La thermodynamique et la cuisson d’une dinde

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Les dindes sont originaires d’Amérique du Nord, appelées « volailles indiennes » dans certains écrits des années 1500. Vers 1519, des navires ont commencé à transporter des dindes vers l’Espagne, amorçant ainsi sa migration vers l’Europe. L’Américain Benjamin Franklin a préconisé la dinde comme oiseau national.

La dinde a pris de l’importance en Europe dans les années 1800 pendant la période des fêtes, remplaçant l’oie comme l’oiseau de Noël le plus populaire dans la dernière partie du siècle. En 1851, la reine Victoria a eu une dinde à la place de son cygne de Noël habituel.

La composition d’une Turquie

Au niveau biochimique, une dinde est une combinaison d’environ 3 parties d’eau pour une partie de graisse et une partie de protéine. La majorité de la viande provient des fibres musculaires de la dinde, qui sont pour la plupart des protéines, notamment la myosine et l’actine. Comme les dindes volent rarement mais marchent plutôt, elles contiennent beaucoup plus de graisse dans leurs pattes que dans leur poitrine, ce qui entraîne de fortes différences de texture entre ces parties de la volaille et la difficulté de s’assurer que toutes les parties de la volaille sont correctement chauffées.

La science de la cuisson de la Turquie

Pendant la cuisson de la dinde, les fibres musculaires se contractent jusqu’à ce qu’elles commencent à se rompre à environ 180 F. Les liaisons au sein des molécules commencent à se rompre, ce qui entraîne un effritement des protéines et une plus grande tendreté de la viande musculaire dense. Le collagène de la volaille se décompose en molécules de gélatine plus molles à mesure qu’il se déroule.

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La sécheresse d’une dinde est le résultat de la coagulation des protéines musculaires dans la viande, qui peut se produire si elle est cuite trop longtemps.

Différentiels de température

Une partie du problème, comme décrit ci-dessus, est que la nature différente de la viande claire et de la viande foncée d’une dinde entraîne des taux différents pour atteindre la coagulation des protéines musculaires. Si vous la faites cuire trop longtemps, la viande de poitrine a coagulé ; si vous ne la faites pas cuire assez longtemps, la viande foncée est encore dure et moelleuse.

Harold McGee, rédacteur en sciences alimentaires, indique qu’il faut viser une température de 155 à 160 degrés dans la poitrine (ce qui correspond à la température globale indiquée par Roger Highfield), mais qu’il faut viser 180 degrés ou plus dans la jambe (une distinction que Highfield n’aborde pas).

Différentiels de chauffage

Puisque vous voulez en fin de compte que la poitrine et les jambes aient des températures différentes, la question est de savoir comment y parvenir. McGree présente une option, en utilisant des blocs de glace pour maintenir la poitrine de la volaille à environ 20 degrés de moins que les cuisses pendant la décongélation, afin que les cuisses aient un « départ de chaleur » sur le processus de cuisson lorsqu’elles sont mises au four.

Alton Brown, du réseau Food Network’s Good Eats, a présenté un jour une autre façon d’établir des taux de chauffage différents, en utilisant du papier d’aluminium pour réfléchir la chaleur loin de la poitrine, ce qui fait que les jambes chauffent plus vite que la poitrine. Sa recette actuelle de rôti de dinde sur le site du Food Network ne comprend pas cette étape, mais si vous regardez les vidéos correspondantes, elle montre les étapes de l’utilisation du papier d’aluminium.

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Thermodynamique de la cuisine

En se basant sur la thermodynamique, il est possible de faire quelques estimations du temps de cuisson d’une dinde. En considérant les estimations suivantes, cela devient assez simple :

  • Supposons que le four maintienne une température constante tout au long du processus.
  • Supposons que la diffusivité thermique soit indépendante de la température et du temps.
  • Supposons que la dinde soit si dodue qu’on puisse l’estimer comme une sphère.

Vous pouvez ensuite appliquer les principes de la Conduction de la chaleur dans les solides de Carlaw & Jaeger de 1947 pour obtenir une estimation du temps de cuisson. Le « rayon » de l’hypothétique dinde sphérique tombe, ce qui donne une formule basée uniquement sur la masse.

Les temps de cuisson traditionnels

  • Petit oiseau – vingt minutes par livre + 20 minutes
  • Grand oiseau – quinze minutes par livre + 15 minutes

Il semblerait que ces temps de cuisson traditionnels fonctionnent bien en conjonction avec les calculs thermodynamiques fournis, qui donnent le temps comme étant proportionnel à la masse à la puissance des deux tiers.

Panofsky Turquie Constant

Pief Panofsky, ancien directeur du SLAC, a dérivé une équation pour tenter de déterminer plus précisément le temps de cuisson d’une dinde. Son problème est qu’il n’aimait pas la suggestion traditionnelle de « 30 minutes par livre », car « le temps de cuisson d’une dinde n’est pas une équation linéaire ». Il a utilisé t pour représenter le temps de cuisson en heures et W comme le poids de la dinde farcie en livres et a déterminé l’équation suivante pour le temps de cuisson de la dinde à 325 degrés Fahrenheit. Selon le rapport, la valeur constante de 1,5 a été déterminée de manière empirique. Voici l’équation :

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t = W (2/3)/1,5

Les accélérateurs de particules créent du film rétractable

Le film plastique rétractable dans lequel les dindes (en particulier les dindes Butterball) sont emballées peut également avoir un lien étonnant avec la physique des particules. Selon le magazine Symmetry, certaines de ces formes de pellicule rétractable sont en fait créées par un accélérateur de particules. Les accélérateurs de particules utilisent des faisceaux d’électrons pour éliminer les atomes d’hydrogène des chaînes de polymères dans le plastique de polyéthylène, ce qui le rend chimiquement actif de la bonne manière, de sorte que lorsque la chaleur est appliquée, il se rétrécit autour de la dinde.

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