回答:
ここで一緒に来るいくつかの別々の問題があります:
コラーゲンがゼラチンに変わるとき、それは溶けていません(これは氷と液体の水が同じものであるのと同じように、同じタイプの分子です)。
代わりに、それは化学変換プロセスである水和されており、実際に水がタンパク質分子の全体的な構造に追加され、別のタンパク質分子に変換されます。
これは、温度だけで発生するのではなく、プロセスに電力を供給するための適切なレベルのエネルギーを持つ水分子(つまり、十分に速く移動する)がコラーゲン分子に正確に適切な場所で衝突して相互作用するためです。分子。
新しい分子はゼラチンと呼ばれます。
ほとんどの食品には大量の水が含まれています。水の基本的な特性の1つは、沸点(海水面の圧力で100 C / 212 F)の液体水から同じ温度の蒸気に変換するのに比較的大量のエネルギーを必要とすることです。これは蒸発のエンタルピーと呼ばれます。
水を含む食品を空気中で常圧で加熱すると、気温が水の沸点よりもはるかに高温であっても、追加のエネルギーが水を変換するため、食品の表面が沸点よりも高温になることはありません。蒸気に入れ、表面を乾燥させます。
表面が乾燥してはじめて、100度を超える温度で起こる褐色化やその他のプロセスが始まります。
しかし、まだ湿っている食品の内部では、温度が沸点を超えることはできません。通常、内部がこれよりも熱くなるほど乾燥するまで調理される食品はほとんどありません。
圧力鍋では、圧力が達成されると水の沸点が高くなります(簡潔にするため、これがなぜそうであるかについては説明しません)。たとえば、15 bar(通常の圧力鍋、通常の海面水圧よりも1気圧高い気圧)では、水は約250 F / 121 Cまで沸騰しません。
これにより、食品の表面と内部の両方が通常の圧力よりも高い温度に達することができます。この違いにより、いくつかの調理プロセスが加速されます。
コラーゲンのゼラチンへの変換は、時間/温度に依存するプロセスです。
つまり、温度が高いほど(適度な制限内で、燃焼または分解する前に)、変換が速くなります。
コラーゲンは華氏140度でゼラチンに変わりますが、文字通り数日かかります。170-180 F(海面の蒸し煮の典型的な内部温度)では、数時間かかります。
圧力鍋では、内部の温度が海抜より高くなるため、この時間を短縮できます。
この理由は、コラーゲンからゼラチンへの変換が確率的プロセスであるためです。これは、本質的にランダムであることを意味します。単純化の総体として、コラーゲン分子がボタンが付いた巨大な分子(ある)であると想像してください。
すべての水分子がランダムに動き回り、互いに跳ね返ります。温度が高いほど、平均して速く移動します。つまり、低温では、ほとんどの分子は比較的ゆっくりと移動しますが、一部はほとんど停止し、ごく一部は非常に高速です。温度が高くなると、平均して速く動き、わずかに大きい数は比較的速く動きます。
ボタンを十分に強く押すのに十分な速さで水分子が偶然ボタンを押すまでボタンが押されないことを想像してください。温度が高いほど、水分子の動きが速くなるため、平均してこれが発生するまでの時間が短くなります。
多くの、多くの、多くのコラーゲン分子に対してこのプロセスを実行すると、時間/温度変換曲線が得られます。温度が高いほど、変換全体が速くなります。
食品の内部温度が大気圧で可能な温度よりも高くなるため、圧力鍋でのコラーゲンからゼラチンへの変換はより速く、このより高い温度は確率的ゼラチン化プロセスを加速します。