et türlerinin yumuşak kalmasını sağlar.

Özel durumlarda, muhtemelen daha yüksek bir sıcaklık kullanmak mümkündür, ancak yapılması gereken tek şey daha az yemek yapmak değildir; düzeltilmesi gereken başka bir şey var veya yapılması gereken bir şey var ve daha düşük bir sıcaklıkta pişirilmiş olmanız gerekmiyordu.


2

Herbivoracious'taki Michael, sıcaklığın iki katına çıkmasının ısının iki katına çıkmadığını belirtti. Sorunun bir kısmı bu, ancak düzeltebilirsiniz ve hala düzgün bir şekilde pişirilmiş yiyecek alamayacaksınız.

kiamlaluno, içini pişirmeden önce dışını yakacağınıza dikkat çekti, sanırım sizin açınızdan daha fazlasını düşünüyorum. Bunun arkasındaki sebep, ısının yemeğin içine girmesi biraz zaman alması. Tüm yiyeceklerinizi aynı oranda ısıtabilecek bir çeşit teorik fırına sahip olsaydınız, daha kısa bir süre daha yüksek bir sıcaklıkta pişirmek, aradığınız sonuçları size getirir. Ne yazık ki, böyle bir cihaz yok. Isı transferi, Newton'un Soğutma Yasası (dQ / dt = -h · AΔT) ile tanımlanmıştır.


Bir et lokantası onlar bir tavuğun içinden geçen bir ısıtma elemanı koymak zorunda çünkü QVC iddiaları üzerine ben rastgele testere hızlı 2x pişirmeye.
zanlok

Orijinal ısıtma elemanını hala tavuğun dışında tuttuğunuzu varsayalım - tavuk yalıtımının 'duvar kalınlığı' yarıya inmiştir.
Martin Beckett

2
Geçenlerde mutfakta tuhaf bir cihaz olan bir ev satın aldım. İçine koyduğum yüksek nemli yiyecekler ne olursa olsun, çok hızlı ve eşit bir şekilde ısınır. Sık kullanmıyorum, ancak kalanları yeniden ısıtmak için çok iyi çalışıyor. Yine de metaller bundan pek hoşlanmıyor gibi görünüyor.
ESultanik

1

Bu bize soru:

Matematiksel olarak konuşursak, 10 dakika boyunca 200 derecelik bir sıcaklık, 5 için 400 derecelik bir sıcaklıkla aynı olmalıdır, ancak bu doğru değil mi?

İkisinin farklı olduğunu göstermek için, gereken tek şey tek bir sayaç örneğidir.

Bir yumurtanın kaynamasını düşünün. Yumurtayı uzun bir süre boyunca 105 Fahrenheit (40 Santigrat) içinde kaynatırsanız ne yumurta sarısı ne de yumurta akı oluşmaz.

Pişirirseniz, 160 Fahrenheit (70 Santigrat) deyin, sonunda sert bir haşlanmış yumurta elde edersiniz.

Yumurta akı ve yumurta sarısı proteinlerden oluşur. Proteinler belirli bir sıcaklığa ısıtıldığında, proteinler denatüre olur. Yumurta durumunda kimyasal reaksiyon (denaturizasyon) düşük sıcaklıklarda aktif hale gelmeyecektir.


1
Bunu eklemelisiniz, çünkü fiziğe göre hiçbir şey, ısı kazandığı kaynaktan daha sıcak olamaz; Yumurtanın sıcaklığı suyun sıcaklığına uyduğunda, ısının ikisi arasında akış durur. Muhtemelen bunu kötü söyledim.
Yamikuronue

@Yamikuronue, genel olarak, bu doğru. Ancak, devam eden bir çeşit faz geçişine sahipseniz (örneğin, denatüre proteinler), sıcaklık değişikliği olmadan ısı akışı elde edebilirsiniz.
Mark

0

daha basitçe söylemek gerekirse 400 derecede bir şeyler pişirirseniz, dışarıda daha hızlı pişirir, böylece dışarıda pişirilir ve içeride pişirilirse daha düşük bir sıcaklıkta pişirirseniz, daha eşit şekilde pişirilir ve öğeyi pişirirseniz (Et veya soğuk bir şey ise) pişirmeden önce oda sıcaklığına geldiğinde daha eşit ve daha hızlı pişecektir.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.