Здесь действительно есть пара отдельных проблем:
Что такое конверсия коллагена в желатин?
Когда коллаген превращается в желатин, он не плавится (это молекула того же типа, как лед и жидкая вода - это одно и то же).
Вместо этого он гидратируется, что представляет собой процесс химической конверсии, когда вода фактически добавляется в общую структуру молекулы белка, превращая ее в другую молекулу белка.
Это происходит не только из-за температуры, но скорее потому, что молекула воды с нужным уровнем энергии, чтобы привести процесс в действие (то есть двигаться достаточно быстро), попадает в молекулу коллагена в нужном месте, чтобы взаимодействовать с ним и становиться частью молекула.
Новая молекула называется желатин.
Почему скороварка эффективно обеспечивает более высокие температуры, чем духовка?
Большинство продуктов содержат много воды. Одним из фундаментальных свойств воды является то, что для превращения ее из жидкой воды в точке кипения (100 ° C / 212 F при давлении на уровне моря) в пар при той же температуре требуется относительно большое количество энергии. Это называется энтальпией испарения .
Когда пищу, содержащую воду, нагревают на воздухе при нормальном давлении, даже если температура воздуха намного выше температуры кипения воды, поверхность пищи не может нагреваться выше температуры кипения, потому что любая дополнительная энергия идет на преобразование воды. в пар и сушки поверхности.
Только после высыхания поверхности можно начать потемнение и другие процессы, происходящие при температуре выше 100 ° С.
Однако во внутренней части пищи, которая все еще влажная, температура по-прежнему не может превышать температуру кипения. Очень немногие продукты обычно готовятся до такой степени, что внутренняя поверхность становится достаточно сухой, чтобы нагреться, чем эта.
В скороварке температура кипения воды выше, когда достигается давление (для краткости я не буду обсуждать, почему это так). Например, при 15 бар (типично для скороварки, на одну дополнительную атмосферу давления выше нормального давления на уровне моря) вода не будет кипеть до примерно 250 F / 121 C.
Это позволяет как поверхности, так и внутренней части пищи достигать более высоких температур, чем при нормальном давлении. Некоторые процессы приготовления ускоряются благодаря этой разнице.
Почему коллаген конвертируется быстрее?
Конверсия коллагена в желатин зависит от времени / температуры.
То есть, чем выше температура (в разумных пределах, до того, как она сгорит или разлагается), тем быстрее конверсия.
Коллаген превратится в желатин при 140 F, но это займет буквально несколько дней. При 170 - 180 F (типичные внутренние температуры при тушении на уровне моря) это занимает несколько часов.
В скороварке это время может быть уменьшено, потому что внутренняя температура может стать выше, чем при температуре на уровне моря.
Причина этого заключается в том, что превращение коллагена в желатин является случайным процессом. Это означает, что это по сути случайное. В упрощенном виде представьте, что молекула коллагена представляет собой гигантскую молекулу (она есть) с кнопкой на ней.
Все молекулы воды движутся случайно, отскакивая друг от друга. Чем выше температура, тем быстрее они движутся в среднем . То есть при низкой температуре большинство молекул движутся относительно медленно, но некоторые почти останавливаются, а очень немногие очень быстро. При более высокой температуре они движутся в среднем быстрее, а несколько большее число движется относительно очень быстро.
Теперь представьте, что кнопка не будет нажата, пока молекула воды не ударит ее, пока она движется достаточно быстро, чтобы нажать кнопку достаточно сильно. Чем выше температура, тем меньше времени потребуется, чтобы это произошло в среднем, потому что больше молекул воды движутся быстро.
Примите этот процесс на многих, многих, многих молекулах коллагена, и вы получите кривую преобразования времени / температуры: чем выше температура, тем быстрее конверсия в целом.
Заключение
Преобразование коллагена в желатин происходит быстрее в скороварке, потому что внутренняя температура пищи становится выше, чем это возможно при атмосферном давлении, и эта более высокая температура ускоряет процесс стохастической желатинизации.
