Pertanyaan yang sangat mendasar yang menggangguku ...

Berbicara secara matematis, 200 derajat panas selama 10 menit harus sama dengan 400 derajat panas selama 5 menit, tetapi bukan itu masalahnya, kan?

Jadi apa bedanya jika saya memasak sesuatu selama 5 menit pada 450 vs 350, dibandingkan dengan sesuatu pada 350 selama 3 menit atau 7 menit?

"Panggil" (waktu / suhu) manakah yang mengubah hasil dengan cara apa? Kenapa ini?

Satu kesalahan mendasar dalam pertanyaan ini: 400 derajat tidak dua kali lebih panas dari 200 derajat. Suhu adalah ukuran energi kinetik dari partikel yang terlibat. Satu-satunya skala di mana Anda dapat melakukan jenis rasio yang Anda bayangkan adalah Kelvin - Anda harus mengukur dari nol absolut.

400 F = 477.59 K
200 F = 366.48 K

jadi energi kinetik udara dalam oven hanya sekitar 477/366 = 1,3 kali lebih tinggi pada 400 F daripada di 200. Untuk kasus-kasus sederhana, seperti berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk menguapkan panci air, 1,3x mungkin cukup dekat ke kanan, tetapi seperti yang ditunjukkan di atas, ada sejumlah variabel yang ikut bermain dengan makanan nyata.

Jadi ...

Variasi waktu panggang untuk resep yang membutuhkan 400 derajat selama 30 menit dikonversi menjadi 450 waktu memasak dan 350 waktu memasak:

400 Farenheit = 477.594 Kelvin

477.594 x 30 menit = 14327.82 HeatPoints

450 F = 505.372 K

14327.82 HP / 505.372 K = 28.35 atau 28 menit 21 detik

Banyak "hal" terjadi dalam memasak hidangan tertentu. Proses fisik dan kimia (bahkan biologis) ini membutuhkan kisaran suhu (dan kelembaban) optimal tertentu dan membutuhkan waktu tertentu untuk diselesaikan.

Misalnya, ketika Anda memanggang roti, ragi dalam adonan tetap hidup sampai suhu naik cukup tinggi untuk membunuhnya. Ini terus menghasilkan gas ketika panas mulai mengatur adonan. Adonan harus disetel tepat saat gelembung berada pada ukuran terbesarnya untuk roti empuk. Jika produksi gas memuncak sebelum suhu cukup tinggi, gelembung bisa runtuh; jika suhunya naik terlalu cepat, adonan akan mengembang terlalu dini.

Jika saya memiliki sepotong daging yang keras, saya bisa memasaknya selama 12 jam pada suhu rendah dan kelembaban tinggi untuk melunakkannya (dan mungkin dalam cairan rebusan untuk menambah rasa). Lalu saya bisa memasaknya selama dua menit pada suhu yang sangat tinggi untuk menguliti permukaan tanpa menaikkan suhu keseluruhan, sehingga bagian dalamnya tetap langka. Secara umum ketika memasak daging kering Anda sering ingin bagian dalam mencapai suhu tertentu, tanpa bagian luarnya terlalu kering. Jadi ini adalah keseimbangan antara dua ekstrem. Jika Anda ingin suhu internal 150 untuk membunuh bakteri atau parasit, Anda bisa membayangkan memasak selama 12 jam sampai seluruh bagian mencapai suhu itu, tetapi kemudian Anda kehilangan banyak kelembaban. Anda bisa mengubahnya hingga 500 dan berharap bagian dalam memanas lebih cepat, tetapi pada saat bagian dalam siap, daging di luar terlalu panas dan bahkan mungkin mulai menghitam. Di suatu tempat di antara Anda mendapatkan interior dilakukan dengan benar, dengan eksterior hanya sedikit kecoklatan dan renyah.

Jika Anda memasak biji-bijian seperti nasi atau kacang-kacangan, dibutuhkan sejumlah waktu agar biji menyerap air dan menjadi cukup lunak untuk dimakan, dan ini terjadi lebih cepat jika suhunya tinggi. Saat memasak dalam air Anda memiliki batas suhu maksimum, pada titik didih.

Jadi, instruksi memasak dikalibrasi oleh coba-coba (dan intuisi terdidik) untuk memungkinkan proses kimia dan fisik yang berbeda terjadi dalam kondisi yang menghasilkan rasa dan tekstur terbaik.

Memang benar bahwa ada korelasi negatif antara waktu memasak dan suhu: semakin tinggi suhu, semakin pendek waktu memasak. Tetapi sangat non-linear. Bahkan jika Anda memperhitungkan fakta bahwa suhu diukur pada rasio, bukan skala interval di mana nol sebenarnya adalah 0 Kelvin, itu masih tidak akan membantu Anda sama sekali.

Suhu internal

Pertama-tama pertimbangkan bagian yang lebih mudah dari proses itu: hubungan antara suhu internal makanan dan kematangan makanan. Memasak makanan dengan panas menunggu perubahan termodinamika tertentu terjadi, misalnya dalam kasus daging, Anda menunggu protein mengalami denaturasi. Ini berarti bahwa Anda mulai dengan molekul protein yang agak keriting, dan setelah mengalami cukup banyak gerakan kecoklatan, ia akan terurai sedikit, kehilangan beberapa ikatan yang lebih lemah di antara atom-atom.

Peluang molekul didenaturasi setelah waktu yang konstan, katakan 1 detik, secara kasar harus mengikuti distribusi Gaussian, tergantung pada suhu makanan (suhu lebih tinggi -> molekul bergetar dan bergerak lebih banyak, dan menabrak lebih banyak ke yang lain) molekul, yang membuat ikatan terner dan kuarterner lemah):

Berdasarkan teorema batas pusat , dari jutaan molekul dalam makanan Anda, distribusi di atas juga memberi tahu Anda berapa persen dari mereka yang akan dikonversi ke keadaan matang setelah sedetik. Ini menjelaskan mengapa, jika Anda memanaskan sirup gula, Anda mendapatkan karamel pada suhu yang diberikan hampir secara instan - Anda telah mencapai suhu di mana lebih dari 99% molekul Anda akan dikonversi ke keadaan karamel setelah satu detik - tetapi jika Anda meninggalkan gula untuk waktu yang sangat lama. lama pada suhu yang lebih rendah, itu juga akan karamel. Ini karena setelah cukup beberapa detik dari satu molekul dalam sepuluh ribu mendapatkan karamel per detik, Anda mendapatkan seluruh gula benjolan karamel. Di sisi lain, suhu kamar Anda sangat rendah, sehingga mungkin hanya satu molekul dalam satu miliar akan mengkonversi gula yang disimpan di suhu kamar, dan Anda harus menunggu selama berabad-abad untuk semua itu karamelisasi. Ini karena Anda berada di titik yang hampir rata di ujung kiri kurva.

Jadi, waktu dan internal food temperatureterhubung dengan cara yang sangat non-linear. Anda secara teoritis dapat membuat beberapa prediksi, jika Anda tahu parameter mu dan sigma dari kurva Gaussian; Namun, mereka akan berubah dengan makanan dan proses yang Anda inginkan terjadi. Denaturasi protein yang diilustrasikan di atas adalah salah satu prosesnya, karamelisasi adalah proses lain, tetapi diatur oleh hubungan umum yang sama. Kebanyakan dari mereka. (Pengecualian adalah peleburan zat kristalin seperti cocoa butter, yang memiliki titik leleh yang jelas).

Perhitungan yang sebenarnya mungkin seperti ini: pada 56 Celcius, diperlukan 1 detik untuk steak dimasak (secara teknis, setidaknya 99% dari myosin di atasnya untuk didenaturasi). Pada 55 Celcius, mungkin butuh setengah menit, pada 54 Celcius, 3 menit, 50 Celcius, 15 menit, dan seterusnya. Saya menggunakan angka acak di sini, Anda dapat menemukan angka sebenarnya untuk daging jika Anda mencari kurva sous vide, saya ragu bahwa ada sumber yang mudah diakses untuk proses lain seperti karamelisasi atau gelasi pati. Intinya adalah bahwa ada ketergantungan, tetapi Anda tidak dapat memprediksinya secara intuitif, karena itu banyak menyimpang dari yang linier, dan kebanyakan orang hanya bisa secara intuitif memprediksi koneksi linear.

Perpindahan panas

Tapi itu menjadi lebih rumit. Anda tidak dapat memanaskan setiap molekul secara terpisah. Mari kita lupakan gelombang mikro sebentar, mereka tidak banyak membantu Anda, dan mereka tidak memiliki pengaturan suhu. Apa yang Anda miliki adalah sumber panas, seperti kompor, oven, atau api terbuka, dan Anda ingin memindahkan panas ke makanan. Panas ditransfer melalui konveksi, konduksi dan radiasi ke permukaan makanan, dan menyebar ke dalam sebagian besar oleh konduksi untuk makanan padat dan kombinasi konveksi dan konduksi untuk cairan. Jadi, ketika Anda telah memanaskan permukaan makanan hingga 100 celcius, bagian dalamnya jauh lebih dingin.

Dan berapa lama untuk memanaskan bagian dalam makanan? Ini tergantung terutama pada geometri makanan Anda dan komposisi kimianya. Yang menjelaskan mengapa resep yang memberitahu Anda untuk memasak makanan untuk waktu tertentu per berat (misalnya "memanggang daging selama 10 menit per 250 g) sangat buruk. Tergantung pada apa bentuk daging Anda, itu akan memakan waktu lebih lama atau lebih pendek dari itu Faktor-faktor lain, misalnya berurusan dengan daging tua berkualitas tinggi dengan dinding sel yang ketat dan kadar air yang rendah dibandingkan dengan daging PSE dengan kadar air yang lebih tinggi juga akan mengubah waktu yang dibutuhkan.

Formula aktual untuk menghitung waktu yang dibutuhkan untuk memanggang daging pada suhu tertentu dijelaskan oleh persamaan diferensial ini:

Saya tidak tahu apa arti sebagian besar variabel ini, dan saya senang bahwa saya tidak harus melakukannya. Dan tentu saja, proses memasak lainnya seperti karamelisasi atau Maillard (proses yang menciptakan kerak) akan memiliki sistem persamaan yang berbeda, sama rumitnya.

Perubahan yang tidak diinginkan

Terkadang ada proses memasak yang tidak Anda inginkan. Salah satu contoh adalah makanan yang dibakar. Contoh khas lainnya adalah daging. Ini terdiri dari, secara kasar, dua jenis protein, aktin dan miosin. Mereka mendenaturasi pada suhu yang berbeda - masing-masing dari mereka memiliki kurva sendiri, dan aktin digeser ke kanan. Ketika myosin mendenaturasi, dagingnya mediumlembut dan berair. Ketika aktin mendenaturasi juga, dagingnya well done, atau keras dan kering. Apa yang kebanyakan orang coba capai adalah denaturasi myosin tetapi tanpa mengubah aktin.

Ada perubahan lain yang tidak diinginkan juga, seperti membakar makanan Anda, atau membuat minyak Anda panas sampai membusuk. Jadi Anda biasanya ingin memanaskan makanan Anda, tetapi sering kali ada batas yang tidak ingin Anda capai.

Dalam praktek

Secara praktis, Anda hanya perlu hidup dengan pengetahuan bahwa menurunkan suhu akan membuat makanan Anda lebih lama sampai matang. Jika Anda membuatnya lebih panas, itu akan memakan waktu lebih pendek, tetapi Anda berisiko mencapai suhu yang tidak diinginkan. Anda juga menyisakan lebih sedikit waktu untuk citarasa, yang penting dalam beberapa kasus (misalnya semur) tetapi tidak pada yang lain (misalnya pancake).

Upaya apa pun untuk mendapatkan ketelitian lebih dari yang di atas tidak praktis. Hubungan yang sebenarnya terlalu rumit. Secara teori dimungkinkan untuk menyesuaikan pendekatan polinomial yang nilainya jauh lebih mudah untuk dihitung (saya pikir Douglas Baldwin pernah melakukannya sekali untuk potongan daging tertentu), tetapi karena Anda tidak tahu parameter khusus untuk digunakan untuk setiap makanan, itu bukanlah proposisi praktis bahkan jika Anda menyimpan kalkulator di dapur Anda.

Intinya: jangan memasak berdasarkan waktu.

Tidak mungkin menghitung dengan andal kapan makanan akan dilakukan pada suhu tertentu. Jika seorang penulis resep memberi Anda perkiraan, itu akan sangat tidak tepat, karena itu akan tergantung pada bentuk makanan Anda, bahan dan ketebalan panci Anda, penyimpangan suhu oven Anda, dll. Jadi Anda bahkan tidak bisa mengatakan sesuatu seperti "Saya tahu butuh 30 menit pada 300 Fahrenheit, saya ingin tahu berapa lama pada 350 Fahrenheit". Hanya membutuhkan waktu 30 menit dalam kondisi yang sangat khusus, yang mungkin Anda tiru tanpa sadar setiap kali dipanggang, dengan menggunakan oven yang sama, wajan yang sama, dan daging dari tukang daging yang sama.

Kabar baiknya adalah Anda tidak perlu memasaknya di atas . Daging Anda dikerjakan dalam oven meskipun Anda tidak dapat menghitungnya. Anda hanya harus menilai kapan harus mengeluarkannya, dan sementara waktu agak tidak berguna untuk keputusan itu, ada banyak tanda lain yang jauh lebih baik untuk itu. Termometer adalah metode termudah, dan pengalaman akan mengajarkan Anda untuk mengenali kematangan sempurna juga tanpanya, dengan mencium dan petunjuk yang terlihat seperti warna, tekstur, jumlah uap, dll.

Melewati suhu yang lebih tinggi (dan memasak untuk waktu yang lebih sedikit) memiliki efek umum membakar bagian luar daging, dan membuat bagian dalamnya tidak dimasak dengan sempurna. Memasak untuk waktu yang lebih lama memiliki efek pencampuran rasa yang lebih baik, dan membuat beberapa jenis daging tetap empuk.

Dalam kasus tertentu, mungkin untuk menggunakan suhu yang lebih tinggi, tetapi hanya memasak lebih sedikit bukanlah satu-satunya hal yang perlu dilakukan; ada hal lain yang perlu diperbaiki, atau sesuatu yang perlu dilakukan dan itu tidak perlu jika Anda akan memasak pada suhu yang lebih rendah.

Michael di Herbivoracious menunjukkan bahwa menggandakan suhu tidak akan menggandakan panas. Itu bagian dari masalah, tetapi Anda dapat memperbaikinya, dan Anda masih belum mendapatkan makanan yang dimasak dengan benar.

kiamlaluno menunjukkan bahwa Anda akan membakar bagian luar sebelum memasak bagian dalamnya, yang menurut saya lebih tepat untuk Anda. Alasan di baliknya adalah karena panas membutuhkan waktu untuk sampai ke bagian dalam makanan. Jika Anda memiliki semacam oven teoretis yang dapat memanaskan semua makanan Anda pada tingkat yang persis sama, maka memasak pada suhu yang lebih tinggi untuk periode waktu yang lebih singkat akan memberi Anda hasil yang Anda cari. Sayangnya, perangkat seperti itu tidak ada. Perpindahan panas dijelaskan oleh Hukum Pendinginan Newton (dQ / dt = -h · AΔT)

Ini pertanyaan kita:

Berbicara secara matematis, 200 derajat panas selama 10 menit harus sama dengan 400 derajat panas selama 5 menit, tetapi bukan itu masalahnya, kan?

Untuk menunjukkan bahwa keduanya berbeda, semua yang diperlukan adalah contoh penghitung tunggal.

Pertimbangkan merebus sebutir telur. Jika Anda merebus telur dalam 105 Fahrenheit (40 Celcius) selama periode waktu yang lama, baik kuning telur maupun putih telur tidak akan mengatur.

Jika Anda memasaknya di, katakanlah 160 Fahrenheit (70 Celcius) Anda pada akhirnya akan mendapatkan telur rebus.

Putih telur dan kuning telur terdiri dari protein. Ketika protein dipanaskan sampai suhu tertentu, protein akan mengalami denaturasi. Dalam kasus telur, reaksi kimia (denaturisasi) tidak akan diaktifkan pada suhu yang lebih rendah.

lebih sederhananya jika Anda memanggang sesuatu pada suhu 400 derajat itu akan lebih cepat matang di bagian luar sehingga akan lebih matang di luar dan di bawah matang jika Anda memasak pada suhu yang lebih rendah itu akan memasak lebih merata dan jika Anda membawa item masakan Anda (jika itu daging atau sesuatu yang dingin) sampai suhu kamar sebelum dimasak, itu akan memasak lebih merata dan lebih cepat juga.