Il y a vraiment quelques problèmes distincts qui se rencontrent ici:
Qu'est-ce que la conversion du collagène en gélatine?
Lorsque le collagène se transforme en gélatine, il ne fond pas (qui est le même type de molécule, tout comme la glace et l'eau liquide sont la même chose).
Au lieu de cela, il est hydraté, ce qui est un processus de conversion chimique, où de l'eau est en fait ajoutée dans la structure globale de la molécule de protéine, la convertissant en une molécule de protéine différente.
Cela ne se produit pas uniquement à cause de la température, mais plutôt parce qu'une molécule d'eau avec le bon niveau d'énergie pour alimenter le processus (c'est-à-dire se déplaçant assez rapidement) frappe la molécule de collagène au bon endroit pour interagir avec elle et faire partie de la molécule.
La nouvelle molécule est appelée gélatine.
Pourquoi un autocuiseur facilite-t-il efficacement des températures plus élevées qu'un four?
La plupart des aliments contiennent beaucoup d'eau. L'une des propriétés fondamentales de l'eau est qu'il faut une quantité d'énergie relativement importante pour la convertir de l'eau liquide juste au point d'ébullition (100 C / 212 F à la pression du niveau de la mer) en vapeur juste à la même température. C'est ce qu'on appelle l' enthalpie de vaporisation .
Lorsqu'un aliment contenant de l'eau est chauffé dans l'air à une pression normale, même si la température de l'air est beaucoup plus chaude que le point d'ébullition de l'eau, la surface de l'aliment ne peut pas devenir plus chaude que le point d'ébullition, car toute énergie supplémentaire est utilisée pour convertir l'eau. en vapeur et en séchant la surface.
Ce n'est que lorsque la surface est sèche que le brunissement et d'autres processus qui se produisent au-dessus de 100 ° C peuvent commencer.
Cependant, à l'intérieur des aliments, qui sont encore humides, la température ne peut jamais dépasser le point d'ébullition. Très peu d'aliments sont normalement cuits au point où les intérieurs sont suffisamment secs pour devenir plus chauds que cela.
Dans un autocuiseur, le point d'ébullition de l'eau est plus élevé une fois la pression atteinte (pour être bref, je ne vais pas expliquer pourquoi il en est ainsi). Par exemple, à 15 bar (typique d'un autocuiseur, une atmosphère de pression supplémentaire au-dessus de la pression normale du niveau de la mer), l'eau ne bouillira pas avant environ 250 F / 121 C.
Cela permet à la surface et à l'intérieur des aliments d'atteindre des températures plus élevées qu'à la pression normale. Certains processus de cuisson sont accélérés en raison de cette différence.
Pourquoi le collagène se convertit-il plus rapidement?
La conversion du collagène en gélatine est un processus dépendant du temps et de la température.
Autrement dit, plus la température est élevée (dans des limites raisonnables, avant de brûler ou de se décomposer autrement), plus la conversion est rapide.
Le collagène se convertira en gélatine à 140 F, mais cela prendra littéralement plusieurs jours. À 170 - 180 F (températures internes typiques de la braisière au niveau de la mer), cela prend plusieurs heures.
Dans un autocuiseur, ce temps peut être réduit, car la température interne peut aller plus haut qu'à la température du niveau de la mer.
La raison en est que la conversion du collagène en gélatine est un processus stochastique. Cela signifie que c'est essentiellement aléatoire. Par simplification excessive, imaginez que la molécule de collagène est une molécule géante (elle l'est) avec un bouton dessus.
Toutes les molécules d'eau se déplacent de manière aléatoire, rebondissant les unes sur les autres. Plus la température est élevée, plus ils se déplacent rapidement en moyenne . Autrement dit, à basse température, la plupart des molécules se déplacent relativement lentement, mais certaines sont presque arrêtées et très peu sont très rapides. À une température plus élevée, ils se déplacent plus rapidement en moyenne, et un nombre légèrement plus grand se déplace relativement très rapidement.
Imaginez maintenant que le bouton ne sera pas enfoncé jusqu'à ce qu'une molécule d'eau arrive à le frapper tout en allant assez vite pour frapper le bouton assez fort. Plus la température est élevée, moins il faudra de temps pour que cela se produise en moyenne, car plus de molécules d'eau se déplacent rapidement.
Prenez ce processus sur de très nombreuses molécules de collagène et vous avez la courbe de conversion temps / température: plus la température est chaude, plus la conversion est rapide dans l'ensemble.
Conclusion
La conversion du collagène en gélatine est plus rapide dans un autocuiseur car la température interne des aliments est plus élevée que ce qui est possible à la pression atmosphérique, et cette température plus élevée accélère le processus de gélatinisation stochastique.