Одна фундаментальная ошибка в этом вопросе: 400 градусов - это not в два раза горячее 200 градусов. Температура является мерой кинетической энергии участвующих частиц. Единственная шкала, на которой вы можете сделать такое соотношение, которое вы себе представляете, это кельвины - вы должны измерять от абсолютного нуля.

400 F = 477.59 K
200 F = 366.48 K

, таким образом, кинетическая энергия воздуха в печи составляет всего около 477366 = 1,3 раза выше при 400 F, чем при 200. Для простых случаев, например, сколько времени требуется для испарения кастрюли с водой, 1,3x, вероятно, довольно близко к праву, но, как указано выше, есть целый ряд других переменных, которые вступают в игру с реальной едой.

Так что …

Вариации времени выпечки для рецепта, который призывает 400 градусов в течение 30 минут преобразуются в 450 время приготовления и 350 время приготовления:

400 Фаренгейт = 477,594 Кельвин

477,594 х 30 минут = 14327,82 HeatPoints

450 F = 505,372 K

14327,82 HP 505,372 K = 28,35 или 28 минут 21 секунда.

Многие “вещи” случаются при приготовлении конкретного блюда. Эти физические и химические (даже биологические) процессы требуют определенного оптимального диапазона температуры (и влажности) и занимают определенное время.

Например, когда выпекаете хлеб, дрожжи в тесте остаются живыми до тех пор, пока температура не поднимется достаточно высоко, чтобы убить его. Он продолжает вырабатывать газ по мере того, как тепло начинает заквашивать тесто. Тесто должно быть установлено так же, как пузырьки имеют самый большой размер для пушистого хлеба. Если пик производства газа до температуры достаточно высок, пузырьки могут упасть; если температура поднимается слишком быстро, тесто будет установлено слишком рано.

Если у меня есть жесткий кусок мяса, я могу приготовить его в течение 12 часов при низкой температуре и высокой влажности, чтобы оттенить его (и, возможно, в тушении жидкости для добавления вкуса). Затем я могу приготовить его в течение двух минут при очень высокой температуре, чтобы подрумянить поверхность без повышения общей температуры, так что внутри остается редко. В общем, когда мясо готовится в сухом виде, вы часто хотите, чтобы внутренняя часть достигла определенной температуры, не имея снаружи высыхает слишком много. Таким образом, это баланс между двумя крайностями. Если вы хотите, чтобы внутренняя температура составляла 150, чтобы убить бактерии или паразитов, вы можете представить себе приготовление в течение 12 часов, пока весь кусок не достигнет такой температуры, но затем вы теряете много влаги. Можно увеличить до 500 и надеяться, что внутренняя часть нагреется быстрее, но к тому времени, как внутренняя часть будет готова, мясо снаружи станет слишком горячим и, возможно, даже начнет чернеть. Где-то между вами и интерьером все будет сделано правильно, а снаружи немного подрумянится и станет хрустеть.

Если вы готовите семена, такие как рис или фасоль, то требуется определенное время, чтобы семена впитали воду и стали достаточно мягкими, чтобы есть, и это происходит быстрее, если температура высокая. Во время приготовления пищи в воде у вас есть максимальный предел температуры, при температуре кипения.

Таким образом, инструкции по приготовлению пищи калибруются методом проб и ошибок (и образованная интуиция), чтобы позволить различным химическим и физическим процессам происходить в условиях, которые производят лучший вкус и текстуру.

Правда, существует отрицательная корреляция между временем приготовления и температурой: чем выше температура, тем короче время приготовления. Но это очень нелинейно. Даже если бы вы учли тот факт, что температура измеряется по соотношению, а не по интервальной шкале , где реальный ноль находится на отметке 0 Кельвина, это все равно вам совсем не поможет.

Внутренняя температура

Рассмотрим в первую очередь самую простую часть процесса: взаимосвязь между внутренней температурой пищи и нелинейностью пищи. Приготовление пищи с теплом ждет определенных термодинамических изменений, например, в случае с мясом, вы ждете, пока белки денатурируют. Это означает, что вы начинаете с довольно кудрявой молекулы белка, и после того, как она пережила достаточно броуновского движения, она немного распутывается, теряя некоторые из более слабых связей между атомами.

Вероятность денатурирования молекулы через постоянное количество времени, скажем, 1 секунда, должна примерно следовать гауссовскому распределению, в зависимости от температуры пищи (более высокая температура -> молекула дрожит и движется больше, и натыкается больше на другие молекулы, что делает слабые троичные и четвертичные связи щелчком):

В соответствии с центральной предельной теоремой , из миллионов молекул в вашей еде, вышеуказанное распределение также говорит вам, какой процент из них будет преобразован в приготовленном состоянии через секунду. Это объясняет, почему при нагревании сахарного сиропа Вы почти мгновенно получаете карамель при заданной температуре - Вы достигли температуры, при которой более 99% молекул через секунду превращаются в карамелизированное состояние - но если Вы оставите сахар на очень долгое время при более низких температурах, он также карамелизируется . Это происходит потому, что через достаточно секунд одной молекулы из десяти тысяч, получив карамелизацию в секунду, Вы получаете весь сахарный кусок карамелизированным. С другой стороны, Ваша комнатная температура настолько низкая, что, возможно, только одна молекула в миллиарде превратится в сахар, хранящийся при комнатной температуре, и Вам придется веками ждать, пока все это карамелизируется. Это потому, что вы находитесь в почти плоской точке слева от кривой.

Таким образом, время и ["internal food temperature"] связаны в очень нелинейной моды. Теоретически, вы могли бы сделать некоторые прогнозы, если бы знали параметры mu и sigma кривой Гаусса; однако, они будут меняться вместе с продуктом питания и процессом, который вы хотите, чтобы случился. Денатуризация белков, показанная выше, является одним из таких процессов, карамелизация - другим, но управляется той же общей зависимостью. Большинство из них. (Исключение составляет плавление кристаллических веществ, таких как масло какао, которые имеют четко определенную температуру плавления).

Фактический расчет может идти следующим образом: при температуре 56 градусов по Цельсию для приготовления стейка требуется 1 секунда (технологически, для денатурирования по крайней мере 99% миозина на нем). При 55 градусах по Цельсию, это может занять полминуты, при 54 градусах по Цельсию, 3 минуты, при 50 градусах по Цельсию, 15 минут и так далее. Я использую здесь случайные числа, вы можете найти истинные числа для мяса, если вы посмотрите вокруг на су-видео кривые, я сомневаюсь, что есть легкодоступные источники для других процессов, таких как карамелизация или загустевание крахмала. Дело в том, что существует зависимость, но вы не можете предсказать ее интуитивно, потому что она сильно отклоняется от линейной, и большинство людей могут только интуитивно предсказать линейные связи.

Передача тепла

Но это становится еще более сложным. Нельзя нагреть каждую молекулу по отдельности. Давайте ненадолго забудем о микроволнах, они не очень вам помогают и все равно не имеют температурных настроек. То, что у вас есть - это источник тепла, например, плита, духовка или открытый огонь, и вы хотите передать тепло в пищу. Тепло передается через конвекцию, проводимость и излучение на поверхность пищи, и распространяется внутрь в основном за счет проводимости для твердых продуктов и комбинации конвекции и проводимости для жидкостей. Итак, когда вы нагрели поверхность пищи до 100 градусов Цельсия, внутренняя часть намного холоднее.

И сколько времени нужно, чтобы нагреть внутреннюю часть пищи? Ну, это зависит в основном от геометрии вашей пищи и ее химического состава. Это объясняет, почему рецепты, которые говорят вам готовить еду в течение определенного времени на вес (например, “жарить мясо по 10 минут на 250 г), настолько плохие. В зависимости от формы вашего мяса, оно будет намного длиннее или короче. Другие факторы, например, при приготовлении высококачественного выдержанного мяса с плотными стенками клеток и низким содержанием воды в отличие от PSE мясо с более высоким содержанием воды, также изменят время приготовления.

Фактическая формула расчета времени, необходимого для обжаривания мяса при заданной температуре, описывается этими дифференциальными уравнениями:

Я не знаю, что означают большинство из этих переменных, и я счастлив, что мне не придется этого делать. И, конечно же, Другие процессы приготовления, такие как карамелизация или Maillard (процесс, который создает корочки) будут иметь другую систему уравнений, одинаково сложную.

Ненужные изменения

Есть иногда процессы в приготовлении пищи, которые вы не хотите, чтобы случилось. Одним из примеров является сжигание еды. Другой типичный пример - мясо. Оно состоит, грубо говоря, из двух видов белка - актина и миозина. Они денатурируют при разных температурах - у каждого из них своя кривая, а актин сдвигается вправо. При денатурации миозина мясо ["medium"], мягкое и сочное. Когда актин тоже денатурирует, мясо ["well done"], или жесткое и сухое. Что большинство людей пытается достичь, это денатурация миозина, но без изменения актина.

Есть и другие нежелательные изменения тоже, как сжигание вашей пищи, или получить ваше масло горячим до точки разложения. Так что, как правило, вы хотите, чтобы ваша еда была разогрета, но часто есть предел, которого вы не хотите достичь.

На практике

В практическом плане, вы просто должны жить с пониманием того, что снижение температуры сделает вашу еду дольше, пока она не будет приготовлена. Если вы сделаете ее более горячей, то она будет короче, но вы рискуете достичь некоторой нежелательной температуры. Вы также оставляете меньше времени для развития вкусовых ощущений, что важно в некоторых случаях (например, тушеное мясо), но не в других (например, блины).

Любая попытка получить немного больше точности, чем указано выше, не практична. Действительные отношения слишком сложны. Теоретически возможно подогнать полиномиальную аппроксимацию, значения которой гораздо проще вычислить (я думаю, Дуглас Болдуин сделал это один раз для определенного куска мяса), но так как вы не знаете конкретных параметров для каждого блюда, это не практичное предложение, даже если вы держите калькулятор на кухне.

Итог: не готовьте по времени.

Невозможно надежно вычислить, когда блюдо будет готовиться при заданной температуре. Если автор рецепта даст вам приближенное значение, то оно будет достаточно неточным, так как будет зависеть от формы блюда, материала и толщины кастрюли, отклонений температуры в духовке и т.д. Поэтому Вы даже не можете сказать что-то вроде "Я знаю, что это занимает 30 минут при 300 Фаренгейте, я хочу знать, сколько времени это займет при 350 Фаренгейте”. Это занимает всего 30 минут при очень особых условиях, которые вы, возможно, неосознанно повторяют каждый раз, когда вы жарите, используя ту же самую духовку, ту же кастрюлю, и мясо от того же мясника.

Хорошая новость заключается в том, что вы не нуждаетесь в вышеперечисленном, чтобы хорошо готовить. Ваше мясо готовится в духовке, даже если вы не можете рассчитать вышеизложенное. Вы просто должны судить, когда его достать, и хотя время довольно бесполезно для этого решения, есть много других, гораздо лучше, признаков для этого. Термометр - это самый простой метод, и опыт научит вас распознавать идеальное удобство и без него, по запаху и видимым признакам, таким как цвет, текстура, количество пара и т.д.

Майкл в Herbivoracious отметил, что удвоение температуры не удваивает жару. Это часть проблемы, но вы можете исправить это, и вы все равно не получите правильно приготовленной пищи.

киамлалуно указал, что вы будете сжигать снаружи, прежде чем готовить внутри, что я думаю, больше к вашей точке зрения. Причина этого в том, что жара занимает некоторое время, чтобы попасть внутрь еды. Если бы у вас была некая теоретическая печь, которая могла бы нагреть всю вашу еду с точно такой же скоростью, то приготовление пищи при более высокой температуре в течение более короткого периода времени дало бы вам результаты, которые вы ищете. К сожалению, такого устройства не существует. Теплообмен описывается законом Ньютона об охлаждении (dQdt = -h-AΔT).

Переход на более высокую температуру (и приготовление пищи в течение меньшего времени) приводит к общему эффекту пригорания мяса снаружи, а попадание внутрь мяса не идеально приготовлено. Приготовление на более длительное время имеет эффект лучшего смешивания вкусов, и сохраняет некоторые виды мяса нежными.

В конкретных случаях, вероятно, можно использовать более высокую температуру, но просто приготовление меньшего количества мяса - это не единственное, что нужно сделать; есть что-то еще, что нужно исправить, или что-то, что нужно сделать, и это не было необходимости, если бы вы готовили при более низкой температуре.

Это нам вопрос:

Говоря математически, 200 градусов тепла в течение 10 минут должны быть такими же, как 400 градусов тепла в течение 5, но это не так, не так ли?

Чтобы показать, что они разные, все, что нужно, это один образец счетчика.

Рассмотрим кипячение яйца. Если сварить яйцо в 105 по Фаренгейту (40 по Цельсию) в течение длительного периода времени, то ни желток, ни яичный желток не застынут.

Если сварить, скажем, в 160 по Фаренгейту (70 по Цельсию), то в конечном итоге получится вареное яйцо.

Яичный желток и яичный желток состоят из протеинов. Когда белки нагреваются до определенной температуры, они денатурируются. В случае яйца химическая реакция (денатуризация) просто не активизируется при более низкой температуре.

Проще говоря, если вы запекаете что-то при 400 градусах, оно будет готовиться быстрее снаружи, так что оно перестанет готовиться снаружи и внутри, если вы будете готовить при более низкой температуре, оно будет готовиться более равномерно, и если вы доведете вашу готовку (если это было мясо или что-то холодное) до комнатной температуры, прежде чем приготовить его, он будет готовить более равномерно и быстрее.