Тут дійсно є кілька окремих питань:
Що таке перетворення колагену в желатин?
Коли колаген перетворюється на желатин, він не плавиться (що є однотипним молекулою, так само як лід і рідка вода - це одне і те ж).
Натомість вона піддається гідратації, що є процесом хімічної конверсії, де вода фактично додається до загальної структури білкової молекули, перетворюючи її в іншу молекулу білка.
Це відбувається не тільки через температуру, а швидше через те, що молекула води з потрібним рівнем енергії для живлення процесу (тобто досить швидко рухається) потрапляє в молекулу колагену в саме потрібне місце, щоб взаємодіяти з нею і стати частиною молекули.
Нова молекула називається желатином.
Чому плита під тиском полегшує ефективніше високу температуру, ніж піч?
Більшість продуктів містять велику кількість води. Основні властивості води полягають у тому, що їй потрібно відносно велику кількість енергії, щоб перетворити її з рідкої води лише в точці кипіння (100 C / 212 F при рівні тиску моря) до пари саме при тій же температурі. Це називається ентальпією випаровування .
Коли їжа, що містить воду, нагрівається на повітрі при нормальному тиску, навіть якщо температура повітря набагато гарячіша за температуру кипіння води, поверхня їжі не може нагрітися вище температури кипіння, оскільки будь-яка додаткова енергія переходить у перетворення води в пару і сушіння поверхні.
Тільки після того, як поверхня висохне, починаються коричневі та інші процеси, що відбуваються вище 100 С.
Однак у внутрішній частині їжі, яка все ще волога, температура продовжує ніколи не перевищувати температуру кипіння. Дуже мало продуктів, як правило, готують до тих пір, коли інтер'єри є досить сухими, щоб отримати гаряче від цього.
У плиті під тиском температура кипіння води вища після досягнення тиску (для стислості я не буду обговорювати, чому це так). Наприклад, при 15 бар (типовий для скороварки, одна додаткова атмосфера тиску вище нормального тиску на рівні моря) вода не закипить до приблизно 250 F / 121 C.
Це дозволяє як поверхні, так і внутрішній частині їжі досягати більш високих температур, ніж при нормальному тиску. Деякі процеси приготування прискорюються завдяки цій різниці.
Чому колаген перетворюється швидше?
Перетворення колагену в желатин - це залежний від часу / температури процес.
Тобто, чим вище температура (в розумних межах, перш ніж вона згорить або розпадеться інакше), тим швидше перетворення.
Колаген перетвориться на желатин при 140 F, але це займе буквально кілька днів. При температурі 170 - 180 F (типова внутрішня температура при зростанні рівня моря), це займає кілька годин.
У скороварці цей час можна зменшити, оскільки внутрішня температура може вийти вище, ніж при температурі рівня моря.
Причиною цього є те, що перетворення колагену в желатин є стохастичним процесом. Це означає, що це по суті випадково. Як грубе над спрощенням, уявіть, що молекула колагену є гігантською молекулою (вона є) з кнопкою на ній.
Всі молекули води рухаються навмання, відскакуючи одна від одної. Чим вище температура, тим швидше вони пересуваються в середньому . Тобто при низькій температурі більшість молекул рухаються відносно повільно, але деякі майже припиняються, а дуже мало - дуже швидко. При більш високій температурі вони в середньому рухаються швидше, а трохи більша кількість рухається відносно дуже швидко.
Тепер уявіть, що кнопка не буде натиснута, поки молекула води не вдариться по ній під час руху досить швидко, щоб натиснути кнопку досить сильно. Чим вище температура, тим менше часу знадобиться, щоб це сталося в середньому, тому що більша частина молекул води швидко рухається.
Візьміть цей процес протягом багатьох, багатьох, багатьох молекул колагену, і у вас є крива конверсії часу / температури: чим гаряча температура, тим швидше загальна конверсія.
Висновок
Перетворення колагену в желатин швидше відбувається в скороварці, оскільки внутрішня температура їжі стає вищою, ніж це можливо при атмосферному тиску, і ця більш висока температура пришвидшує процес стохастичного желатинізації.