Temps et température – Qu’est-ce qui change quoi ?

Il est vrai qu’il existe une corrélation négative entre le temps de cuisson et la température : plus la température est élevée, plus le temps de cuisson est court. Mais cette corrélation est hautement non linéaire. Même si vous deviez tenir compte du fait que la température est mesurée sur une échelle de rapport, et non d’intervalle, où le vrai zéro est à 0 Kelvin, cela ne vous aidera toujours pas du tout.

Température interne

Considérez d’abord la partie la plus facile du processus : la relation entre la température interne de l’aliment et la cuisson de l’aliment. Cuire des aliments avec de la chaleur, c’est attendre que certains changements thermodynamiques se produisent, par exemple dans le cas de la viande, vous attendez que les protéines se dénaturent. Cela signifie que vous commencez avec la molécule de protéine plutôt frisée, et après qu’elle ait subi suffisamment de mouvement brownien, elle s’effiloche un peu, perdant certaines des liaisons les plus faibles entre les atomes.

La probabilité qu’une molécule soit dénaturée après un temps constant, disons 1 seconde, devrait suivre grossièrement une distribution gaussienne, en fonction de la température de l’aliment (température plus élevée -> la molécule s’agite et bouge plus, et se heurte davantage à d’autres molécules, ce qui fait craquer les liaisons ternaires et quarternaires faibles) :

Par le théorème central limite, sur les millions de molécules présentes dans votre nourriture, la distribution ci-dessus vous indique également quel pourcentage d’entre elles sera converti à l’état cuit après une seconde. Cela explique pourquoi, si vous chauffez du sirop de sucre, vous obtenez du caramel à une température donnée presque instantanément – vous avez atteint la température à laquelle plus de 99 % de vos molécules se convertiront à l’état caramélisé après une seconde – mais si vous laissez le sucre pendant très longtemps à des températures plus basses, il se caramélisera également. En effet, après un nombre suffisant de secondes où une molécule sur dix mille se caramélise par seconde, c’est tout le morceau de sucre qui est caramélisé. D’autre part, la température ambiante est si basse que seule une molécule sur un milliard se transformera en sucre stocké à température ambiante, et vous devrez attendre des siècles pour que tout le sucre se caramélise. C’est parce que vous êtes à un point presque plat à l’extrême gauche de la courbe.

Donc, le temps et internal food temperature sont liés de manière très non linéaire. Vous pourriez théoriquement faire quelques prédictions, si vous connaissiez les paramètres mu et sigma de la courbe gaussienne ; cependant, ils changeront en fonction de l’aliment et du processus que vous souhaitez voir se produire. La dénaturation des protéines illustrée ci-dessus est un de ces processus, la caramélisation en est un autre, mais elle est régie par la même relation générale. La plupart d’entre eux le sont. (Une exception serait la fusion de substances cristallines comme le beurre de cacao, qui ont un point de fusion nettement défini).

Le calcul réel pourrait aller comme suit : à 56 Celsius, il faut 1 seconde pour qu’un steak soit cuit (techniquement, pour qu’au moins 99 % de la myosine qu’il contient soit dénaturée). À 55 degrés Celsius, cela peut prendre une demi-minute, à 54 degrés Celsius, 3 minutes, à 50 degrés Celsius, 15 minutes, et ainsi de suite. J’utilise des chiffres aléatoires ici, vous pouvez trouver les vrais chiffres pour la viande si vous cherchez des courbes sous vide, je doute qu’il existe des sources facilement accessibles pour d’autres processus tels que la caramélisation ou la gélification de l’amidon. Le point est qu’il y a une dépendance, mais vous ne pouvez pas la prédire intuitivement, car elle dévie beaucoup d’une linéaire, et la plupart des gens ne peuvent prédire intuitivement que des connexions linéaires.

Transfert de chaleur

Mais cela devient encore plus compliqué. Vous ne pouvez pas chauffer chaque molécule individuellement. Oublions les micro-ondes pour un moment, ils ne vous aident pas beaucoup, et ils n’ont pas de réglages de température de toute façon. Ce que vous avez, c’est une source de chaleur, comme une cuisinière, un four ou un feu ouvert, et vous voulez transférer la chaleur à la nourriture. La chaleur est transférée par convection, conduction et rayonnement à la surface de l’aliment, et se propage à l’intérieur principalement par conduction pour les aliments solides et par une combinaison de convection et de conduction pour les liquides. Ainsi, lorsque vous avez chauffé la surface de l’aliment à 100 celsius, l’intérieur est beaucoup plus froid.

Et combien de temps faut-il pour chauffer l’intérieur de l’aliment ? Eh bien, cela dépend principalement de la géométrie de votre aliment et de sa composition chimique. Ce qui explique pourquoi les recettes qui vous disent de cuire les aliments pendant un temps donné par poids (par exemple « rôtir la viande pendant 10 minutes par 250 g ») sont si mauvaises. Selon la forme de votre viande, le temps de cuisson sera beaucoup plus long ou plus court que cela. D’autres facteurs, par exemple le fait d’avoir affaire à de la viande âgée de haute qualité avec des parois cellulaires serrées et une faible teneur en eau, par opposition à la viande PSE avec sa teneur en eau plus élevée, modifieront également le temps nécessaire.

La formule réelle pour calculer le temps nécessaire au rôtissage de la viande à une température donnée est décrite par ces équations différentielles :

Je ne sais pas ce que signifient la plupart de ces variables, et je suis heureux de ne pas avoir à le faire. Et bien sûr, d’autres processus de cuisson comme la caramélisation ou Maillard (le processus qui crée les croûtes) auront un autre système d’équations, tout aussi compliqué.

Modifications indésirables

Il y a parfois des processus en cuisine que l’on ne souhaite pas voir se produire. Un exemple est celui des aliments qui se brûlent. Un autre exemple typique est la viande. Elle est composée, grosso modo, de deux types de protéines, l’actine et la myosine. Elles se dénaturent à des températures différentes – chacune d’entre elles a sa propre courbe, et celle de l’actine est décalée vers la droite. Lorsque la myosine se dénature, la viande est medium, douce et juteuse. Lorsque l’actine se dénature aussi, la viande est well done, ou dure et sèche. Ce que la plupart des gens essaient de réaliser, c’est de dénaturer la myosine mais sans modifier l’actine.

Il y a aussi d’autres changements indésirables, comme brûler votre nourriture, ou rendre votre huile chaude au point de se décomposer. Donc, vous voulez généralement que vos aliments soient chauffés, mais il y a fréquemment une limite que vous ne voulez pas atteindre.

En pratique

En pratique, vous devez simplement vivre en sachant que si vous faites baisser la température, votre aliment prendra plus de temps jusqu’à ce qu’il soit cuit. Si vous la rendez plus chaude, elle prendra moins de temps, mais vous risquez d’atteindre une certaine température indésirable. Vous laissez également moins de temps aux saveurs pour se développer, ce qui est important dans certains cas (par exemple, les ragoûts) mais pas dans d’autres (par exemple, les crêpes).

Tout essai pour gagner un peu plus de précision que ce qui précède n’est pas pratique. Les relations réelles sont beaucoup trop compliquées. Il est théoriquement possible d’ajuster une approximation polynomiale dont les valeurs sont beaucoup plus faciles à calculer (je pense que Douglas Baldwin l’avait fait une fois pour une coupe spécifique de viande), mais comme vous ne connaissez pas les paramètres spécifiques à utiliser pour chaque aliment, ce n’est pas une proposition pratique, même si vous gardez une calculatrice dans votre cuisine.

Il n’est pas possible de calculer de manière fiable quand un aliment sera cuit à une température donnée. Si un auteur de recette vous donne une approximation, elle sera assez imprécise, car elle dépendra de la forme de votre aliment, du matériau et de l’épaisseur de votre casserole, des écarts de température de votre four, etc. Vous ne pouvez donc pas dire quelque chose comme « Je sais que cela prend 30 minutes à 300 Fahrenheit, je veux savoir combien de temps cela prend à 350 Fahrenheit ». Cela ne prend que 30 min dans des conditions très spéciales, que vous reproduisez peut-être sans le savoir à chaque fois que vous rôtissez, en utilisant le même four, la même poêle et la viande du même boucher.

La bonne nouvelle est que vous n’avez pas besoin de ce qui précède pour bien cuisiner. Votre viande est cuite au four même si vous ne pouvez pas calculer ce qui précède. Vous devez juste juger quand la sortir, et si le temps est plutôt inutile pour cette décision, il existe de nombreux autres signes, bien meilleurs, pour cela. Un thermomètre est la méthode la plus simple, et l’expérience vous apprendra à reconnaître la cuisson parfaite également sans lui, par l’odeur et les indices visibles comme la couleur, la texture, la quantité de vapeur, etc.