Varmeoverførelse – madens tilberedning

Madlavning bliver ofte beskrevet som: “transformationen af råt mad til noget anderledes“. Dog kan der findes andre måder “at transformere råt mad til noget anderledes“, men talemåden er meget sigende for madlavning overordnet.

Jeg bruger denne artikel i starten af 8. klasse, hvor vi arbejder med videnskaben i forskellige køkkenredskaber – og senere i maden. Jeg kalder det “Kitchen science and mysteries”; total tyvstjålet fra den franske gastrokemiker Hervé This. Artiklen læses efter at vi har læst og arbejdet med Ovnen. Med artiklen vil jeg vise og have eleverne til at forstå, hvordan maden egentlig tilbereder, og hvorfor vi arbejder med alverdens tilberedningsmetoder. Hvorfor er det, at din hakkebøf er rød i midten? Hvorfor er dit brød rå i midten osv.?

Evolutionsmæssigt siger flere forskere, at det var varmeoverførslen til maden, der gjorde at vi blev civiliseret, og at menneskeheden for alvor adskilte sig fra dyrene.

Formålet med madlavning kan nedkoges til disse tre formål

  1. Dræbe skadelige mikroorganismer, som kan forgifte maden
  2. Ændre konsistensen af maden til en mere spiselig konsistens
  3. At frembringe forskellige smage i maden (læs fx om Maillard-reaktioner her – Maillard-reaktioner)

Men hvordan fungerer denne varmeoverførsel egentlig?

Vi ændrer på maden, når vi varmer den op. Opvarmningen af maden sker ved en tilberedning i fedt, en væske, via varm luft eller fugtig luft. Vi så at sige overføre energi til maden, som på den måde ændrer madens struktur, overflade, dufte og smage. Det skal vi undersøge i denne artikel.

Et par tilberedningsmetoder

Tilberedningsmetoden bestemmer, hvordan varmen overføres til maden. Og det er derfor ikke helt uvæsentlig, hvilken tilberedningsmetode du vælger, når du skal lave mad!

Vi har alverdens tilberedningsmetoder nu om dage. Det lade sig være:

  • Kogning
  • Pochering
  • Blanchering
  • Dampning
  • Sous vide
  • Mikrobølger
  • Fritering
  • Pandestegning
  • Sautering
  • Braisering
  • Ovnstegning
  • Grilstegning
  • Gratinering
  • Bagning

Alle har de forskellige tilberedningsmetoder indflydelse på madens transformering. Hvorfor ændrer varmen på kødets mørhed? Hvorfor bliver den faste grøntsag mør eller blød ved tilførelse af varme osv.? Fælles for dem alle, er fysikken i tilberedningsmetoden. Alle tilberedningsmetoderne kan nemlig referere til disse måder at overføre varme til maden på.

Fysikken i varmeoverførslen & hvordan?

I alle tilfælde, hvor det arbejdes med varme, vil varmen få atomer og molekyler til at bevæge sig hurtigere i maden, hvilket skaber en hulens masse forskellige reaktioner og transformeringer. Varmen får molekyler til at ramme ind i hinanden, gå i stykker og gå i forbindelser med andre molekyler. På den måde skabes der en masse nye forbindelser, som tager form, som den mad du måske kender. Det kan være det lille majskorn, som popper i mikroovnen til et popcorn, den rå røde bøf, som bliver let gylden med mørke grillstriber eller den sprøde gulerod som bliver lækker mør, når du koger den i nogle minutter.

Prøv at tag en føntørre og ret den mod en lækker, cremet kartoffelsuppe (jeps; ved godt du kommer til at se lidt dum ud i køkkenet – og lidt nørdet, meeen). Du vil opleve at overfladen bliver dejlig varm, mens resten af suppen forbliver kold. Eller tænk på stegen som skal tilberede i lang tid. Den må ikke få direkte hård varme i længere tid, da du ellers får et sprødt tilberedt ydre og råt indre…

Alle eksemplerne leder frem til disse tre nyttige mekanismer og begreber om varmoverførsel: Konduktion, konvektion og stråling. Lige meget hvilken tilberedningsmetode du vælger, vil én eller flere af disse mekanismer påvirke din mad.

Konduktion – den direkte varmeledning

Varme er en “omrøring” af molekyler. Tænk billard! Din mad er som klyngen af billardkugler, når du starter spillet. Du skyder med en masse kraft den hvide kugle mod klyngen. Når du rammer de ydre bolde, vil de overføre deres bevægelser til de tilstødende kugler, som derefter overfører deres energi til de næste kugler mod midten. På samme måde overføres varmen ved konduktion.

Når du rammer de ydre bolde, vil de overføre deres bevægelser til de tilstødende kugler, som derefter overfører deres energi til de næste kugler mod midten.

Konduktion sker, når et fast stof opvarmes ved en direkte varmeoverførsel. Det kunne være metalskeen, som du glemmer i en kogende væske. Hvad sker der? AV! Du brænder din finger, når du rører ved den.

Ved konduktion sker der en gradvis opvarmning af en overflade. Efterhånden som overfladen bliver varm, vil varmen blive overført til madens næste “lag”/indre, da varmen får molekylerne til at bevæge sig hurtigere og derved overføre energi og varme længere ind i maden – lige som billardkuglerne…

Af eksempler kunne nævnes…

Stegning på pande. En hakkebøf skal ca. have 10 minutter på panden, da den skal gennemsteges for at potentielle mikroorganismer er døde i centrum af bøffen. Du tilfører varme på overfladen og tilbereder bøffen. Efter et par minutter, vil varmen fra det yderste lag af bøffen varme det næste lag i bøffen op – og sådan fortsætter varmen mod centrum.

Dit brød eller din steg i ovnen tilberedes også ved konduktion. Egentlig dannes varmen i ovnen af konvektion (varmluft) eller stråling (over- og undervarme), men efterhånden som brødet eller stegen påvirkes af varmen, starten konduktionen fra brødet/stegens yderste lag mod midten, indtil du har tilberedt maden perfekto! Apropro konvektion…

Stegning af en bøf på pande er konduktion. Ved stegning af en ribeye-bøf må midten gerne være rød. Bøffen behøves ikke at være gennemstegt. Det skyldes at en hel bøf kun har potentielle mikroorganismer på ydersiden, da de ikke kan “trække” ind i kødet. Modsat har vi en bøf af fars, hvor man har hakket kødet i småstykker, og på den måde er mikroorganismerne blandet ind i kødet. Derfor skal din bøf af fars altid gennemsteges, mens den “hele” bøf gerne må være rød i midten.

Konvektion

Opvarmning af væsker eller luft kaldes konvektion. Når væsken eller luften så påvirker din mad, starter der som oftest en konduktion.

Vandet til dine kartofler opvarmes fra bunden af gryden, da den rører ved blusset. En tommelfingerregel siger at varme altid stiger til vejrs. Væskens kontakt med bunden af gryden får den varme væske til at stige, mens det kolde vand søger mod bunden – hvorefter det nu opvarmes af bunden. Denne væskestrøm, kaldes konvektionsstrømme, som cirkulerer og hurtigt fordeler varmen. Om lidt bobler vandet…

Kogningen er et eksempel på konvektion. Opvarmningen af vandet er konvektion. Når du smider en kartoffel i det varme vand, er der tale om konduktion. Du vil opleve, at kartoflen efter en rum tid er mør i skorpen, men hård i midten. Giv den 10 minutter mere. Konduktionen sørger for en mør kartoffel – hele vejen i gennem.

Konvektion finder også sted, når du arbejder med din ovn ved varmeluftsprogrammet. Luften kommer til at cirkulere i ovnen. Luften varmes først op i den bagerste del af ovnen, mens den “kolde” luft trækker ud på ovnlågen. Efter et stykke tid er hele rummet fx 200oC. Efterhånden som din maden bliver udsat for varme til overfladen, vil varmen gradvis sætte gang i de indre molekyler. I virkeligheden støder de udvendige molekyler, der er omrørt af varmen, mod molekylerne, der er placeret dybere inde i og overfører deres energi til dem. Et eksempel kunne her være bagningen af brød eller stegen som nævnt ovenstående.

Stråling

Den tredje metode til opvarmning involverer varmestråler, hvilket er det, der gør fronten på dig varm, men efterlader resten af dig kold, når du står foran et bål. Varmestrålerne kan ikke trænge i gennem dig.

En grill eller over- og undervarmeprogrammet i ovnen udsender varmestråler. De er usynlige og vi kalder dem infrarøde stråler. Ligesom lys spreder strålerne sig i lige linjer og stoppes af maden. Når strålerne absorberes af maden, overføres deres varme og energi til maden, og konduktion vil varme maden mod dets centrum.

Den hovedsaglige varme ved grillning vil komme fra varmestråler fra kullene en metalvarmelegemerne i en gasgrill. Men der vil faktisk også være en smule konduktion ved grillning. Hvis du har en kraftig rist på grillen (som fx på billedet her), vil grillristen blive meget varme og derfor vil der også blive tale om konduktion.

Madlavning med mikrobølger er naturligvis også en opvarmningsproces med stråling. Men her trænger bølgerne ind i made, som lys passerer gennem glasvinduer. Du kan læse mere om Mikroovnens mangfoldighed her.

Som du måske har gennemskuet, kan der i forbindelse med din madlavning være flere varmeoverførsler på spil.

Et godt opsamlende eksempel kunne være en god gang chili con carne eller suppe i en gryde over et bål. Ved opvarmning af væsken/maden i gryden kunne der være direkte kontakt mellem flammerne fra bålet og gryden – altså konduktion. Der er også konvektion tilstede. Væsken i gryden vil blive varmet op fra neden, hvilket vil få den varme væske til at stige. Sidst men ikke mindst, er der en hulens masse varmestråler, hvor du rigtig kan sidde og lune dig omkring bålets varmestråler. Måske riste en skumfidus?

Skriv et svar

Udfyld dine oplysninger nedenfor eller klik på et ikon for at logge ind:

WordPress.com Logo

Du kommenterer med din WordPress.com konto. Log Out /  Skift )

Google photo

Du kommenterer med din Google konto. Log Out /  Skift )

Twitter picture

Du kommenterer med din Twitter konto. Log Out /  Skift )

Facebook photo

Du kommenterer med din Facebook konto. Log Out /  Skift )

Connecting to %s