Existem realmente algumas questões separadas que se reúnem aqui:
O que é conversão de colágeno em gelatina?
Quando o colágeno se converte em gelatina, ele não está derretendo (que é o mesmo tipo de molécula, assim como gelo e água líquida são a mesma coisa).
Em vez disso, ele está sendo hidratado, que é um processo de conversão química, onde a água é realmente adicionada à estrutura geral da molécula de proteína, convertendo-a em uma molécula de proteína diferente.
Isso não acontece apenas por causa da temperatura, mas porque uma molécula de água com o nível certo de energia para alimentar o processo (ou seja, se movendo rápido o suficiente) atinge a molécula de colágeno no local exatamente adequado para interagir com ela e se tornar parte de a molécula.
A nova molécula é chamada gelatina.
Por que uma panela de pressão facilita efetivamente temperaturas mais altas do que um forno?
A maioria dos alimentos contém muita água. Uma das propriedades fundamentais da água é que é necessária uma quantidade relativamente grande de energia para convertê-la em água líquida apenas no ponto de ebulição (100 C / 212 F na pressão do nível do mar) em vapor apenas na mesma temperatura. Isso é chamado de entalpia da vaporização .
Quando um alimento que contém água é aquecido ao ar à pressão normal, mesmo que a temperatura do ar seja muito mais quente que o ponto de ebulição da água, a superfície do alimento não pode ficar mais quente que o ponto de ebulição, porque qualquer energia adicional é usada na conversão da água em vapor e secar a superfície.
Somente quando a superfície estiver seca, pode ocorrer o escurecimento e outros processos que ocorrem acima de 100 ° C.
No entanto, no interior dos alimentos, que ainda está úmido, a temperatura continua a nunca exceder o ponto de ebulição. Muito poucos alimentos são cozidos normalmente a ponto de o interior estar seco o suficiente para ficar mais quente do que isso.
Em uma panela de pressão, o ponto de ebulição da água é maior quando a pressão é atingida (por uma questão de brevidade, não discutirei por que isso acontece). Por exemplo, a 15 bar (típico de uma panela de pressão, uma atmosfera adicional de pressão acima da pressão normal do nível do mar), a água não ferve até cerca de 250 F / 121 C.
Isso permite que a superfície e o interior dos alimentos atinjam temperaturas mais altas do que a pressão normal. Alguns processos de cozimento são acelerados devido a essa diferença.
Por que o colágeno se converte mais rapidamente?
A conversão de colágeno em gelatina é um processo dependente do tempo / temperatura.
Ou seja, quanto mais alta a temperatura (dentro de limites razoáveis, antes que ela queime ou se decomponha), mais rápida será a conversão.
O colágeno se converterá em gelatina a 140 ° C, mas levará literalmente vários dias. A 170 - 180 F (temperaturas internas típicas na brasagem do nível do mar), leva várias horas.
Em uma panela de pressão, esse tempo pode ser reduzido, porque a temperatura interna pode subir mais do que a temperatura do nível do mar.
A razão para isso é que a conversão de colágeno em gelatina é um processo estocástico. O que isto significa é que é essencialmente aleatório. Como uma simplificação grosseira, imagine que a molécula de colágeno seja uma molécula gigante (é) com um botão nela.
Todas as moléculas de água estão se movendo aleatoriamente, ricocheteando umas nas outras. Quanto mais alta a temperatura, mais rápido eles se movem em média . Ou seja, a baixa temperatura, a maioria das moléculas se move de forma relativamente lenta, mas algumas estão quase paradas e poucas são muito rápidas. Em uma temperatura mais alta, eles se movem mais rápido, em média, e um número um pouco maior está se movendo relativamente, muito rápido.
Agora imagine que o botão não será pressionado até que uma molécula de água o acerte, indo rápido o suficiente para apertá-lo com força suficiente. Quanto mais alta a temperatura, menos tempo levará para que isso aconteça, em média, porque mais moléculas de água estão se movendo rapidamente.
Enfrente esse processo em muitas, muitas, muitas moléculas de colágeno e você terá a curva de conversão tempo / temperatura: quanto mais quente a temperatura, mais rápida será a conversão geral.
Conclusão
A conversão de colágeno em gelatina é mais rápida em uma panela de pressão, porque a temperatura interna dos alimentos fica mais alta do que é possível à pressão atmosférica, e essa temperatura mais alta acelera o processo de gelatinização estocástica.
