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为什么烤红薯大多是200~230℃,查了下美拉德焦糖反应是在110~180℃呀,如何最大化甜度? 第1页

  

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20210719更新:

好多人都问到先蒸再烤,同时保证时间和味道。好想法,我明天试试。不过可能并没法节省太多的时间,因为1)无论哪种方法都还是需要一些预热时间的;2)蒸完了后红薯表面水很多,在烤箱中升温到120 ℃以上会变难。

20210720更新:

——实验过程:先蒸熟,然后400华氏度(~204 ℃)烘烤10分钟(烤箱有预热)——因为目的是为了节省时间,所以不能烘烤太久。

——实验结果:拨开紫薯后,发现表面几乎没有焦糖色,吃起来也比较像蒸紫薯,而且比较湿。

——猜测原因:在蒸紫薯的过程中,在其表面引入了过多的水,导致之后在烤的过程中,紫薯表面的水没能及时烤干从而无法升温到120℃以上,所以几乎不发生美拉德反应。


以我烤了近百个红薯、紫薯的经验来说,选择200到230度,一是因为快,二是其实此时才是更容易产生美拉德反应的——因为水分的缘故,红薯表层温度会远低于设置温度。

另外,在烤红薯的过程中,无论温度多少,美拉德反应都基本只发生在最外层。

1、烤红薯需要多久

在不同的温度下大致需要烤多久才能保证红薯完全熟呢?根据我的经验,对于一个干燥的烤箱(还没考虑尝试在烤箱中加入少量水以增大传热系数),需要在400华氏度(~204摄氏度)下烘烤大约40分钟;而当我使用350华氏度(~177摄氏度)时,则需要至少一个小时。这里不同的烘烤温度,主要影响的是热量传递到红薯内部的时间,温度差越大,热传导更容易发生。另外,哪怕在200℃的环境下烘烤,红薯最外层的温度也并不会达到200℃——反而只有140℃左右。(可见下面的模拟)

实际上,哪怕在100℃,红薯也是可以熟的。比如你可以用蒸锅来热红薯,那样甚至比烤箱更快!一般我们说温度越高反应速率越快,但是这里并不是因为违反了阿伦尼乌斯方程,而是因为不同的传热系数。干燥的空气是热的不良导体,所以在干燥的烤箱中,哪怕温度很高,实际上红薯上的温度并没有上升得那么快的;反倒是在蒸锅中,由于一直有高温水蒸气,反而红薯中温度很快就升高至100℃,不久就能熟。

但是,一般蒸的红薯没有烤的红薯甜,没有烤的红薯好吃,这是因为烤红薯中会发生美拉德反应。

很多关注我的小伙伴们都知道我喜欢使用matlab,那么我这里也用matlab尝试一下简单的模拟,基于傅里叶定律

鉴于大多数人关心的是结果而不是过程的细节,所以将细节放在最后部分进行介绍。

假设三种不同的条件下,模拟红薯最内部的温度变化情况(仅供定性比较)。由此可见,虽然用蒸的方式,外界温度最低,但是如果传热快的话照样可以更先熟。

而我们知道,红薯中存在有水的,而在水蒸发完全之前,温度不可能超过100 ℃。而哪怕最外层温度已经干了,温度超过了100 ℃,如果内部一层仍然没有蒸发完全的话,最外层从外部吸收的所有热还会被传输进去来蒸发水,从而使得温度是呈阶梯状上升(在100摄氏度以上)。

2、美拉德反应

美拉德反应是指的是食物中的还原糖(碳水化合物)与氨基酸/蛋白质发生的一系列复杂反应,其结果是生成了棕黑色的大分子物质类黑精或称拟黑素,在140-165℃间反应迅速。[1]

由此可见,在蒸的情况下,由于温度就是100℃,美拉德反应几乎不发生;在烤箱中,该反应也只在红薯、紫薯的表面发生——也就是和皮所接触的那部分。这是因为在薯的内部,存在很多水分的,所以内部温度也只能在100℃左右,而只有薯的表面才能达到高温。这也是为何烤红薯中,焦糖色只发生在红薯的表面,而内部并没有;这也是为何与皮直接接触的烤红薯部分格外的香甜。


总结:当选择200-230℃烤红薯时,

  1. 红薯熟得更快;
  2. 当红薯内部熟了时,外部温度大概在140℃左右,恰好发生比较多的美拉德反应,从而使得红薯更甜。


模拟过程细节:

进行的假设:

  1. 这是一个一维的红薯;
  2. 这个一维的红薯一共有10层;
  3. 每层中都有相同数量的水,在99-101 ℃的区间内水会沸腾蒸发,此时该层的温度会维持不变。

进行的数据估计(仅仅代表相对值和定性情况)

  1. 传热系数,红薯内部是干燥空气的5倍,水蒸气冷凝传热系数是干燥空气的1000倍[2]
  2. 水的蒸发焓是湿红薯热容的300倍,干红薯的热容是湿红薯的0.8倍。

代码在下面,欢迎感兴趣的朋友自己玩玩以及讨论:

       clear all;  A(1:10,1)=20; %每层红薯的初始温度,室温 A(11,1)=200; %外部温度 w(1:10,1)=3;  k1=0.5;%内部传热系数 k2=0.1;%外部传热系数——如果是水蒸气传热,取100 c=100;%湿红薯热容 c2=300*c;%水的蒸发焓 c3=0.8*c;%干红薯热容   for j=1:1:100000 %模拟的时间数     for m=1:1:10 %对于每层红薯         dTdx(m,j)=-(A(m+1,j)-A(m,j));%计算dT/dx         if m==1             q(m,j)=-k1*dTdx(m,j); %最内层只能收热量         end         if m>1 && m<10             q(m,j)=-k1*dTdx(m,j)+k1*dTdx(m-1,j); %其他层从外层收,并往内层传         end         if m==10             q(m,j)=-k2*dTdx(m,j)+k1*dTdx(m-1,j);%最外层从外界收,传热率不同         end         if abs(A(m,j)-100)>1 && w(m,j)>0 %当水还没蒸发完,并且该层温度不到100℃,直接升温             A(m,j+1)=A(m,j)+q(m,j)/c;             w(m,j+1)=w(m,j);             A(11,j+1)=A(11,j);         end         if abs(A(m,j)-100)<=1 && w(m,j)>0 %当温度达到100℃时,开始蒸发             A(m,j+1)=A(m,j);             w(m,j+1)=w(m,j)-q(m,j)/c2;             A(11,j+1)=A(11,j);         end         if w(m,j)<=0 %当水蒸发完了,继续升温             A(m,j+1)=A(m,j)+q(m,j)/c3;             w(m,j+1)=w(m,j);             A(11,j+1)=A(11,j);         end     end end     

参考

  1. ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Maillard_reaction
  2. ^ https://baike.baidu.com/item/%E5%AF%B9%E6%B5%81%E6%8D%A2%E7%83%AD%E7%B3%BB%E6%95%B0/1001540



  

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