Perché bruciano i popcorn a microonde?

Ho sperimentato alcuni con popcorn per microonde fai-da-te e alcuni problemi per ottenere il 'tempo di combustione' giusto mi hanno portato a una domanda a cui non riesco a trovare una risposta valida e definitiva.

Qual è la spiegazione scientifica del meccanismo per la combustione dei popcorn? Non sto cercando "Perché fa troppo caldo", ma cosa fa troppo caldo, come fa effettivamente in quel modo? Le microonde non solo riscaldano tutto (come fa una stufa), quindi non è così semplice. Puoi mettere molti alimenti all'interno di un forno a microonde e cuocerli in modo massiccio senza bruciare. Quindi cosa c'è di speciale nel popcorn che lo fa bruciare? Preferirei una risposta chimica / fisica dettagliata o una fonte affidabile, basata sulla scienza. Guardando in giro online, ci sono molte opinioni semi-affidabili su questo, nessuno dei quali è d'accordo l'uno con l'altro.

Ad esempio, questo antichissimo articolo di Chicago Tribune su Popcorn sembra dire che si tratta di un problema di "ricerca" dei kernel. Veramente? Altri sostengono che si tratti del surriscaldamento del nocciolo, o del surriscaldamento del sacco, o del surriscaldamento dell'olio (ma nessun olio brucia ancora, sebbene ciò possa contenere un po 'di olio dal mais stesso, suppongo), o gnomi che li accendono con le partite (Bene, no, ma è affidabile quanto qualsiasi altra cosa che ho trovato).

E relative a questo, quale controllo devo su questo altro rispetto al tempo. Su una stufa posso ridurre il calore; per esempio, se sto cucinando sul fuoco con il burro, se cucino a "3" posso cucinare quasi tutto il giorno senza bruciare il burro, mentre a "4" si dorano abbastanza rapidamente; così posso scegliere qualsiasi impostazione basata su quello. Ciò che in un forno a microonde sarebbe simile (permettendomi di cuocere i chicchi in modo più accurato - non solo impiegare più tempo - senza rischiare di bruciare). Quali ingredienti o impostazioni delle microonde posso controllare?

food-science popcorn

— Joe M
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All'ultima domanda: se non riesci a controllare la potenza in watt, c'è qualcosa di strano nel tuo forno a microonde. Forse ci sono modelli senza un tale controllo, non lo so - se questo è il caso, non puoi fare nulla.

— Rumtscho

@rumtscho La maggior parte delle microonde non controlla veramente la potenza in watt; modulano semplicemente on / off (quindi 80% di potenza = .8s su .2s off o altro). Panasonic ha sviluppato l '"inverter" che consente alle loro microonde di cucinare effettivamente a wattaggi più bassi, ma la maggior parte non dispone di tale tecnologia. È possibile che l'accensione / lo spegnimento modulati mi aiutino - ho fatto alcuni test e lo trovo poco chiaro se ritarda o meno lo scoppio / combustione.

— Joe M,

Solo un pensiero qui sull'ultimo punto: se stai cercando un maggiore controllo, suggerirei personalmente di cucinarlo sul piano cottura in una pentola pesante. Dal mio punto di vista, il popcorn al microonde è per quando vuoi semplicemente buttare dentro una busta pre-confezionata di popcorn spazzatura. Se voglio fare "buoni" popcorn fatti in casa, lo cucino sempre in una pentola (di solito con un coperchio di vetro, per vedere cosa sta succedendo meglio) e non l'ho mai bruciato in quel modo. Posso anche mescolare una grande varietà di cose senza fare confusione e avere molto più controllo / sottigliezza nel modo in cui cucina.

— Atanasio,

@Athanasius A casa sono d'accordo (anche se riesco a bruciarlo anche lì!). Sfortunatamente al lavoro non credo che mi sarebbe permesso cucinare su un fornello ...

— Joe M

Quando si progettano popcorn a microonde, le variabili sono la dimensione del sacco, la quantità di mais scoppiettante, i tempi delle microonde. I cornelli per popcorn si surriscaldano e scoppiano dal vapore prodotto all'interno. Quindi brucia se devi aspettare troppo a lungo per far scoppiare gli altri corni. Se il volume del sacco è piccolo, manterrà il vapore abbastanza a lungo da far scoppiare altri corni. Se di grandi dimensioni i cornioli secchi si seccano e bruciano prima che i corni rimanenti completino il loro scoppio. Ho usato un tubo di 1,25 "di diametro corto per misurare con precisione cornels di popcorn, ho usato un sacchetto piccolo numero 10, quindi

— ho

Risposte:

Proverò a fare una pausa a questa risposta, dal mio punto di vista come scienziato dei materiali, che è una specie di combinazione di fisica dello stato solido e chimica dello stato solido.

Come popcorn pops è dal surriscaldamento dell'acqua nei chicchi fino a quando non c'è abbastanza pressione per sfondare lo scafo esterno. Quindi, l'amido all'interno del kernel è in grado di espandersi rapidamente, raffreddarsi rapidamente e l'amido si trasforma in una schiuma. (FYI: Ciò significa che l'acqua diventa in realtà molto più calda del suo punto di ebollizione all'interno del kernel)

Le microonde sono in grado di eccitare molto bene (riscaldare) le molecole d'acqua e l'acqua assorbe la maggior parte dell'energia a microonde che entra nel cibo, impedendo ad altre molecole presenti di surriscaldarsi e bruciare.

Quindi, una volta che i popcorn sono "spuntati", il contenuto d'acqua nel nocciolo è molto basso ed è principalmente solo amido, disposto in una struttura molecolare che non si scioglierà. (Dal momento che non si scioglie, la transizione di fase successiva che subisce sta bruciando - dove gli idrocarburi (carbonio e idrogeno) nell'amido reagiscono con l'ossigeno producendo anidride carbonica / monossido e "carbone" che è essenzialmente solo carbonio solido.

Ora, i popcorn saltati sono nel tuo forno a microonde, assorbono energia, ma non hanno più molta acqua. Quindi l'energia va nell'amido invece e la riscalda abbastanza rapidamente, bruciando l'amido. Altri alimenti che puoi cuocere a lungo nel microonde probabilmente hanno un contenuto d'acqua molto elevato.

Per quanto riguarda il petrolio, a me sembra un modo per dissipare più uniformemente l'energia tra i chicchi. L'olio ha una conduttività termica più elevata dell'aria, il che significa che prenderà più facilmente calore elevato in un'area nel forno a microonde e trasferirà in un'area a calore ridotto. Quindi, se un kernel sta diventando molto più caldo di un altro, l'olio sarà in grado di prendere parte del calore dal kernel caldo e "darlo" a quello più freddo. Ciò rende più probabile che tutti i kernel scoppino contemporaneamente; riducendo la probabilità che alcuni chicchi scoppino e brucino prima che altri ne siano spuntati. Questo aiuta anche perché le microonde sono molto direzionali. Potresti notare che ci sono "punti caldi" nel forno a microonde ed esistono giradischi per cercare di ridurre al minimo l'influenza che questi hanno sul riscaldamento del cibo.

Fammi sapere se qualcosa non ha senso, non ho una conoscenza dettagliata dei popcorn, ma è un po 'come la plastica che studio alla scuola elementare!

— Alex Bruce
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Hmm. Così simile a Optionparty nei commenti alla domanda che ritieni che siano i kernel spuntati a bruciare. Sembra testabile! Quando ho testato il petrolio contro lo scoppio del no-oil, l'olio è saltato entrambi più velocemente (presumibilmente perché l'olio si è riscaldato in modo più efficiente rispetto alle minuscole quantità di acqua nei chicchi di popcorn) e ha bruciato più velocemente (ma circa in proporzione alla differenza di tempo). Se hai ragione sul fatto che l'olio sta distribuendo il calore in modo più uniforme - il che ha senso per me - allora ciò significa che più olio è meglio e che un olio ad alto contenuto di fumo può essere una soluzione utile.

— Joe M,

Questo significa anche che, se ci fosse più olio nel sacco, quell'olio aiuterebbe a ritardare la combustione dell'amido (perché "assorbirebbe" le microonde), so che è tecnicamente diverso ma il termine sembra essere usato modo)?

— Joe M,

@JoeM In realtà non sono sicuro se un olio ad alto contenuto di fumo sarà molto più utile. Ovviamente, il burro a microonde è probabilmente una cattiva idea, ma la differenza tra qualcosa come olio d'oliva e olio vegetale probabilmente non importerà, poiché una volta che il kernel è spuntato c'è solo uno strato molto sottile all'esterno della schiuma. E le microonde si scaldano molto rapidamente, quindi forse una differenza di 10 ° C nel punto di fumo potrebbe essere l'equivalente di alcuni secondi nel microonde.

— Alex Bruce,

@JoeM Sì, penso che usare più olio aiuterebbe di più, anche se poi hai la possibilità che i popcorn ne assorbano molto e siano super grassi. Per me è un compromesso ...

— Alex Bruce,

@JoeM Ho appena realizzato di non aver risposto alla prima parte del tuo commento. Penso che sia i kernel schioccati che quelli non ancora bruciati possano bruciare. Molto probabilmente, se un kernel brucia prima di scoppiare, è stato in qualche modo difettoso, come una puntura nello scafo che ha permesso al vapore di fuoriuscire senza pressurizzare all'interno dello scafo.

— Alex Bruce,

Penso che la maggior parte della tua confusione provenga dal paradigma dell'acqua. L'acqua (in condizioni di cucina) non diventerà più calda del suo punto di ebollizione.

Il petrolio non ha questa limitazione. Il forno a microonde riscalda l'olio ben oltre il punto di ebollizione dell'acqua e fino al punto di infiammabilità dell'olio fino al punto di infiammabilità dell'olio. Al punto di infiammabilità, l'olio prenderà effettivamente fuoco.

Se metti una busta di popcorn in un forno a microonde in alto per un lungo periodo di tempo vedrai questo come mais realmente bruciato.

Inoltre, se una massa significativa appoggiata sul sacchetto di carta supera il punto di infiammabilità della carta (451 gradi F), prenderà fuoco.

La mia sorellina lo ha dimostrato più volte.

— Mascaro
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Da dove viene questo olio? Ho eseguito il test senza aggiungere olio, e brucia ancora (cioè solo chicchi e un sacchetto di carta marrone); inoltre, in genere brucia in una posizione (supponendo che lo fermi entro un tempo ragionevole, immagino che 10 minuti dopo potrebbe non essere il caso.)

— Joe M

Il mais contiene olio. Sai ... olio di mais.

— Mr. Mascaro,

Inoltre non c'è motivo per cui un forno a microonde non possa riscaldare i carboidrati e le proteine nei chicchi oltre il punto di accensione.

— Draksia,

@draksia Questo è parte del motivo per cui sto ponendo la domanda, però. Non sono un fisico e non so esattamente fino a che punto il forno a microonde possa effettivamente riscaldare carboidrati e proteine. Quale di questi - l'olio o i carboidrati / le proteine / qualunque cosa - è (primo) responsabile della combustione? Penserei che uno accadrà per primo in modo coerente (supponendo che lo tiri fuori quando senti l'odore di popcorn bruciato, quindi entro ~ 30 secondi dalla combustione iniziale).

— Joe M,

@AlexBruce, non farà mai più caldo del suo punto di ebollizione in quella situazione ... è semplicemente che il suo punto di ebollizione è elevato mentre è sotto pressione.

— Mr. Mascaro,