Me temo que la mayor parte es bastante básica y está relacionada con el sentido común. Como en ese rango de temperatura, se usa simplemente porque ese es el rango de temperatura que hace que la comida se cocine en el interior sin quemarse en el exterior, o alternativamente que evite que la comida se vuelva muy seca. No es como la gente reunida para construir una gran conspiración para usar ciertas temperaturas. Simplemente usaron lo que funciona.
Más allá de eso, la reacción de malla comienza a aproximadamente 300 grados Fahrenheit, y la caramelización ocurre a aproximadamente 320 grados Fahrenheit. Cocinar es básicamente todo sobre química, microbiología y transferencia de agua. Al igual que con casi todas las reacciones químicas, la temperatura juega un papel importante, y muchas reacciones funcionan mejor a ciertas temperaturas. Creo que finalmente la respuesta es porque esa es la temperatura a la cual la mayoría de las reacciones en la cocina funcionan mejor. Eso honestamente cubre la mayor parte, y a menos que ambos sean realmente curiosos y un poco nerd de la ciencia como yo, te sugiero que solo dejarlo así. Si quieres más material de ciencia ficción, publicaré un enlace de un artículo que cubre un poco de la ciencia de la cocina, y para aquellos de ustedes que son demasiado perezosos para hacer clic en el enlace publicaré lo que pueda de la texto del artículo aquí.
Tu madre era una químico
Los efectos de la calefacción
Calientamos la comida por muchas razones. En realidad, cocinar la comida es solo uno de ellos.
Calientamos el agua para el té porque los aceites y sabores volátiles del té (o café) se disuelven mejor en agua caliente o se liberan en el agua cuando las grasas se derriten o las membranas se rompen. Los componentes volátiles que se vaporizan con el calor alcanzan nuestra nariz y crean aroma y sabor.
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Los almidones de calentamiento cambian las moléculas de almidón cristalizado en geles. El pan se vuelve rancio cuando los almidones se cristalizan, y el calentamiento del pan los devuelve a su estado de gel blando, haciendo que el pan tenga sabor y frescura. El pan duro no está seco, solo se siente así debido a los almidones cristalizados. En las papas crudas, el almidón es compacto, pero el calentamiento hace que los gránulos de almidón se hinchen y absorban agua, haciéndose más blandos y más fáciles de digerir.
Calentar la carne hace que el tejido conjuntivo de colágeno resistente se desnaturalice y se reblandezca para formar un gel. Calentarlo más hace que las otras proteínas se endurezcan y obtenemos tocino crujiente.
Reacciones de Browning
Hay dos formas en que los alimentos se vuelven marrones: a través de la acción de las enzimas, como cuando una manzana rebanada se pone marrón y sin enzimas.
En esta última categoría, podemos dividir el proceso de dorado en tres grupos: caramelización, donde los azúcares reaccionan entre sí, la oxidación del ácido ascórbico, donde la vitamina C reacciona con el oxígeno y las reacciones de Maillard, donde los azúcares reaccionan con los aminoácidos.
La reacción de Maillard es compleja. La reacción de la glucosa de azúcar y el aminoácido simple glicina proporciona más de 24 productos de reacción. En muchos alimentos, hay cinco o más azúcares y hasta 20 o más aminoácidos, y todos pueden reaccionar cuando se calientan para crear el color marrón que encontramos en la tostada. Ese color está compuesto principalmente por melanoidinas , moléculas grandes que se polimerizan a partir de los productos de la reacción de Maillard. Las melanoidinas tienen propiedades antioxidantes, como muchos otros colores de alimentos, y pueden unirse a iones metálicos como el hierro y sacarlos de la solución (un proceso llamado quelación , llamado así por las chelas, la garra de un cangrejo, ya que se adhieren a los iones).
Cinco azúcares de carbono como la ribosa reaccionan más fácilmente que seis azúcares de carbono como la glucosa o disacáridos como la sacarosa o la lactosa. El aminoácido lisina produce más color cuando reacciona con azúcares, y la cisteína produce el menos color. Los alimentos como las proteínas lácteas que son ricas en lisina se doblan fácilmente. Es por eso que la leche se usa como tinta invisible. No hace falta mucho calor para que la leche se vuelva marrón, por lo que la tinta se dora antes que el papel.
Las reacciones de Maillard producen sabores y colores. Las melanoidinas tienen sus propios sabores, pero sus largas cadenas llenas de grupos laterales adhesivos les permiten aferrarse a moléculas de sabor más pequeñas que también se producen por la reacción de Maillard, como el isobutiraldehído y el furfural, y el hidroximetilfurfural. Estos se liberan lentamente en el aire como el aroma de las tostadas, el café, la cerveza y otros alimentos que deben gran parte de su sabor al proceso de tostado o remojo.
Hidroximetilfurfural
Furfural
Isobutiraldehído
Las reacciones de Maillard ocurren a temperatura ambiente (una de las razones por las que los suelos son marrones), pero ocurren más rápido a medida que aumentan las temperaturas. Por encima de 248 ° F (120 ° C), los azúcares en los alimentos se combinan entre sí en el proceso conocido como caramelización. La fructosa carameliza a la temperatura más baja, alrededor de 230 ° F (110 ° C). La maltosa no se carameliza hasta que alcanza aproximadamente los 356 ° F (180 ° C).
La caramelización es otra reacción compleja que implica la descomposición de azúcares complejos en azúcares simples, seguida de polimerizaciones en moléculas más grandes, oxidaciones, isomerizaciones (cambiando la forma de la molécula sin cambiar el número y tipo de átomos en ella) y otras reacciones.
El resultado es un color marrón y los olores y sabores familiares de azúcar quemado.
A medida que el azúcar se cuece, primero se descompone en glucosa y fructosa, y luego estos azúcares simples se combinan al perder moléculas de agua (un grupo OH en una molécula reacciona con una H en la otra y se unen como H resultante
2
O molécula se evapora). El resultado es un tipo de molécula llamada anhídrido de sacarosa (que significa “sin agua”).
Calentar sacarosa a 392 ° F durante 35 minutos produce la pérdida de una molécula de agua por cada molécula de sacarosa, produciendo una molécula llamada isosacchrosan. Después de otros 55 minutos, la pérdida total de agua es de 4 moléculas por molécula de sacarosa y se forma la molécula de caramelano . Caramelan es una molécula de sabor amargo con la fórmula C
24
H
36
O
18
. Sin embargo, otros 55 minutos de cocción hacen que cada tres moléculas de sacarosa en promedio pierdan ocho moléculas de agua, y se forma la molécula caramelen , con la fórmula C
36
H
50
O
25
.
Calentar el azúcar crea una molécula aún más grande que es muy oscura y no se disuelve bien, llamada caramelina , con la fórmula C
125
H
188
O
80.
Desnaturalización de proteínas
Las proteínas de calentamiento destruyen su estructura tridimensional cuidadosamente doblada y les impide desempeñar sus funciones normales. La clara de huevo se convierte en un sólido opaco firme, el colágeno pierde su capacidad de conectar hueso y músculo y se convierte en gelatina, y las enzimas pierden su capacidad de catalizar de manera eficiente las reacciones químicas.
En el proceso, los huevos se vuelven más apetecibles, las carnes se vuelven tiernas y los alimentos se echan a perder con menos facilidad.
Usamos calor para cambiar la estructura de las proteínas de muchas maneras. Cuando hacemos queso, calentamos la cuajada. Esto cambia las proteínas que ya estaban desnaturalizadas por el ácido y la enzima cuajo, haciendo que se agrupen más cerca, expulsando el suero de leche para que el queso sea más firme y menos propenso a estropearse.
En natillas, calentamos las proteínas del huevo para hacer un gel firme, pero tratamos de no sobrecalentarlas, para que no se contraigan y expulsen demasiada humedad, convirtiendo la natilla en huevos revueltos dulces.
Al hacer pan con leche, primero escaldamos la leche. Esto desnaturaliza una proteína en el suero que interfiere con el volumen del pan a medida que se eleva y hornea. Pero el sobrecalentamiento de la leche la quema, soldando las proteínas de la leche en el fondo de la sartén, lo que hace que sea muy difícil limpiarlas. La pasteurización y el escaldado desempeñan las mismas funciones, y muchas recetas que requieren leche escaldada se desarrollaron antes de que la mayor parte de la leche fuera pasteurizada.
Reducción de volumen y secado
A veces calentamos los alimentos simplemente para expulsar agua extra y espesar la salsa, la sopa o el estofado. En el proceso obtenemos varias reacciones que cambian el sabor, el color y la textura del alimento, para bien o para mal, pero el objetivo principal es la reducción del volumen y la concentración del sabor.
El calentamiento es una forma rápida de secar los alimentos. Las manzanas en rodajas secas en un horno a 250 ° F se vuelven crujientes y livianas, y es mucho menos probable que se echen a perder. En realidad, cocinar las manzanas, usando un calor más alto, destruye las paredes celulares y algunos de los nutrientes, mientras que se secan lentamente sin calor, lo que permite que las enzimas y los microbios tengan tiempo de echar a perder los alimentos.
Producir sabor
Calentar la comida rara vez la hace más dulce, agria o salada. Los otros sensores en la lengua, aquellos para sabores amargos y salados, están más frecuentemente involucrados, especialmente si la comida se quema. Calentar la sacarosa puede hacer que se descomponga en glucosa y fructosa, y esa combinación es más dulce que la sacarosa original, pero reacciones como esa no son la regla general.
Para los sensores en la nariz, sin embargo, el calentamiento es mucho más a menudo un beneficio, a medida que las moléculas volátiles se liberan y los aromas se crean y liberan. Las reacciones de Maillard y la caramelización producen sabores amargos y muchas moléculas de aroma volátiles.
El calentamiento también provoca reacciones químicas que no ocurren a temperaturas más bajas, o que ocurren mucho más lentamente. Muchas de esas reacciones crean moléculas de sabor. Ya hemos analizado las reacciones más famosas, la reacción de Maillard y la caramelización, pero otros efectos también crean sabor cuando los alimentos se calientan.
Las grasas liberan sabor cuando se derriten. Las grasas con temperaturas de fusión más altas retienen las moléculas de sabor y aroma volátiles hasta que la temperatura excede su punto de fusión. Las verduras liberan sabores cuando se calientan también. Las paredes celulares de las plantas liberan sabores cuando las pectinas en la pared se disuelven. Y las cebollas se benefician de algo más que las reacciones de dorado. El calentamiento desactiva las moléculas productoras de lágrimas y hace que sean más agradables de comer.
Pero no todo el calentamiento produce resultados beneficiosos. Las moléculas de sabor y aroma volátiles pueden escapar durante el calentamiento y no estar disponibles cuando se sirven los alimentos. Las grasas pueden oxidarse, causando malos sabores u olores. La cocción excesiva del repollo produce sulfuro de hidrógeno, el gas maloliente que hace que los huevos podridos sean desagradables.
Carcinógenos
Los músculos del ganado, los cerdos, las aves y los peces contienen un compuesto llamado fosfocreatina. A altas temperaturas (muy por encima de la ebullición, cerca de 400 ° F y más), reacciona con los aminoácidos en las proteínas de la carne para crear compuestos llamados aminas heterocíclicas.
Phosphocreatine
Los estudios en el Instituto Nacional del Cáncer han demostrado que existe un vínculo entre las personas con cáncer de estómago y el consumo de carnes cocidas. Estos estudios demostraron que el riesgo de cáncer de estómago era tres veces mayor en las personas que cocinaban bien la carne que en las personas que cocinaban en un medio raro. Otros estudios relacionaron las carnes bien hechas con los cánceres colorrectales, pancreáticos y de mama.
Las aminas heterocíclicas principales en las carnes musculares recocidas son imidazo-quinolinas (llamadas IQ para abreviar) e imidazo-piridinas (llamadas IP para abreviar). Cinco de los más frecuentes se muestran a continuación. La palabra heterocíclico en este caso significa que tienen un anillo de cinco carbonos unido a un anillo de seis carbonos. La parte amina es el nitrógeno de la izquierda que está unido a dos hidrógenos.
IQ 3-metilimidazo [4,5-f] quinolin-2-amina
MeIQ 2-amino-3,4-dimethylimidazo (4,5-f) quinoline
MeIQx 2-amino-3,8-dimethylimidazo (4,5-f) quinoxaline
DiMeIQx 2-amino-3,7,8-trimethylimidazo (4,5-f) quinoxaline
Fenil IP 2-amino-1-metil-6-fenilimidazo (4,5-b) piridina
Comer carne bien hecha aumenta su riesgo de cáncer en un 0.011%. En comparación, fumar cigarrillos aumenta el riesgo de cáncer en un 7,9%.
Guisar la carne, donde la temperatura nunca supera el punto de ebullición del agua, no crea estas moléculas. Microondas de la carne antes de asar reduce los precursores de estas moléculas, mucho menos se crea durante el tratamiento de alta temperatura en la parrilla. Esto redujo el riesgo de cáncer en un 95% (a 0.00055%).
Las mismas reacciones de Maillard que producen los sabores y aromas de los alimentos dorados al calor también pueden producir otro tipo de carcinógeno. Se encuentra especialmente en papas fritas como papas fritas y papas fritas, la acrilamida ha demostrado causar cáncer en animales de laboratorio.
Los alimentos con alto contenido de carbohidratos calentados a más de 250 ° F son los que crean la acrilamida al reaccionar el aminoácido asparagina con azúcares.
Acrilamida
Sin embargo, estudios en varones suecos no encontraron relación con cáncer de próstata y colorrectal cuando se ingirieron cantidades dietéticas normales, y otros estudios no mostraron relación con el cáncer de pulmón en hombres o cáncer de endometrio en mujeres y mostraron que de hecho puede ser protector contra adenocarcinomas en mujeres Un estudio de hombres y mujeres en los Países Bajos encontró algunas indicaciones de una asociación positiva entre la acrilamida y el riesgo de cáncer renal.
Por lo tanto, aunque se considera que la acrilamida es un carcinógeno humano probable, los estudios epidemiológicos no han demostrado ninguna asociación entre la acrilamida en la dieta y el riesgo de cáncer. Los humanos y los roedores pueden tener tasas de absorción diferentes para esta molécula, lo que podría explicar por qué los animales de laboratorio contraen cáncer mientras que los humanos no parecen tener cáncer.
Cambios de color
Uno de los efectos más obvios de calentar alimentos es que a menudo cambian de color. El oscurecimiento de la reacción de Maillard es un tipo de cambio de color, pero muchos otros también son evidentes.
La carne contiene mioglobina, un pigmento rojo que da color a la carne incluso cuando se ha eliminado la sangre roja. Cuando la mioglobina se calienta, reacciona con oxígeno y se vuelve marrón, dando a la carne cocida el color que vemos cuando cortamos en rodajas un bistec bien hecho o un asado de olla.
Clorofila A
La clorofila, el pigmento que le da a las verduras su color, contiene un átomo central de magnesio. Al cocinar, ese átomo de magnesio se pierde y se reemplaza por un átomo de hidrógeno. Esto cambia la molécula lo suficiente como para que se vuelva de un verde más pálido o amarillo grisáceo. El cambio de color también permite que los pigmentos carotenoides rojos y anaranjados se vean a través de ellos.
Las células vegetales tienen bolsas de aire que ocultan algo del color verde de la clorofila. Cuando se calientan, estos gases se expanden y escapan, y el resultado es el color verde brillante del brócoli ligeramente cocido al vapor. Cocinar demasiado tiempo, o en un ácido, dará como resultado la pérdida del magnesio y el color apagado de los vegetales cocidos.
Cambios nutricionales
Cocinar hace que muchos nutrientes en los alimentos estén más disponibles. Los almidones se hinchan y se ablandan, el tejido conectivo duro se convierte en gelatina y las pectinas en las paredes de las células vegetales se suavizan y se convierten en gelatina.
El calentamiento de los alimentos también puede proteger algunos nutrientes como el ácido ascórbico de ser destruido por las enzimas naturales de las plantas. El calentamiento también puede destruir algunos factores antinutricionales, como los taninos en los alimentos, y así hacer que los alimentos sean más nutritivos.
La calefacción también puede destruir los nutrientes. La tiamina se descompone cuando se calienta en soluciones alcalinas, y los huevos son ligeramente alcalinos y se vuelven más alcalinos con la edad. Hervir un huevo produce una pérdida promedio del 15% de la tiamina en el huevo crudo.
Y las reacciones de Maillard hacen inutilizables los aminoácidos en proteínas como bloques de construcción de proteínas, aunque en general solo una pequeña porción de la proteína en algo así como un filete participa en las reacciones en la superficie.
Levadura
Los gases se expanden cuando se calienta. Este es un efecto importante en la cocción de cualquier espuma, como tortas y panes, y los cocineros lo llaman “resorte de horno”, por el aumento adicional que ocurre en los primeros minutos de cocción.
Algunos productos horneados como popovers obtienen toda su levadura cuando el agua en la mezcla se convierte en vapor, y el vapor continúa expandiéndose con calor extra.
Otro efecto del calor entra en juego en los polvos para hornear “de doble acción”. Estos polvos están hechos de bicarbonato de sodio y dos diferentes ácidos en polvo. Un ácido reacciona inmediatamente cuando se agrega agua, y el ácido se combina con el bicarbonato de sodio para crear gas de dióxido de carbono. Pero el segundo polvo ácido, el sulfato de aluminio y sodio, reacciona lentamente a temperatura ambiente, pero reacciona mucho más durante la cocción. Esto permite que haya más tiempo para mezclar o mezclar una mezcla en la cocina antes de hornear, y garantiza que los gases perdidos mientras está en el mostrador se reemplacen a medida que se cocinan en el horno.
