Come determinare le tempistiche minimale per la cottura sous vide a bassa temperatura

Le tempistiche minimale per la cottura sous vide a bassa temperatura non sono determinate dal peso del cibo, ma dalla forma e lo spessore del cibo. Regole semplici come “10 minuti per ogni centimetro di spessore” non sono valide. Infatti il tempo quadruplica se lo spessore raddoppia.

Questa tabella mostra il tempo approssimativo necessario per riscaldare carne o pesce fino a 1 grado in meno rispetto alla temperatura selezionata sul roner. Questo vuol dire che la temperatura sarà uniforme nella carne o nel pesce.

Per esempio, se il roner è impostato a 60 gradi, dopo il tempo indicato nella tabella, la temperatura al centro del cibo sarà di circa 59 gradi. Per una bistecca di 4 centimetri, ci vuole 1 ora e 30 minuti per riscaldare la bistecca fino a 59 gradi al centro. Se la carne ha una forma irregolare, si deve usare il valore per lo spessore massimo.

La tabella conferma che le tempistiche sono determinate dalla forma e dallo spessore, non dal peso. Immaginiamo:

  • Una bistecca di 11 cm x 7 cm x 2 cm. Il peso della bistecca è 150 grammi e ci vogliono 23 minuti per riscaldarla fino al centro.
  • Una salsiccia di 15 cm di lunghezza e un diametro di 3,6 cm. Anche la salsiccia pesa 150 grammi, però ci vogliono 52 minuti per riscaldarla fino al centro.
  • Il peso di una polpetta con un diametro di 6,7 cm è lo stesso di 150 grammi, ma ci vogliono circa 1 ora e mezza per riscaldarla fino al centro!

La tabella conferma anche che il tempo quadruplica se lo spessore raddoppia. Per esempio, per una fetta di 2 cm ci vogliono 23 minuti e per una fetta di 4 cm di vogliono 90 minuti (4 x 22 ≈ 90).

Ho fatto la tabella semplificando e arrotondato le tabelle di Modernist Cuisine:

Le tabelle di Modernist Cuisine specificano anche la differenza di temperatura. Continuando l’esempio della bistecca di 4 cm e 60 gradi selezionata come temperatura dell’acqua, per la bistecca da frigorifero a 5 gradi la differenza di temperatura è di 55 gradi (60-5). Secondo la tabella di Modernist Cuisine, ci vogliono 1 ora e 28 minuti. Per una differenza di temperatura di 60 gradi sarebbe 1 ora e 30 minuti, oppure 1 ora e 27 minuti per 50 gradi. Come vedi, la differenza di temperatura non è molto importante per determinare le tempistiche nella pratica. (Per capire perché, considera che se la differenza di temperatura è maggiore, anche la carne si riscalda più rapidamente.)

Le tempistiche indicate nella tabella sono un minimo. Si può cuocere più lungo per la sicurezza alimentare (se la temperatura sia almeno 52 gradi) oppure per fare più morbida la carne.

Se cuoci per meno tempo rispetto al quello indicato nella tabella, la temperatura al centro del cibo sarà più bassa (e la cottura non sarà uniforme). Dopo un quarto del tempo, la temperatura nel centro del cibo sarà a metà strada tra la temperatura originale del cibo e la temperatura impostata sul roner. Per esempio: una bistecca spessa 4 centimetri dal frigorifero a 5 gradi con il roner impostato a 55 gradi. Dopo 22 minuti la temperatura al centro della bistecca sarà di circa 30 gradi (a metà strada tra 5 e 55) e dopo 1 ora e 30 minuti (come vedi nella tabella per una fetta di 4 cm) di circa 54 gradi.

Le tempistiche nella tabella sono calcolate supponendo che per una fetta il calore provenga solo dall’alto e dal basso, non dai lati. Per una forma cilindrica le tempistiche sono calcolate supponendo che il calore provenga solo dall’intorno dello cilindro, non dalle estremità.

Modernist Cuisine ha calcolato le tabelle usando modelli matematici complicatissimi per la conduzione termica. Per spiegare le tempistiche per la conduzione termica, io ho fatto un modello semplice. Non si deve leggere l’appendice o capirlo per poter applicare la tabella.

Appendice: un modello semplice per la temperatura al centro del cibo durante la cottura in sous vide

Per spiegare cosa succede alla temperatura al centro di una fetta di carne o pesce nel roner ho preso in prestito un grafico fatto da Douglas Baldwin:

Lui aveva messo una fetta di pesce con uno spessore di 27 mm in un roner impostato a 55 gradi. Aveva inserito una sonda ad ago nel centro del pesce. I punti blu nel grafico mostrano la temperatura misurata al centro del pesce. La temperatura iniziale era di 4 gradi perché il pesce era stato preso dal frigorifero. L’asse orizzontale mostra il tempo trascorso in minuti.

Ho creato un modello semplice per replicare la diffusione termica dall’acqua al pesce. Partiamo dal presupposto che il roner è abbastanza potente da mantenere l’acqua attorno al pesce a 55 gradi (cioè il coefficiente di trasferimento del calore superficiale è sufficientemente elevato rispetto alla diffusività termica del cibo). Immaginiamo che il pesce sia composto da 4 strati (di ≈ 7 mm ciascuno) e che il calore possa entrare solo da sinistra e da destra, non dagli altri lati. (Le dimensioni nell’immagine non sono in scala!)

All’inizio (t=00’00”) l’acqua è di 55 gradi e tutti i 4 strati del pesce sono di 4 gradi. Immaginiamo che la diffusione termica funzioni in questo modo: in ogni passo uno strato di pesce assumerà la temperatura media dello stesso strato durante il passo precedente e gli strati accanto ad esso durante il passo precedente.

Allora nel primo passo (t=01’08”) lo strato a sinistra diventa (55+4+4)/3 ≈ 21 gradi. Lo strato accanto rimane (4+4+4)/3 = 4 in questo passo. Poi nel secondo passo (t=02’16”) lo strato a sinistra diventa (55+21+4)/3 ≈ 27 gradi e lo strato accanto diventa (21+4+4)/3 ≈ 10 gradi. Continuando così, dopo 30 passi (t=33’55”) la temperatura nelle due strati centrali raggiunge i 54 gradi. Possiamo vedere che le misurazioni di Baldwin supportano il tempo indicato nella tabella, perché secondo la tabella ci vogliono 35 minuti per una fetta di 25 mm.

Ecco il modello in Excel con 4 strati (non mostra tutte le linee). Come potete vedere, dopo un quarto del tempo (passo 7, t=07’55”) il centro del pesce ha già raggiunto i 32 gradi, approssimativamente a metà strada tra la temperatura all’inizio e la temperatura selezionata. Potete anche vedere che la temperatura nel pesce non è uniforme, infatti c’è un gradiente di temperature. Il modello è un’approssimazione perché presuppone che il pesce sia composto da soli quattro strati e che il tempo passi in passi di 1 minuto e 8 secondi. In realtà ci sono molti più strati e il tempo passa in passi molto piccoli. Parlando matematicamente, abbiamo bisogno di un’equazione differenziale parziale per descrivere cosa succede.

Per aumentare la precisione, ho ricostruito il modello con 16 strati. In questa versione, ogni strato ha uno spessore di ≈ 1,7 mm (invece di ≈ 7 mm) e ogni passo è di circa 5,6 secondi (invece di 1 minuto e 8 secondi). Per raggiungere i 54 gradi al centro adesso ci vogliono 365 passi. Potremmo vedere che il modello con 4 strati non è niente male, perché nel modello con 16 strati la temperatura dopo un quarto del tempo (passo 91, t=08’27”) è di 32,2 gradi, cioè vicino ai 32,0 gradi nel modello con 4 strati.

Questo grafico mostra che il mio modello (la versione con 16 strati) può spiegare benissimo i risultati che Baldwin ha misurato nel pesce.

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