É verdade que existe uma correlação negativa entre o tempo de cozedura e a temperatura: quanto mais alta for a temperatura, mais curto será o tempo de cozedura. Mas é altamente não linear. Mesmo que se tivesse em conta que a temperatura é medida numa rácio, não numa escala de intervalos onde o zero real está a 0 Kelvin, mesmo assim não o ajudará em nada.
Temperatura interna
Considere primeiro a parte mais fácil do processo: a relação entre a temperatura interna do alimento e a doçura do alimento. Cozinhar alimentos com calor é esperar que certas mudanças termodinâmicas aconteçam, por exemplo, no caso da carne, você espera que as proteínas desnaturem. Isto significa que se começa com a molécula de proteína bastante encaracolada, e depois de esta ter sofrido bastante movimento browniano, desfaz-se um pouco, perdendo algumas das ligações mais fracas entre os átomos.
A probabilidade de uma molécula ser desnaturada após um período de tempo constante, digamos 1 segundo, deve seguir aproximadamente uma distribuição gaussiana, dependendo da temperatura do alimento (temperatura mais alta -> a molécula treme e move-se mais, e choca mais com outras moléculas, o que faz com que as ligações ternárias e quarternas fracas estalem):
Pelo teorema limite central , dos milhões de moléculas na sua comida, a distribuição acima também lhe diz que percentagem delas será convertida para o estado de cozedura após um segundo. Isto explica porque, se aquecer xarope de açúcar, obtém-se caramelo a uma dada temperatura quase instantaneamente - atingiu a temperatura em que mais de 99% das suas moléculas se converterão para o estado caramelizado após um segundo - mas se deixar açúcar durante muito tempo a temperaturas mais baixas, também irá caramelizar . Isto é porque depois de segundos suficientes de uma molécula em dez mil ser caramelizada por segundo, você obtém todo o açúcar caramelizado. Por outro lado, a sua temperatura ambiente é tão baixa, que talvez apenas uma molécula em mil milhões se converta em açúcar armazenado à temperatura ambiente, e terá de esperar séculos para que tudo se caramelize. Isto porque está num ponto quase plano à esquerda da curva.
Portanto, o tempo e ["internal food temperature"] estão ligados de uma forma muito não linear. Teoricamente você poderia fazer algumas previsões, se você soubesse os parâmetros mu e sigma da curva Gaussiana; no entanto, eles mudarão com o item alimentar e o processo que você quer que aconteça. A desnaturalização das proteínas acima ilustrada é um desses processos, a caramelização é outro, mas regido pela mesma relação geral. A maioria delas são. (Uma excepção seria a fusão de substâncias cristalinas como a manteiga de cacau, que têm um ponto de fusão bem definido).
O cálculo real pode ser assim: a 56 Celsius, demora 1 segundo para um bife ser cozinhado (tecnologicamente, para que pelo menos 99% da miosina nele contida seja desnaturada). Aos 55 Celsius, pode demorar meio minuto, aos 54 Celsius, 3 minutos, aos 50 Celsius, 15 minutos, e assim sucessivamente. Estou usando números aleatórios aqui, você pode encontrar os verdadeiros números da carne se você procurar por curvas sous vide, eu duvido que existam fontes facilmente acessíveis para outros processos como caramelização ou gelificação de amido. A questão é que existe uma dependência, mas não se pode prever intuitivamente, porque se afasta muito de uma dependência linear, e a maioria das pessoas só pode prever intuitivamente conexões lineares.
Transferência de calor
Mas torna-se ainda mais complicado. Não se pode aquecer cada molécula individualmente. Vamos esquecer as microondas durante algum tempo, elas não o ajudam muito e, de qualquer forma, não têm definições de temperatura. O que você tem é uma fonte de calor, como um fogão, forno, ou fogo aberto, e você quer transferir calor para a comida. O calor é transferido por convecção, condução e radiação para a superfície dos alimentos, e espalha-se para o interior principalmente por condução para alimentos sólidos e uma combinação de convecção e condução para fluidos. Assim, quando se aquece a superfície do alimento até 100 celsius, o interior é muito mais frio.
E quanto tempo demora a aquecer o interior do alimento? Bem, isto depende principalmente da geometria do seu alimento e da sua composição química. O que explica porque as receitas que lhe dizem para cozinhar os alimentos durante um determinado tempo por peso (por exemplo, “assar a carne durante 10 minutos por 250 g) são tão más. Consoante a forma da sua carne, esta demorará muito mais ou menos tempo do que isso. Outros factores, por exemplo, lidar com carne envelhecida de alta qualidade com paredes celulares apertadas e baixo teor de água, por oposição a carne PSE com o seu teor de água mais elevado, também irá alterar o tempo necessário.
A fórmula real para calcular o tempo necessário para assar carne a uma determinada temperatura é descrita por estas equações diferenciais:
Não sei o que significa a maioria destas variáveis, e estou feliz por não ter de o fazer. E, claro, não tenho de o fazer, outros processos de cozimento como caramelização ou Maillard (o processo que cria crostas) terão um sistema diferente de equações, igualmente complicado.
Mudanças indesejadas
Há, às vezes, processos de cozimento que você não quer que aconteçam. Um exemplo é a queima de alimentos. Outro exemplo típico é a carne. É composta, grosso modo, de dois tipos de proteínas, actina e miosina. Elas desnaturam a diferentes temperaturas - cada uma delas tem sua própria curva, e a actina é deslocada para a direita. Quando a miosina desnaturaliza, a carne é ["medium"], macia e suculenta. Quando a actina também desnatura, a carne é ["well done"], ou dura e seca. O que a maioria das pessoas tenta alcançar é desnaturar a miosina, mas sem mudar a actina.
Existem outras mudanças indesejadas também, como queimar sua comida, ou deixar seu óleo quente ao ponto de se decompor. Então você geralmente quer aquecer sua comida, mas frequentemente há um limite que você não quer alcançar.
Na prática
Em termos práticos, você só tem que viver com o conhecimento de que fazer a temperatura mais baixa fará com que sua comida demore mais tempo até ser cozinhada. Se a fizer mais quente, vai demorar menos, mas arrisca-se a atingir alguma temperatura indesejada. Você também deixa menos tempo para que os sabores se desenvolvam, o que é importante em alguns casos (por exemplo, guisados), mas não em outros (por exemplo, panquecas).
Qualquer tentativa de ganhar um pouco mais de precisão do que as anteriores não é prática. As relações reais são demasiado complicadas. É teoricamente possível encaixar uma aproximação polinomial cujos valores são muito mais fáceis de calcular (acho que Douglas Baldwin o fez uma vez para um corte específico de carne), mas como você não sabe os parâmetros específicos a usar para cada alimento, não é uma proposta prática mesmo que você mantenha uma calculadora na sua cozinha.
O resultado final: não cozinhe a tempo.
Não é possível calcular com confiabilidade quando os alimentos serão feitos a uma determinada temperatura. Se um autor de receita lhe der uma aproximação, será bastante impreciso, pois dependerá da forma dos seus alimentos, do material e espessura da sua panela, dos desvios de temperatura do seu forno, etc. Então você não pode sequer dizer algo como "Eu sei que leva 30 minutos a 300 Fahrenheit, eu quero saber quanto tempo leva a 350 Fahrenheit”. Só demora 30 min. em condições muito especiais, que talvez se reproduzam sem saber cada vez que se assa, usando o mesmo forno, a mesma panela e carne do mesmo talhante.
A boa notícia é que você não precisa do acima mencionado para cozinhar bem*. Sua carne é feita no forno, mesmo que você não consiga calcular o acima. Você só tem que julgar quando tirá-la, e embora o tempo seja bastante inútil para essa decisão, há muitos outros sinais, muito melhores, para isso. Um termômetro é o método mais fácil, e a experiência te ensinará a reconhecer a doçura perfeita também sem ele, pelo cheiro e pistas visíveis como cor, textura, quantidade de vapor, etc.