S13 Légumes bouillis - Transfert de chaleur

Topique

La cuisson de ce légume implique quatre processus physiques distincts qui se déroulent simultanément : le transfert de chaleur de l’eau bouillante vers le légume, qui détermine sa cuisson ; le ramollissement de ses tissus cellulaires par la dégradation de la pectine, qui détermine sa texture finale ; la perte de nutriments solubles du légume dans l’eau ; et la diffusion du sel, déjà dissous dans l’eau, dans le légume. Prolonger la cuisson signifie que ces quatre processus se déroulent simultanément, chacun à son propre rythme.

Le nombre de Biot de ce légume, identique à celui établi par un autre modèle de cet ensemble, est très élevé pendant la cuisson, grâce au coefficient de convection élevé établi par ce même modèle, dédié à la convection thermique dans l’eau bouillante. Par conséquent, la résistance thermique dominante est la résistance interne du légume, de sorte que sa surface atteint la température de l’eau bouillante presque instantanément. Le temps nécessaire à la diffusion de cette chaleur jusqu’au cœur du légume détermine la durée de cuisson. La solution de Heisler, identique à celle établie par un autre modèle de cet ensemble, quantifie cette même évolution : la température adimensionnelle au cœur du légume diminue de la valeur correspondant au légume cru à celle correspondant au même légume en équilibre avec l’eau bouillante, à mesure que le nombre de Fourier établi par cet autre modèle augmente avec le temps de cuisson.

Le ramollissement des tissus cellulaires de ce légume est principalement dû à la dégradation hydrothermale de la pectine de sa paroi cellulaire, qui agit comme un ciment maintenant les cellules ensemble. Cette dégradation suit une cinétique de premier ordre, identique à celle déjà établie dans un autre modèle de ce système, dont la vitesse est sensible à la température via une énergie d’activation – la même notion d’énergie d’activation déjà établie dans cet autre modèle. Par conséquent, la dureté de ces tissus cellulaires diminue exponentiellement avec le temps, et cette diminution dépend, en chaque point du légume, de l’historique thermique complet que ce point a déjà subi suite au transfert de chaleur qui a initié ce modèle. Le fait qu'un point du légume plus proche de la surface déjà chaude atteigne une température plus élevée plus rapidement signifie que la dureté de ce tissu cellulaire diminue plus vite à cet endroit que celle du cœur encore plus froid du légume.

La perte de vitamine C dans ce légume est l'indicateur le plus sensible de sa qualité nutritionnelle pour cette méthode de cuisson, parmi tous ceux établis par un autre modèle de cet ensemble consacré aux pertes de vitamines à la cuisson : cette même vitamine s'oxyde à l'intérieur du légume et, de plus, se diffuse dans l'eau de cuisson, un mécanisme de perte supplémentaire qui n'a pas lieu lorsque le légume est cuit à la vapeur. Un légume comme une pomme de terre, pelée et coupée avant d'être bouillie, peut donc perdre une fraction considérable de sa vitamine C lors d'une cuisson prolongée. Réduire le temps de cuisson de ce légume, le laisser à peine al dente, ou le cuire à la vapeur plutôt que de le plonger dans l'eau, diminue considérablement la perte de vitamine C.

Ainsi, ce modèle, avec son transfert de chaleur et la perte de vitamine C qu'il décrit, entraîne la diffusion du sel déjà dissous dans l'eau bouillante à l'intérieur du légume, selon le même principe de diffusion de Fick établi par un autre modèle de cet ensemble, consacré au salage et à la marinade. La profondeur de pénétration du sel dans le légume – la même notion que celle établie par cet autre modèle – augmente avec la racine carrée du temps de cuisson. À ébullition modérée, cette profondeur est suffisante pour saler l'extérieur du légume, mais pas le cœur d'une pièce épaisse. Le fait que cette pièce de légume soit plus épaisse que cette profondeur de pénétration du sel signifie que son centre reste non salé, conformément à la même comparaison entre épaisseur et profondeur de pénétration établie par un autre modèle de cet ensemble, consacré au contrôle de l'épaisseur et de la cuisson.

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