Ci sono davvero un paio di problemi separati che si incontrano qui:
Che cos'è la conversione del collagene in gelatina?
Quando il collagene si converte in gelatina, non si scioglie (che è lo stesso tipo di molecola, proprio come il ghiaccio e l'acqua liquida sono la stessa cosa).
Invece, viene idratato, che è un processo di conversione chimica, in cui l'acqua viene effettivamente aggiunta alla struttura generale della molecola proteica, convertendola in una diversa molecola proteica.
Ciò non accade solo a causa della temperatura, ma piuttosto perché una molecola di acqua con il giusto livello di energia per alimentare il processo (ovvero, muovendosi abbastanza velocemente) colpisce la molecola di collagene nel punto esatto per interagire con essa e diventare parte di la molecola.
La nuova molecola si chiama gelatina.
Perché una pentola a pressione facilita effettivamente temperature più elevate di un forno?
La maggior parte degli alimenti contiene molta acqua. Una delle proprietà fondamentali dell'acqua è che ci vuole una quantità relativamente grande di energia per convertirla da acqua liquida nel punto di ebollizione (100 ° C / 212 ° F alla pressione del livello del mare) per vaporizzare alla stessa temperatura. Questa è chiamata l' entalpia della vaporizzazione .
Quando un alimento contenente acqua viene riscaldato in aria a pressione normale, anche se la temperatura dell'aria è molto più calda rispetto al punto di ebollizione dell'acqua, la superficie del cibo non può diventare più calda del punto di ebollizione, poiché qualsiasi energia aggiuntiva va a convertire l'acqua nel vapore e asciugando la superficie.
Solo una volta che la superficie è asciutta può iniziare la doratura e altri processi che avvengono al di sopra di 100 ° C.
Tuttavia, all'interno del cibo, che è ancora umido, la temperatura continua a non poter mai superare il punto di ebollizione. Normalmente pochissimi alimenti vengono cotti al punto in cui gli interni sono abbastanza asciutti da diventare più caldi di così.
In una pentola a pressione, il punto di ebollizione dell'acqua è più alto una volta raggiunta la pressione (per brevità, non discuterò perché sia così). Ad esempio, a 15 bar (tipico di una pentola a pressione, un'atmosfera di pressione aggiuntiva al di sopra della normale pressione del livello del mare), l'acqua non bolle fino a circa 250 F / 121 C.
Ciò consente alla superficie e all'interno del cibo di raggiungere temperature più elevate rispetto alla pressione normale. Alcuni processi di cottura sono accelerati a causa di questa differenza.
Perché il collagene si converte più velocemente?
La conversione del collagene in gelatina è un processo dipendente dal tempo / dalla temperatura.
Cioè, maggiore è la temperatura (entro limiti ragionevoli, prima che bruci o si decomponga altrimenti), più veloce è la conversione.
Il collagene si convertirà in gelatina a 140 F, ma ci vorranno letteralmente diversi giorni. A 170-180 ° F (temperature interne tipiche in brasatura a livello del mare), ci vogliono diverse ore.
In una pentola a pressione, questo tempo può essere ridotto, perché la temperatura interna può aumentare rispetto a quella a livello del mare.
La ragione di ciò è che la conversione del collagene in gelatina è un processo stocastico. Ciò significa che è essenzialmente casuale. Come grossolana semplificazione, immagina che la molecola di collagene sia una molecola gigante (lo è) con un pulsante su di essa.
Tutte le molecole d'acqua si muovono casualmente, rimbalzando l'una contro l'altra. Maggiore è la temperatura, più velocemente si muovono in media . Cioè, a bassa temperatura, la maggior parte delle molecole si muove relativamente lentamente, ma alcune sono quasi fermate, e pochissime sono molto veloci. A una temperatura più elevata, si muovono più velocemente in media e un numero leggermente più grande si sta muovendo relativamente molto velocemente.
Ora immagina che il pulsante non verrà premuto fino a quando una molecola d'acqua non riesce a colpirlo mentre procede abbastanza velocemente da premere il pulsante abbastanza forte. Maggiore è la temperatura, minore sarà il tempo necessario affinché ciò accada in media, poiché più molecole d'acqua si muovono rapidamente.
Prendi questo processo su molte, molte, molte molecole di collagene e hai la curva di conversione tempo / temperatura: più calda è la temperatura, più veloce è la conversione complessiva.
Conclusione
La conversione da collagene a gelatina è più rapida in una pentola a pressione perché la temperatura interna del cibo aumenta rispetto a quella possibile alla pressione atmosferica e questa temperatura più elevata accelera il processo di gelatinizzazione stocastica.