Hitze und ihre Auswirkungen auf die Muskelfasern im Fleisch

Das Garen verwandelt Fleisch aus seinem rohen Zustand in ein fertiges Meisterwerk, das es wert ist, im Mittelpunkt einer Mahlzeit zu stehen. Aber wie und warum bewirkt die Anwendung von Hitze Veränderungen im Fleisch? Um diese Frage zu beantworten, muss man genau wissen, was Muskelfasern sind und was bei bestimmten Temperaturen in ihnen vor sich geht. Wenn du verstehst, wie sich die Proteinfasern während des Kochens verändern, kannst du die Qualität deines Fleisches verbessern!

Wie sich die Temperatur auf das Fleisch auswirkt

Die Bestimmung der Gartemperatur von Fleisch ist vor allem aus zwei Gründen wichtig:

  1. Lebensmittelsicherheit Es ist wichtig, dass alle möglichen durch Lebensmittel übertragbaren Krankheitserreger denaturiert werden, bevor das Fleisch serviert wird. Professionelle Köche in Restaurants wissen das sehr gut. Um die öffentliche Sicherheit zu gewährleisten, gibt es staatliche Vorschriften für Hygiene und sichere Gartemperaturen für Lebensmittel. Die von der USDA empfohlenen Gartemperaturen für die Lebensmittelsicherheit und die von Köchen empfohlenen Gartemperaturen finden Sie in der Tabelle mit den von Köchen empfohlenen Temperaturen in unserem Lernzentrum.
  2. Lebensmittelqualität Die Essqualität von Lebensmitteln ist eine subjektive Bewertung der Textur, des Geschmacks und des allgemeinen Mundgefühls (Gefühl im Mund, das durch Faktoren wie Feuchtigkeit, Fülle, Adstringenz und Temperatur bestimmt wird).

Woraus bestehen Muskeln?

Man spricht oft von Muskelfasern und der „Körnung“ von Fleisch. Muskelfasern sind lange Proteinfaserstränge, und die Richtung ihrer Bildung ist die Maserung des Fleisches (Bild rechts). Das Muskelfleisch von Landtieren besteht aus vielen Bündeln von Proteinfasern. Diese Eiweißfaserbündel werden Faszikel genannt. Jede Muskelfaser ist eine vielkernige Zelle, die aus Bündeln von Myofibrillen besteht. Jede Myofibrille besteht aus Tausenden von Sarkomeren (kontraktilen Einheiten), die aus Myofilamenten zusammengesetzt sind. Im Inneren dieser Sarkomere findet die gesamte Kontraktionsaktivität der Muskeln statt. Dies ist die allgemeine Muskelstruktur von Rind-, Schweine-, Lamm- und Geflügelfleisch.

Abbildung einer erweiterten Ansicht eines Muskels, Faszikels, einer Muskelfaser und einer Myofibrille.

Warum wir Fleisch kochen

Wir sind höher entwickelt als unsere primitiven Vorfahren, die zum Überleben jagten und rohes Fleisch aßen. Wir essen aus Gründen der Ernährung und des Genusses. Das Garen von Fleisch bewirkt chemische Veränderungen, die das Kauen erleichtern und das Fleisch zu einem köstlichen kulinarischen Erlebnis machen.

Unabhängig von der verwendeten Garmethode treten im Fleisch bei bestimmten Temperaturen spezifische chemische Reaktionen auf. Die Kenntnis dieser Temperaturgrenzwerte und die Verwendung präziser Temperaturmessgeräte zur Bestimmung des Gargrads sind der Schlüssel zum Meister der Fleischzubereitung! Einige der Veränderungen, die wir beim Garen von Fleisch leicht erkennen können, sind:

  • Opazität-Das einst durchsichtige Fleisch wird undurchsichtig.
  • Festigkeit-Fleisch kann zart oder zäh sein.
  • Schrumpfen-Fleischstücke schrumpfen in der Größe, wenn sie sich dem Gargrad nähern.
  • Bräunen-Das Fleisch ändert seine Farbe von rosa zu grau/braun. Gebratenes Fleisch entwickelt eine tief gefärbte Kruste.
  • Feuchtigkeitsverlust – Flüssigkeit wird ausgestoßen, wenn das Fleisch fester wird.
  • Fettabbau – intramuskuläres Fett löst sich im Temperaturbereich von 125-130°F (52-54°C) auf und verleiht dem Fleisch ein saftiges Mundgefühl.

Fleischfasern Collage 1

Farbveränderungen

Das Myoglobin im Fleisch verleiht ihm seine rosa/rote Farbe. Die Denaturierung des Myoglobins ist für den Farbwechsel zwischen rohem und gekochtem Fleisch verantwortlich. Diese Veränderung tritt bei 60°C (140°F) auf.

Opazität

Wenn Proteinmoleküle denaturieren, entfaltet sich ihre gewundene Struktur. Diese entfalteten Moleküle stoßen dann aneinander und verbinden sich in einer anderen Konfiguration (koagulieren), so dass es für Licht fast unmöglich ist, sie zu durchdringen. Auf diese Weise wird das Fleisch von durchsichtig zu undurchsichtig.

Feuchtigkeitsverlust

Die Saftigkeit ist ein wesentlicher Faktor für die endgültige Essqualität von gekochtem Fleisch. Unabhängig davon, wie lange es gepökelt, mariniert oder sogar in Flüssigkeit gegart wurde, steht der Feuchtigkeitsverlust von Fleisch in direktem Zusammenhang mit seiner endgültigen Gartemperatur. Kenji Lopez-Alt hat eigene Untersuchungen durchgeführt und festgestellt, dass der Feuchtigkeitsverlust von Fleisch drastisch ansteigt, sobald die Innentemperatur 66°C (150°F) erreicht. Sehen Sie sich die Ergebnisse von Kenjis Forschung in der nachstehenden Tabelle an (aus The Food Lab, von J. Kenji Lopez-Alt):

Feuchtigkeitsverlust in Rindfleisch Tabelle

Die Auswirkungen des Schrumpfens und der Festigkeit sind der Grund für den Feuchtigkeitsverlust in Fleisch und stehen in direktem Zusammenhang mit subzellulären Veränderungen, die während des Kochens in den Proteinfasern auftreten. Wie kommt es zu dieser auffälligen Veränderung?

Muskelfaser_Myofibrillen_großansicht (1)

Myosin und Aktin in Muskeln

Von allen Proteinen im Fleisch sind Myosin und Aktin aus Sicht des Kochens am wichtigsten. Sie sind die myofibrillären Proteine in jedem Sarkomer, die die Textur und das Wasserhaltevermögen des Fleisches beeinflussen. Schauen wir uns an, wie sie in lebenden Muskeln zusammenarbeiten:

Wie die Muskelkontraktion funktioniert

In den Muskeln lebender Tiere wird die Muskelkontraktion durch die Wirkung der dicken Filamentköpfe (Myosin), die sich an die dünnen Filamente (Aktin) heften und diese ziehen, verursacht. Der kontraktile Zyklus des Myosin- und Aktin-Gleitens bewirkt die Bewegung der Skelettmuskulatur.

Nach der Schlachtung kann der kontraktile Zyklus aufgrund der mangelnden Durchblutung des Muskelgewebes seine Entspannungsphase nicht abschließen. Aktin und Myosin verbinden sich irreversibel zu einer maximalen Muskelkontraktion, der Totenstarre. Nach der Totenstarre werden proteasebasierte Enzyme (Calpain und Cathepsin) vollständig aktiviert und bauen das Fleisch ab. Dieser Abbau des myofibrillären Netzwerks von Aktomyosin ist es, der das Fleisch während des Alterungsprozesses zart macht.

Denaturierung von Myosin und Aktin

➤ Myosin: 104-122°F

Aktin und Myosin spielen eine wichtige Rolle bei den Veränderungen, die im Fleisch während des Kochens stattfinden. Myosin beginnt bei 40°C (104°F) zu denaturieren, wobei die größte Veränderung bei 50°C (122°F) auftritt. Myosin ist das dicke Filament, das für die aktive Verkürzung der Sarkomerlänge verantwortlich ist, da es die Aktinfilamente enger zusammenzieht. Wenn Myosin denaturiert, schrumpft der Durchmesser des Sarkomers. Diese Denaturierung verändert die Beschaffenheit des Fleisches von roh zu angenehm gekocht und immer noch zart.

➤ Actin: 150-163°F

Actin denaturiert in einem höheren Temperaturbereich, und diese Reaktion ist in erster Linie für die Zähigkeit der Fleischfasern und den Feuchtigkeitsverlust im gekochten Fleisch verantwortlich. Es denaturiert im Bereich von 66-73°C (150-163°F). An diesem Punkt werden die Eiweißfasern sehr fest, verkürzen sich in der Länge, und die Menge der austretenden Flüssigkeit nimmt drastisch zu. Ihr Fleisch wird zäh und trocken, wenn es bei diesen höheren Temperaturen gegart wird. Diese Daten bestätigen Kenjis Forschungsergebnisse über den Feuchtigkeitsverlust bei gekochtem Rindfleisch. Bei 66°C (150°F) verdoppelt sich der Feuchtigkeitsverlust im Vergleich zu 49°C (120°F).

Lebensmittelwissenschaftler haben durch empirische Forschung („Gesamtkauarbeit“ und „Gesamttexturpräferenz“ sind meine Lieblingsbegriffe) festgestellt, dass die optimale Textur von gekochtem Fleisch auftritt, wenn es bei 60-67°F (140-153°F) gegart wird, dem Bereich, in dem Myosin und Kollagen denaturiert sind, aber Aktin in seiner natürlichen Form verbleibt. -Cooking for Geeks, Jeff Potter

See the Difference!

Fleisch_Fasern_2017 (33 von 34)In der Abbildung unten können Sie physisch sehen, wie sich das Fleisch mit steigender Temperatur verändert. Das Fleisch verändert seine Farbe und Textur, schrumpft sichtbar und verliert an Feuchtigkeit. Wir haben New Yorker Steaks in gleich große Stücke geschnitten und sie in einem Sous-Vide-Wasserbad bei genau den gezeigten Temperaturen gegart. Veränderungen des Fleischfaserdurchmessers sind bereits bei 115-120°F (46-49°C) sichtbar.

Verschiedene Gargrade bei Rindfleisch

Nachdem Sie nun wissen, was mit Ihrem Fleisch beim Garen passiert, schauen Sie sich die Tabelle mit den Gartemperaturen für Fleisch an und finden Sie heraus, wo Ihr persönlicher Geschmack liegt. Wahrscheinlich mögen Sie Ihr Steak bei einer Temperatur, bei der das Myosin denaturiert und die Fette ausgeschieden sind, aber bevor das Aktin zu denaturieren beginnt.

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Denaturiertes Myosin = lecker; denaturiertes Aktin = eklig. Trockenes, zerkochtes Fleisch ist nicht zäh, weil ihm Wasser fehlt; es ist zäh, weil die Aktinproteine auf mikroskopischer Ebene denaturiert sind und die Flüssigkeit in den Muskelfasern verdrängt haben. -Cooking for Geeks, Jeff Potter

Fleisch ruhen lassen, um Feuchtigkeitsverlust teilweise rückgängig zu machen

Die Denaturierung von Proteinen, die dafür verantwortlich ist, dass Fleisch fest und trocken wird, ist teilweise umkehrbar. Denaturiertes Aktin kann nicht verändert werden, aber Myosinfilamente können sich etwas entspannen. Dies wird deutlich, wenn das Fleisch ruht. Das koagulierte Protein ist in der Lage, einen Teil der verlorenen Feuchtigkeit wieder aufzunehmen.

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Dieses Wissen ist wirklich das Geheimnis, um jedes Mal perfekt gegartes Fleisch zuzubereiten. Wenn Sie in der Lage sind, die Innentemperaturen genau zu verfolgen, wissen Sie genau, was im Inneren Ihres Fleisches passiert, während es gart. Das Übergaren von Fleisch um nur wenige Grad kann den Unterschied zwischen einem saftigen Steak und einem unwiderruflich zähen Steak ausmachen. Kochen Sie mit Zuversicht!