Termodynamik och matlagning av ett Turkiet

kalkoner är infödda i Nordamerika, kallade "indiska fåglar" i några skrifter på 1500-talet. Cirka 1519 började fartyg transportera kalkoner tillbaka till Spanien och började således sin migration till Europa. Amerikanen Benjamin Franklin förespråkade kalkon som den nationella fågeln.

Turkiet blev framträdande i Europa på 1800-talet under semestern, och ersatte gåsen som den mest populära julfågeln under senare delen av seklet. 1851 hade drottning Victoria en kalkon i stället för sin vanliga julsvan.

Vid biokemisk nivå, en kalkon är en kombination av cirka 3 delar vatten till en del fett och en del protein. Huvuddelen av köttet kommer från muskelfibrer i kalkon, som främst är proteiner - särskilt myosin och aktin. Eftersom kalkoner sällan flyger utan snarare går, innehåller de mycket mer fett i benen än i bröstet, vilket resulterar i det starka skillnader i struktur mellan dessa delar av fågeln och svårigheten att se till att alla delar av fågeln är korrekt uppvärmd.

Som du koka kalkon, muskelfibrer sammandras tills de börjar bryta upp omkring 180 F. Bindningar i molekylerna börjar brytas ned, vilket får proteiner att lossna och det täta muskelköttet blir mjuktare. Kollagen i fågeln bryts ned i mjukare gelatinmolekyler när den avrullar.

Kalkonens torrhet är ett resultat av muskelproteiner som koagulerar i köttet, vilket kan resultera om det är tillagat för länge.

En del av problemet, såsom beskrivits ovan, är att den olika karaktären hos det ljusa och mörka köttet i en kalkon resulterar i olika hastigheter för att nå koaguleringen av muskelproteinerna. Om du lagar det för länge har bröstköttet koagulerat; om du inte lagar fågeln tillräckligt länge är det mörka köttet fortfarande tufft och seigt.

Harold McGee, en livsmedelsförfattare, indikerar att hon strävar efter 155 till 160 F i bröstet (som överensstämmer med det övergripande temperatur indikerad av Roger Highfield), men du vill ha 180 grader eller högre i benet (en åtskillnad Highfield gör inte adress).

Eftersom du i slutändan vill att bröstet och benen ska ha olika temperaturer, är frågan hur du lyckas åstadkomma detta. McGree presenterar ett alternativ genom att använda ispaket för att hålla fågelns bröst cirka 20 grader lägre än benen medan tina, så att benen får en "värmestart" på tillagningsprocessen när de läggs i ugn.

Alton Brown, av Food Network's Bra äter, en gång presenterade ett annat sätt att fastställa olika uppvärmningshastigheter, med aluminiumfolie för att reflektera värme bort från bröstet, vilket resulterade i att benen värms snabbare än bröstet. Hans nuvarande recept för grillat kalkon på webbplatsen Food Network inkluderar inte detta steg, men om du tittar på relaterade videor, visar det stegen i att använda aluminiumfolien.

Baserat på termodynamik, är det möjligt att göra några uppskattningar av tillagningstiden för en kalkon. Med beaktande av följande uppskattningar blir det ganska enkelt:

• Anta att ugnen håller konstant temperatur hela tiden.
• Antag att den termiska diffusiviteten är oberoende av temperatur och tid.
• Anta att kalkon är så fyllig att den kan uppskattas som en sfär.

Du kan sedan tillämpa principerna i Carlaw & Jaegers 1947 Ledning av värme i fasta ämnen för att komma med en uppskattning för tillagningstiden. "Radien" för den hypotetiska sfäriska kalkon faller ut, vilket resulterar i en formel som enbart bygger på massa.

• Liten fågel - tjugo minuter per pund + 20 minuter
• Stor fågel - femton minuter per pund + 15 minuter

Det verkar som att dessa traditionella tillagningstider fungerar bra i samband med den termodynamiska beräkningar som tillhandahålls, vilket ger tiden som proportionell mot massan till kraften i två tredjedelar.

Pief Panofsky, före detta SLAC-direktör, härledde en ekvation för att försöka bestämma koktiden för en kalkon. Hans problem är att han ogillade det traditionella förslaget om "30 minuter per pund", eftersom "den tid en kalkon ska kokas är inte en linjär ekvation." Han använde t för att representera tillagningstiden i timmar och W som vikten av den fyllda kalkon i kilo och bestämde följande ekvation under den tid som kalkon skulle kokas vid 325 grader Fahrenheit. Enligt rapporten bestämdes det konstanta värdet 1,5 empiriskt. Här är ekvationen:

t = W^(2/3)/1.5

Plastkrympförpackningen som kalkoner (särskilt Butterball-kalkoner) kommer i kan också ha en fantastisk koppling till partikelfysik. Enligt Symmetri magasinet, skapas faktiskt några av dessa former av krympsäck av en partikelaccelerator. Partikelacceleratorer använd elektronstrålar för att slå väteatomer från polymerkedjorna i polyetenplasten, gör det kemiskt aktivt på precis rätt sätt så att när värmen appliceras krymper det runt Kalkon.