Il calore e i suoi effetti sulle fibre muscolari della carne

La cottura trasforma la carne dal suo stato crudo in un capolavoro finito degno di essere al centro di un pasto. Ma come e perché l’applicazione del calore provoca cambiamenti nella carne? Per rispondere a questa domanda bisogna sapere esattamente cosa sono le fibre muscolari e cosa succede al loro interno a determinate temperature. Capire come le fibre proteiche cambiano durante la cottura migliorerà la qualità della carne che cucini!

Come la temperatura influisce sulla carne

Determinare la temperatura di cottura della carne è importante per due motivi principali:

  1. Sicurezza alimentare È importante che tutti i possibili agenti patogeni alimentari siano denaturati prima di servire la carne. I cuochi professionisti dei ristoranti conoscono bene questo fatto. I regolamenti governativi per l’igiene e le temperature di cottura degli alimenti sono in vigore per garantire la sicurezza pubblica. Per entrambe le temperature di cottura raccomandate dall’USDA per la sicurezza alimentare e le temperature di cottura raccomandate dagli chef, vedere la tabella delle temperature raccomandate dagli chef nel nostro Learning Center.
  2. Qualità del cibo La qualità del cibo è una valutazione soggettiva di consistenza, sapore e sensazione generale in bocca (sensazione in bocca determinata da fattori come umidità, ricchezza, astringenza e temperatura).

Di cosa sono fatti i muscoli?

Sentiamo spesso parlare di fibre muscolari e della “grana” della carne. Le fibre muscolari sono lunghi fili di fibre proteiche e la direzione della loro formazione è la grana della carne (nella foto a destra). La carne muscolare degli animali terrestri è composta da molti fasci di fibre proteiche. Questi fasci di fibre proteiche sono chiamati fascicoli. Ogni fibra muscolare è una cellula multinucleata costituita da fasci di miofibrille. Ogni miofibrilla è composta da migliaia di sarcomeri (unità contrattili) che sono composti da miofilamenti. Ed è all’interno di questi sarcomeri che si svolge tutta l’attività di contrazione nei muscoli. Questa è la struttura muscolare generale che si trova nella carne di manzo, maiale, agnello e pollame.

Illustrazione della vista estesa di un muscolo, fascicolo, fibra muscolare e una miofibrilla.

Perché cuciniamo la carne

Siamo più evoluti dei nostri antenati primitivi che cacciavano e mangiavano carne cruda per sopravvivere. Noi mangiamo per la nutrizione e il piacere. La cottura della carne provoca cambiamenti chimici che la rendono più facile da masticare e la trasformano in un’esperienza culinaria appetitosa.

Specifiche reazioni chimiche avvengono nella carne a temperature distinte, indipendentemente dal metodo di cottura utilizzato. Sapere quali sono questi punti di riferimento di temperatura e usare strumenti di precisione per determinare il grado di cottura sono le chiavi per diventare un maestro nella cottura della carne! Alcuni dei cambiamenti che possiamo facilmente vedere durante la cottura della carne sono:

  • Opacità-La carne, una volta traslucida, diventa opaca.
  • Fermezza-La carne può essere tenera o dura.
  • Restringimento-I tagli di carne si restringono man mano che si avvicinano alla cottura.
  • Doratura-La carne cambia colore da rosa a grigio/marrone. La carne scottata sviluppa una crosta profondamente colorata.
  • Perdita di umidità – Il liquido viene espulso quando la carne diventa più soda.
  • Scomposizione del grasso – Il grasso intramuscolare si scioglie nell’intervallo di temperatura di 125-130°F (52-54°C), dando alla carne un sapore succulento.

Collage di fibre di carne 1

Cambiamenti di colore

La mioglobina nella carne è ciò che le conferisce il colore rosa/rosso. La denaturazione della mioglobina è responsabile del cambiamento di colore tra carne cruda e cotta. Questo cambiamento avviene a 140°F (60°C).

Opacità

Quando le molecole proteiche si denaturano, la loro struttura a spirale si dispiega. Queste molecole dispiegate si scontrano tra loro e si ricollegano in una configurazione diversa (coagulazione), rendendo quasi impossibile il passaggio della luce. Questo è ciò che trasforma la carne da traslucida a opaca.

La perdita di umidità

La sapidità è un fattore considerevole nel determinare la qualità finale della carne cotta. Non importa quanto tempo sia stata messa in salamoia, marinata, o anche se è stata cotta in un liquido, la perdita di umidità nella carne è direttamente collegata alla sua temperatura finale di cottura. Kenji Lopez-Alt ha condotto la sua ricerca e ha scoperto che la quantità di umidità persa nella carne aumenta drammaticamente quando la temperatura interna raggiunge i 150°F (66°C). Vedi i risultati della ricerca di Kenji nel grafico qui sotto (da The Food Lab, di J. Kenji Lopez-Alt):

Grafico della perdita di umidità nella carne di manzo

Gli effetti del restringimento e della compattezza sono ciò che determina la perdita di umidità nella carne, e sono direttamente collegati ai cambiamenti subcellulari che avvengono nelle fibre proteiche durante la cottura. Cosa succede che causa un cambiamento così evidente?

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Miosina e actina nei muscoli

Di tutte le proteine della carne, miosina e actina sono le più importanti dal punto di vista della cottura. Sono le proteine miofibrillari all’interno di ogni sarcomero che influenzano la consistenza della carne e la sua capacità di trattenere l’umidità. Diamo un’occhiata a come lavorano insieme nei muscoli viventi:

Come funziona la contrazione muscolare

Nei muscoli degli animali viventi, l’azione dei capi del filamento spesso (miosina) che attaccano e tirano il filamento sottile (actina) è ciò che causa la contrazione muscolare. Il ciclo contrattile dello scorrimento della miosina e dell’actina è ciò che causa il movimento del muscolo scheletrico.

Dopo la macellazione, la mancanza di flusso sanguigno al tessuto muscolare rende impossibile al ciclo contrattile di completare la sua fase di rilassamento. L’actina e la miosina si combinano irreversibilmente nella massima contrazione muscolare, o rigor mortis. Dopo il rigor mortis, gli enzimi a base di proteasi (calpina e catepsina) si attivano completamente, degradando la carne. Questa degradazione della rete miofibrillare di actomiosina è ciò che rende più tenera la carne durante il processo di invecchiamento.

Denaturazione di miosina e actina

➤ Miosina: 104-122°F

Actina e miosina giocano un ruolo importante nei cambiamenti che avvengono nella carne durante la cottura. La miosina comincia a denaturare intorno ai 104°F (40°C) con un cambiamento impressionante a 122°F (50°C). La miosina è il filamento spesso responsabile dell’accorciamento attivo della lunghezza del sarcomero, in quanto avvicina i filamenti di actina. Quando la miosina si denatura, riduce il diametro del sarcomero. Questa denaturazione cambia la consistenza della carne da cruda a piacevolmente cotta e ancora tenera.

➤ Actina: 150-163°F

L’actina si denatura in un intervallo di temperatura più alto, e questa reazione è la principale responsabile dell’indurimento delle fibre di carne e della perdita di umidità nella carne cotta. Si denatura nell’intervallo di 150-163°F (66-73°C). A questo punto le fibre proteiche diventano molto solide, si accorciano in lunghezza e la quantità di liquido espulso aumenta drammaticamente. La carne diventa dura e secca quando viene cotta a queste alte temperature. Questi dati supportano accuratamente la ricerca di Kenji sulla quantità di perdita di umidità nel manzo cotto. A 150°F (66°C) la perdita di umidità raddoppia rispetto a 120°F (49°C).

Gli scienziati alimentari hanno determinato attraverso la ricerca empirica (“lavoro di masticazione totale” e “preferenza di consistenza totale” sono i miei termini preferiti) che la consistenza ottimale delle carni cotte si verifica quando sono cotte a 140-153°F/60-67°F, la gamma in cui miosina e collagene si saranno denaturati ma l’actina rimarrà nella sua forma nativa. -Cooking for Geeks, Jeff Potter

Vedi la differenza!

fibre_di_carne_2017 (33 di 34)Nell’immagine qui sotto puoi vedere fisicamente come cambia la carne quando la temperatura sale. La carne cambia colore, consistenza, si restringe visibilmente e perde umidità. Usando bistecche New York, le abbiamo tagliate in pezzi di uguale dimensione e le abbiamo cotte alle temperature precise indicate usando un bagno d’acqua sous vide. I cambiamenti nel diametro delle fibre della carne sono visibili già a partire da 115-120°F (46-49°C).

Gradi di cottura variabili nella carne di manzo

Ora che hai capito cosa succede alla tua carne durante la cottura, guarda la tabella delle temperature di cottura della carne qui sotto e vedi dove si trova il tuo gusto personale. È probabile che ti piaccia la tua bistecca cotta a una temperatura che ha permesso alla miosina di denaturare, ai grassi di rendere, ma prima che l’actina inizi a denaturare.

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Miosina denaturata = yummy; actina denaturata = yucky. Le carni secche e troppo cotte non sono dure a causa della mancanza di acqua all’interno della carne; sono dure perché a livello microscopico, le proteine dell’actina si sono denaturate e hanno spremuto il liquido nelle fibre muscolari. -Cooking for Geeks, Jeff Potter

Resting Meat to Partially Reverse Moisture Loss

La denaturazione delle proteine, responsabile del fatto che la carne diventa soda e secca, è parzialmente reversibile. L’actina denaturata non può essere cambiata, ma i filamenti di miosina possono rilassarsi un po’. Questo è evidente quando la carne riposa. La proteina coagulata è in grado di riassorbire parte dell’umidità persa.

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Questa conoscenza è davvero il segreto per preparare carne perfettamente cotta ogni volta. Essere in grado di tracciare le temperature interne con precisione ti permette di sapere esattamente cosa sta succedendo all’interno della tua carne durante la cottura. Una cottura eccessiva della carne di pochi gradi può davvero fare la differenza tra una bistecca succosa e una che è diventata irreversibilmente dura. Cucinate con fiducia!