Was ist Sous-Vide Garen?

EIN PRAKTISCHES HANDBUCH DES SOUS-VIDE GARENS (Douglas Baldwin)

Übersetzung vom Englischen ins Deutsche von Addelice/Sous Vide Consulting

Haftungshinweis: Dieses Handbuch dient ausschließlich zu Informationszwecken. Douglas Baldwin übernimmt keinerlei Garantie, Gewährleistung oder Zusicherung über die Richtigkeit, Aktualität, Genauigkeit, Vollständigkeit und/oder Nützlichkeit irgendwelcher Informationen dieses Handbuchs - weder implizit noch ausdrücklich. Die hier vorliegenden Informationen können Fehler enthalten. Douglas Baldwin übernimmt keine Verantwortung oder Verpflichtung für die Benutzung dieses Handbuchs.

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©2008 Copyright der englischen Originalversion: Douglas Baldwin 2008, alle Rechte vorbehalten.
©2009 Copyright der deutschen Übersetzung: Sous Vide Consulting (Addelice), 2009, alle Rechte vorbehalten. Die hier vorliegende deutsche Übersetzung wurde ausdrücklich vom Autor des englischen Originaltextes genehmigt. Jegliche Form der Reproduktion, des Vertriebs, Weiterverkaufs ohne schriftliche Genehmigung von Addelice/Sous Vide Consulting ist ausdrücklich untersagt.

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VORWORT

Sous vide ist französisch für „unter Vakuum“ und beschreibt eine Methode des langsamen Garens von Nahrungsmitteln in vakuumversiegelten Plastikbeuteln bei niedrigen Temperaturen. Mit der richtigen Ausrüstung und einigem grundlegendem Wissen kann jeder mit gleichbleibendem Erfolg köstliche und sichere Speisen zubereiten. Mit etwas fortgeschrittenerem Wissen kann ein Koch eigene Rezepte kreieren (oder bekannte Rezepte verändern) um eigene Vision zu verwirklichen.

Dieses Handbuch versucht die wissenschaftlichen Aspekte des Sous Vide Kochens herauszufiltern um jeden mit den notwendigen Mitteln auszustatten, um sicher eigene kreative Visionen zu realisieren. In Teil I werden Techniken und Sicherheitsaspekte des Sous Vide Kochens diskutiert. Einige beispielhafte Rezepte werden in Teil II vorgestellt. Die Mathematik des Sous Vide Kochens wird in Anhang A behandelt. Abschließend wird in Anhang B spezielle Sous Vide Ausrüstung vorgestellt.

EINLEITUNG

Sous Vide ist eine Methode des langsamen Garens von Nahrungsmitteln in vakuum- versiegelten Plastikbeuteln bei niedrigen Temperaturen. Sous vide unterscheidet sich von konventionellen Kochmethoden in zwei grundlegenden Dingen: (i) Die Nahrungsmittel werden in Plastikbeuteln vakuumversiegelt und (ii) die Nahrungsmittel werden mit genau kontrollierter Hitze gekocht.
Vakuumverpackungen verhindern Verdunstungsverluste von Aromastoffen und Feuchtigkeit während des Kochvorgangs und hemmen die Entstehung von Fremdaromen durch Oxidation (Church und Parsons, 2000). Daraus resultiert ein besonders geschmacksintensives und nahrhaftes Ergebnis (Church, 1998; Creed, 1998; García-Linares et al., 2004; Ghazala et al., 1996; Lassen et al., 2002; Schellekens, 1996; Stea et al., 2006). Des weiteren reduziert Vakuumieren aerobes bakterielles Wachstum und erlaubt eine effiziente Übertragung thermischer Energie vom Wasser (oder Dampf) auf die Nahrungsmittel.

Präzise Temperaturkontrolle ist wichtig bei der Zubereitung von Fisch, Fleisch und Geflügel. Betrachten wir das Problems ein dick geschnittenes Steak medium-rare zu braten. Wenn das Steak auf einem über 500°C heißen Grill gebraten wird bis das Innere 50°C erreicht, wird alles bis auf das Innere völlig überkocht sein. Eine übliche Lösung besteht darin das Steak auf beiden Seiten anzubraten und die Pfanne bei 135°C in den Ofen zu stellen bis das Innere 55°C erreicht. Bei der Sous Vide Zubereitung ist das Steak in einem Plastikbeutel einvakuumiert und wird bei 55°C in einem Wasserbad für ein paar Stunden gegart und anschließend in einer rauchend heißen Pfanne oder mit einer Lötlampe angebraten; das Ergebnis ist ein medium-rare Steak mit einer großartigen Kruste, das überall den gleichen Gargrad aufweist. Des weiteren kann das geschmacksintensive Flat iron Steak (sehr sicher) in einem 55°C Wasserbad für 24 Stunden zubereitet werden und wird sowohl medium-rare als auch zart wie ein Filet Mignon sein.

Teil I. Techniken

1. Sicherheit

Unser Ziel ist die Maximierung des Geschmacks während das Risiko des Wachstums von Lebensmittelpathogenen minimiert werden soll. Obwohl pathogene Mikroorganismen durch Zugabe von Säuren, Salzen und einigen Gewürzen kontrolliert werden können, beruht das Sous Vide Verfahren stark auf der Kontrolle der Temperatur (Rybka- Rodgers, 2001).

1.1 Hintergrund

Der Mythos einer „Gefahrenzone“ von 4°C bis 60°C ist absurd. Es ist wohlbekannt, dass sich Lebensmittelpathogene zwischen -1,6°C und 53°C vermehren können, während Verderbnisbakterien bereits bei -5°C beginnen sich zu vermehren (Snyder, 2006). Außerdem können, im Gegensatz zum weit verbreiteten Glauben, die meisten Lebensmittelpathogene und Toxine weder gesehen, gerochen noch geschmeckt werden.

Alle Nahrungsmittel, die mit dem Sous Vide Verfahren zubereitet werden, können in drei Kategorien eingeteilt werden: (i) roh oder umpasteurisiert (ii) pasteurisiert, und (iii) sterilisiert. Pasteurisation bedeutet Nahrungsmittel mit Hitze zu behandeln um die vegetativen Pathogene auf ein sicheres Niveau zu minimieren. Vegetative Pathogene sind einfach aktive Bakterien die wachsen und sich vermehren. Einige Bakterien sind auch in der Lage Sporen zu bilden, die gegen Hitze und Chemikalien resistent sind. Hitzebehandlung um vegetative Mikroorganismen und Sporen auf ein sicheres Niveau zu bringen heißt Sterilisation. Sterilisation wird üblicherweise erreicht, indem man mithilfe eines Druckkochtopfes des Innere des Garguts auf 121°C für 2,4 Minuten erhitzt (Snyder, 2006). Sterilisierte Nahrungsmittel sind lange haltbar, völlig überkocht und schmecken ähnlich wie Konservennahrung.

Pasteurisierte Lebensmittel müssen entweder sofort gegessen oder schnell gekühlt und eingefroren werden um Wachstum und Vermehrung von Sporen zu verhindern. Dabei sollte das Innere des Garguts innerhalb von 6 Stunden 54,4°C erreichen, um zu verhindern, dass sich das toxinproduzierende Pathogen Clostridium perfrigens auf eine gefährliche Anzahl vermehrt (Willardsen et al., 1977).

Rohe oder unpasteurisierte Nahrung darf niemals sehr anfälligen Menschen oder solchen mit schwachem Immunsystem serviert werden. Selbst für Menschen mit einem starkem Immunsystem ist es wichtig, dass rohe oder unpasteurisierte Nahrung verzehrt wird, bevor Nahrungspathogene sich im kritischen Ausmaß vermehren können. Aus diesem Grund verlangt die Lebensmittelvorschrift der USA, dass solche Nahrungsmittel lediglich für weniger als 4 Stunden zwischen 5°C und 54,4°C bleiben dürfen (Anon., 2005b, 3-501.19.B).

Pasteurisierung ist eine Kombination von Temperatur und Zeit. Betrachten wir das häufig anzutreffende Lebensmittelpathogen Salmonella spp. Bei 60°C sterben nicht alle Salmonellen Erreger in einem Stück Hackfleisch sofort – sie werden alle 5,48 Minuten um den Faktor 10 reduziert (Juneja et al., 2001). Dies wird häufig als dezimale Abnahme bezeichnet und in der Form D606,0=5,48 Minuten geschrieben., wobei der tiefgestellte Zahl die Temperatur angibt, auf die sich der D-Wert bezieht und die hochgestellte Zahl den z-Wert beschreibt (in oC). Der z-Wert gibt an, wie sich der D-Wert mit der Temperatur ändert; eine Temperaturerhöhung um den z- Wert, senkt die Zeit für eine dezimale Abnahme um den Faktor zehn. Also D666,0 = 0,55 Minuten und D546,0 = 54,8 Minuten. Rindfleisch wird nach 6,5 dezimalen Abnahmen von Salmonella spp. als sicher angesehen (Anon, 2005a) oder nach 6,5 x D606,0 = 35,6 Minuten.

Die Rate mit der Bakterien absterben hängt von vielen Faktoren ab, unter anderem von der Temperatur, Fleischsorte, Art des Muskelgewebes, Fettgehalt, Säuregehalt, Salzgehalt, bestimmten Gewürzen und dem Wassergehalt. Die Zugabe von Säuren, Salzen oder Gewürzen kann die Anzahl der vegetativen Pathogene reduzieren – aus diesem Grund muss Mayonnaise (mit einem pH-Wert von unter 4,1) nicht gekocht werden. Chemische Zusatzstoffe wie Natriumlaktat und Calciumlaktat werden in der Nahrungsmittelindustrie häufig verwendet, um das Risiko von sporenbildenden Pathogenen wie Clostridium spp. und Bacillus cereus zu reduzieren (Aran, 2001; Rybka-Rodgers, 2001).

1.2 Wichtige Krankheitserreger

Das Sous Vide Verfahren wird in der Lebensmittelindustrie zur Verlängerung der Haltbarkeit von Produkten verwendet; wenn pasteurisierte Sous Vide Beutel unter 3,3°C gehalten werden, bleiben sie für drei bis vier Wochen sicher und genießbar (Armstrong und McIlveen, 2000; Betts und Gaze, 1995; Church, 1998; Creed, 1995; González- Fandos et al., 2004, 2005; Hansen et al., 1995; Mossel und Struijk, 1991; Nyati, 2000a; Peck, 1997; Peck und Stringer, 2005; Rybka-Rodgers, 2001; Simpson et al., 1994; Vaudagna et al., 2002).

Die einfachste und sicherste Methode des Sous Vide Kochens ist Kochen und Halten – die rohen (oder vorgekochten) Zutaten werden vakuumversiegelt, pasteurisiert und bei 54,4°C oder darüber gehalten bis sie serviert werden. Während das Heißhalten von Nahrung das Wachstum jeglicher Erreger verhindert, werden Fleisch und Gemüse jedoch weiter gegart und können mit der Zeit breiig werden, falls sie zu lange gehalten werden. Wie lange zu lange ist hängt sowohl von der Temperatur als auch von der Art der Lebensmittel ab, die zubereitet werden; während zähe Stücke vom Rind durchaus in einem 54,4°C heißen Wasserbad für 24-48 Stunden gekocht und gehalten werden können, können die meisten Produkte lediglich für 8-10 Stunden gehalten werden bevor sie zu weich werden.

Die beliebtesten Methoden des Sous Vide Kochens sind Kochen-Abkühlen und Kochen- Einfrieren – rohe (oder vorgekochte) Zutaten werden vakuumversiegelt, pasteurisiert, schnell abgekühlt (um die Sporenbildung von C. perfringens (Andersson et al., 1995)) zu verhindern und anschließend entweder gekühlt oder eingefroren bis sie zum Servieren wieder erwärmt werden. Üblicherweise werden die Beutel mit den pasteurisierten Lebensmitteln schnell abgekühlt, indem sie für die in Tabelle 1.1 angegebene Zeit, in ein Eisbad getaucht werden.

Für das Kochen-Abkühlen Sous-Vide Verfahren ist es wichtig, dass während des Kochvorgangs zumindest eine 6-fache dezimale Abnahme von Listeria monocytogenes erreicht wird; Listeria ist das hitzeresistenteste nicht-sporenbildende Pathogen und kann sich bei Kühlschranktemperaturen vermehren (Nyati, 2000b; Rybka-Rodgers, 2001). Außerdem verhindert die Versiegelung von Lebensmitteln in Plastikbeuteln zwar den Wiederbefall mit Bakterien nach dem Kochvorgang, jedoch können sowohl die Sporen von Clostridium botulinum sowie Clostridium perfringens und B. cereus die milde Hitzebehandlung der Pasteurisation überleben. Daher müssen die Nahrungsmittel nach dem schnellen Abkühlen entweder eingefroren oder unter den folgenden Bedingungen aufbewahrt werden, um zu verhindern, dass sich die Sporen des nicht-proteolytischen Cl. botulinum zu stark vermehren und tödliches Nervengift produzieren (Gould, 1999; Peck, 1997).

  1. unter 2,5°C für bis zu 90 Tage
  2. unter 3,3°C für weniger als 31 Tage
  3. unter 5°C für weniger als 10 Tage, oder
  4. unter 7°C für weniger als 5 Tage.

afin d’éviter le développement des spores non-proteolytic de Clostridium botulinum et la production de neurotoxines mortelles (Gould, 1999; Peck, 1997).

Einige Sous-Vide Techniken verwenden Temperatur-/Zeitkombinationen, die den nicht- proteolytischen Cl. botulinum auf ein sicheres Niveau reduzieren können; genauer gesagt benötigt eine 6D Reduktion des nicht- proteolytischen Cl. botulinum 520 Minuten (8 Stunden 40 Minuten) bei 75oC, 75 Minuten bei 80°C oder 25 Minuten bei 85°C (Fernández and Peck, 1999). Die Lebensmittel können dann bei unter 4°C, der Minimaltemperatur bei der B. cereus wachsen kann (Andersson et al., 1995), auf unbestimmte Zeit gelagert werden. Falls kein Sauerstoff im Beutel wäre, könnte Nahrung bei unter 10°C auf unbestimmte Zeit gelagert werden – der Minimaltemperatur, bei 7 der der proteolytische Cl. botulinum und Cl. perfringens wachsen können (Rybka-Rodgers, 2001).
Wie O’Mahony et al. (2004) herausgefunden haben, enthalten die meisten Beutel nach dem Vakuumiervorgang jedoch noch hohe Konzentrationen an Sauerstoff.

Abkühlzeiten auf 5°C in Eiswasser

Tabelle 1.1: Ungefähre Kühlzeiten (SS:MM) bis die Kerntemperatur von Fleisch in einem Eiswasserbad, das mindestens bis zur Hälfte mit Eis gefüllt ist, 5°C erreicht.
Dicke in mm Temperatur
55°C - 131°F
Temperatur
60,5°C - 141°F
Temperatur
80°C - 176°F
5 1 1 1
10 4 4 5
15 10 10 11
20 17 18 20
25 27 28 30
30 38 40 43
35 52 54 59
40 1:07 1:10 1:17
45 1:25 1:28 1:37
50 1:45 1:49 1:59
55 2:07 2:11 2:24
60 2:30 2:36 2:51
65 2:56 3:03 3:21
70 3:34 3:31 3:53

2. Grubdlegende Technik

Der Sous-Vide Prozess besteht typischerweise aus drei Schritten: Vakuumverpacken, Kochen und abschließende Maßnahmen.

In fast allen Fällen ist das Kochmedium entweder ein Wasserbad oder ein Dampf-Konvektionsofen. Dampf-Konvektionsöfen erlauben die Zubereitung großer Mengen von Nahrung, aber heizen nicht gleichmäßig genug um die Tabellen in diesem Handbuch verwenden zu können. Sheard und Rodger (1995) fanden heraus, dass keiner der Dampf-Konvektionsöfen, die sie getestet haben, die Beutel gleichmäßig erhitzt hat, wenn sie voll beladen waren. Tatsächlich hat der Beutel, der am langsamsten erwärmt wurde 70%- 200% länger gebraucht als derjenige, der am schnellsten erhitzt wurde, um bei einer Betriebstemperatur von 80°C eine Temperatursteigerung von 20°C auf 75°C zu erreichen. Sie glauben, dass diese Abweichung das Ergebnis der relativ schlechten Verteilung von Dampf bei Temperaturen unterhalb von 100°C und der Abhängigkeit der Öfen von kondensiertem Dampf als Hitzeüberträger ist.

Im Gegensatz dazu heizen zirkulierte Wasserbäder sehr gleichmäßig und haben üblicherweise Temperaturschwankungen von weniger als 0,05°C. Um ein „Unterkochen“ zu vermeiden ist es sehr wichtig, dass die Beutel vollständig eingetaucht und nicht zu dicht neben- oder übereinander angeordnet sind (Rybka- Rodgers, 1999). Bei höheren Kochtemperaturen blähen sich die Beutel oft auf (mit Wasserdampf) und müssen mit Hilfe eines Drahtgeflechts oder einer anderen Konstruktion unter Wasser gehalten werden.

2.1 Für Das Vakuumieren Vorbereiten

2.1.1 Würzen

Würzen kann etwas tückisch sein wenn man Sous-Vide kocht: Während viele Kräuter und Gewürze wie erwartet reagieren, werden andere verstärkt und können leicht zur Überwürzung eines Gerichts führen. Außerdem werden Aromaten (wie bspw. Karotten, Zwiebeln, Sellerie, Paprika, usw.) weder weich, noch aromatisieren sie das Gericht wie bei traditionellen Kochverfahren, da die Temperatur zu gering ist um die Stärke zu lösen und die Zellwände weich zu machen. Tatsächlich benötigen die meisten Gemüsesorten viel höhere Temperaturen als Fleisch und müssen daher getrennt gekocht werden. Letztlich, entwickelt roher Knoblauch sehr ausgeprägte und unangenehme Ergebnisse und sollte durch pulversierten Knoblauch (in sehr geringen Mengen) ersetzt werden.

Bei langen Kochzeiten (mehr als ein paar Stunden), empfinden manche, dass die Verwendung von Extra Vergine Olivenöl in einem ranzigen, metallischen Blutgeschmack resultiert (da Extra Vergine Olivenöl kalt gepresst wird, erscheint es logisch, dass einige Teile des Öls auch bei niedrigen Temperaturen ihren Geschmack verändern, sofern die Zeit lang genug ist). Eine einfache Lösung ist die Verwendung von Traubenkernöl oder anderer wärmebehandelter Öle für längere Kochzeiten; Extra Vergine Olivenöl kann dann für das Würzen nach dem Kochvorgang verwendet werden.

2.1.2 Marinieren, Weich machen, Pökeln

Da Fleisch heute jünger und magerer ist als das Fleisch in der Vergangenheit, marinieren, pökeln oder klopfen viele Köche das Fleisch weich, bevor es vakuumiert wird.

Die meisten Marinaden sind säurehaltig und enthalten entweder Essig, Wein, Fruchtsaft, Buttermilch oder Joghurt. Von diesen Zutaten, bereitet nur Wein nennenswerte Probleme beim Sous-Vide Garen. Wenn der Alkohol vor dem Marinieren nicht verkocht wird, werden einige Anteile davon im Beutel in den gasförmigen Zustand übergehen und dazu führen, dass das Fleisch ungleichmäßig gart. Ein einfaches Verkochen des Alkohols vor dem Marinieren löst das Problem jedoch.

Das mechanische Weichmachen mit einem Jaccard ist recht gebräuchlich geworden. Ein Jaccard ist ein Satz dünner Klingen, die durch das Fleisch stoßen und einige der inneren Fasern durchtrennen. Der Jaccard hinterlässt üblicherweise keine sichtbaren Spuren am Fleisch und wird häufig in Steakhäusern verwendet.
Das Durchtrennen der Fasern, die sich normalerweise bei Hitze zusammenziehen und die Fleischsäfte herausdrücken, kann den Flüssigkeitsverlust während des Kochvorgangs leicht reduzieren. Beispielsweise verlor ein Kurzrippensteak bei einem 24stündigen Garvorgang bei 55°C, das mit dem Jaccard behandelt wurde, 18,8% seines Gewichts, während ein unbehandeltes Steak 19,9% verlor. Grundsätzlich geht umso mehr Flüssigkeit verloren je länger ein Stück Fleisch bei einer bestimmten Temperatur gekocht wird – jedoch wird dieser Gewichtsverlust durch die Zunahme an Zartheit durch die Verwandlung von Kollagen in Gelatine wieder ausgeglichen.

Pökeln ist in der modernen Küche immer beliebter geworden, insbesondere bei der Zubereitung von Schwein und Geflügel. Üblicherweise wird das Fleisch für ein paar Stunden in eine 3-10 prozentige (30-100 Gramm pro Liter) Salzlösung eingelegt, anschließend abgewaschen und dann wie gewohnt gekocht. Pökeln hat zwei Effekte: Es löst einige der unterstützenden Strukturen der Muskelfasern auf, so dass sie nicht zu dichten Einheiten verschmelzen können und es ermöglicht dem Fleisch 10-25% seines Gewichts an Wasser (das Aromen von Kräutern und Gewürzen enthalten kann) aufzunehmen (Graiver et al., 2006; McGee, 2004). Während das Fleisch dennoch ungefähr 20% seines Gewichts verlieren wird wenn es zubereitet wird, wird der Nettoeffekt ein Verlust von lediglich 0-12% seines Originalgewichts sein.

2.2 Kochen

Es gibt zwei Strömungen beim Sous-Vide Kochen: Entweder ist die Temperatur des Wasserbads (i) leicht über oder (ii) erheblich über der gewünschten Endtemperatur im Kern des Produktes. Während (ii) näher an traditionellen Kochverfahren und weit verbreitet ist (Roca and Brugués, 2005), hat (i) mehrere entscheidende Vorteile gegenüber (ii). In diesem Handbuch wird „leicht darüber“ als 0,5°C über der Zieltemperatur im Kern des Produktes definiert.

Wenn in einem Wasserbad mit einer erheblich höheren als der gewünschten Zieltemperatur im Kern des Produktes gekocht wird, müssen die zubereiteten Nahrungsmittel aus dem Bad entfernen sobald die Kerntemperatur erreicht wurde, um ein Überkochen zu vermeiden. Dies schließt eine Pasteurisierung im gleichen Wasserbad, in dem die Nahrungsmittel gekocht wurden, aus. Da es erhebliche Unterschiede in der Aufheizgeschwindigkeit von Nahrung gibt (siehe Anhang A), muss ein Nadeltemperaturfühler verwendet werden, um festzustellen, wann das Produkt die gewünschte Temperatur erreicht hat. Um zu verhindern, dass Wasser oder Luft in den durchstochenen Beutel eindringt, muss der Temperaturfühler durch ein geschlossenzelliges Schaumstoffband eingeführt werden. Selbst wenn ein geschlossenzelliges Schaumstoffband verwendet wird (welches einem vorkomprimierten Fensterdichtband ähnelt), wird Luft in den Beutel eindringen können, sobald der Temperaturfühler entfernt wird.

Im Gegensatz dazu können Nahrungsmittel, die in einem Wasserbad mit einer Temperatur, die nur leicht oberhalb der gewünschten Zielkerntemperatur des Produktes liegt, (nahezu) unbegrenzt lange im Wasserbad bleiben ohne zu überkochen. In diesem Fall können Nahrungsmittel im selben Wasserbad pasteurisiert werden, in dem es zubereitet wurde. Während die Garzeiten länger als bei traditionellen Kochmethoden sind, erreicht das Fleisch die Temperatur relativ schnell, da die Wärmeleitfähigkeit von Wasser 23 mal größer ist als die von Luft. Außerdem sind Temperaturfühler nicht notwendig, da die maximalen Garzeiten berechnet werden können (siehe Anhang A und Tabellen 2.3 und 2.4).

2.3 Effekte von Hitze auf Fleisch

Muskelfleisch besteht ungefähr zu 75% aus Wasser, zu 20% aus Eiweiß und zu 5% aus Fett und anderen Substanzen. Das Fleischeiweiß kann in drei Gruppen eingeteilt werden: myofibrilläres (50–55%), sarkoplasmatisches (30–34%) und das des Bindegewebes (10–15%). Das myofibrilläre Eiweiß (hauptsächlich Myosin und Actin) und das Bindegewebseiweiß (hauptsächlich Kollagen) ziehen sich zusammen, wenn sie erhitzt werden, während sich sarkoplasmatische Eiweiße ausdehnen wenn sie erhitzt werden. Diese Veränderungen werden normalerweise als Denaturierung bezeichnet.

Während des Erhitzens schrumpfen die Muskelfasern in Quer- und in Längsrichtung, die sarkoplasmatischen Eiweiße verbinden sich und gelieren und das Bindegewebe schrumpft und löst sich auf. Die Muskelfasern beginnen bei 35-40°C zu schrumpfen und das Schrumpfen verstärkt sich fast linear mit der Temperatur bis 80°C. Die Verbindung und Gelierung des sarkoplasmatischen Eiweißes beginnt bei ca. 40°C und endet bei ca. 60°C. Bindegewebe beginnt bei 60°C zu schrumpfen, aber zieht sich bei 65°C noch stärker zusammen.

Die Kapazität ganzer Muskelfasern Wasser aufzunehmen wird durch das Schrumpfen und Schwellen der Myofibrillen bestimmt. Ungefähr 80% des Wassers im Muskelfleisch wird innerhalb der Myofibrillen zwischen den dicken (Myosin) und den dünnen (Actin) Fasern gespeichert. Zwischen 40°C und 60°C schrumpfen die Muskelfasern in Querrichtung und vergrößern die Lücke zwischen den Fasern. Danach, zwischen 60°C–65°C, schrumpfen die Muskelfasern in Längsrichtung und verursachen einen erheblichen Wasserverlust; das Ausmaß dieser Kontraktion nimmt mit der Temperatur zu.

Über der Temperatur bei welcher Kollagen schrumpft, verliert es seine Struktur und wird wasserlöslich, man nennt es dann Gelatine. Während die optimale Temperatur zur Denaturierung von intaktem Kollagen 62-63°C beträgt (bei Fisch setzt die Schrumpfung bei 45°C ein), erreicht die enzymatische Denaturierung durch Kollagenase bei 55-57°C ihren Höhepunkt Beltran et al., 1991).

2.3.1 Zartes Fleisch

Wenn zartes Fleisch gekocht wird, muss lediglich die Kerntemperatur erreicht werden, und zum Zweck der Pasteurisierung für einige Zeit gehalten werden. Garzeiten hängen stark von der Dicke des Fleisches ab: Eine Verdopplung der Dicke des Fleisches verlängert die Kochzeit vierfach!

Tableau 2.2: Temperaturen für die Garstufen blutig, englisch und medium bei Fleisch und Fisch.
Blutig (rare) English (medium-rare) Medium
Fleisch 51,5°C 54,5°C 60°C
Fisch 43,5°C 49°C 60°C

Obwohl es keinen Konsens gibt, welche Temperaturen den Garstufen blutig, englisch und medium entsprechen, werden hier die in Tabelle 2.2 dargestellten Temperaturen verwendet. Grundsätzlich nimmt die Zartheit von Fleisch von 50°C bis 65°C zu, nimmt dann aber bis 80°C ab (Powell et al., 2000; Tornberg, 2005). Die ungefähren Garzeiten für aufgetautes und gefrorenes Fleisch sind in den Tabellen 2.3 und 2.4 dargestellt. Eine detaillierte Diskussion über die Methode mit der diese Zeiten berechnet wurden, finden Sie in Anhang A.

Zeit, ein Stück Fleisch auf 5°C aufzuwärmen

Tabelle 2.3: Ungefähre Garzeiten (in SS:MM) für aufgetautes Fleisch (bei 3°C) wenn die Temperatur des Wasserbads 0,5°C höher ist als die gewünschte Kerntemperatur des Fleisches.
Dicke (mm) 44°C 49,5°C 52°C 55°C 60,5°C
5 2 2 2 2 2
10 7 8 8 8 8
15 17 17 17 18 18
20 30 30 31 31 32
25 46 47 48 48 49
30 1:06 1:08 1:09 1:09 1:11
35 1:30 1:32 1:33 1:34 1:36
40 1:57 2:00 2:02 2:03 2:06
45 2:28 2:32 2:34 2:35 2:38
50 3:03 3:07 3:10 3:12 3:16
55 3:40 3:46 3:49 3:51 3:56
60 - - - 4:35 4:41
65 - - - 5:23 5:30
70 - - - 6:15 6:23

Zeit, ein Stück Fleisch auf -18°C aufzuwärmen

Tabelle 2.4: Ungefähre Garzeiten (SS:MM) für gefrorenes Fleisch (bei -18°C), wenn die Temperatur des Wasserbads 0,5°C höher ist als die gewünschte Kerntemperatur des Fleisches.
Dick (mm) 44°C 49,5°C 52°C 55°C 60,5°C
5 2 2 2 2 2
10 9 9 9 9 9
15 21 21 21 21 21
20 37 37 37 37 37
25 58 58 58 58 58
30 1:23 1:23 1:23 1:24 1:24
35 1:52 1:53 1:53 1:54 1:54
40 2:27 2:27 2:28 2:28 2:29
45 3:05 3:07 3:07 3:08 3:09
50 3:48 3:50 3:51 3:51 3:53
55 4:36 4:38 3:39 3:40 3:42
60 - - - 5:33 5:35
65 - - - 6:31 6:33
70 - - - 7:33 7:36

Wenn die Nahrungsmittel nicht pasteurisiert werden (was der Fall bei Fisch und blutigem Fleisch ist), ist es wichtig, dass die Nahrungsmittel die Zieltemperatur erreichen und innerhalb von vier Stunden serviert werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kochtechniken kann dies leicht durch das Zerteilen des Produktes in Einzelportionen vor dem Kochvorgang erledigt werden – aus diesem Grund werden Garzeiten über vier Stunden für Temperaturen unter 55°C hier nicht angegeben. Es ist wichtig, dass nur Menschen mit einem intakten Immunsystem unpasteurisierte Speisen zu sich nehmen und, dass sie sich der Risiken, die mit dem Genuss unpasteurisierter Nahrung verbunden sind, bewusst sind.

2.3.2 Zähes Fleisch

Seit dem Altertum werden lange Garvorgänge (z.B. Schmoren) eingesetzt um zähe Fleischstücke genießbarer zu machen. Tatsächlich können lange Garvorgänge die Zartheit des Fleisches mehr als verdoppeln, indem das gesamte Kollagen in Gelatine aufgelöst wird und die Haftung zwischen den Fasern fast komplett aufgehoben wird (Davey et al., 1976). Davey et al. (1976) fanden heraus, dass diese Effekte bei 80oC in einem Zeitraum von ca. 12-24 Stunden stattfinden, während die Zartheit nur geringfügig anstieg, wenn für 50 bis 100 Stunden gekocht wurde.

Bouton und Harris (1981) fanden heraus, dass zähe Fleischstücke vom Rind (von 0- bis 4- jährigen Tieren) am zartesten waren, wenn sie bei niedrigeren Temperaturen zwischen 50oC und 65oC gegart wurden. Bei Garvorgängen von Rind mit diesen Temperaturen über 24 Stunden, wurde die Zartheit erheblich erhöht (bei einer Reduktion der Scherkräfte um 26%-72% im Vergleich zu einer Garzeit von einer Stunde). Diese Veränderung wird durch eine Schwächung des Bindegewebes sowie durch proteolytische Enzyme bewirkt, welche die Reißfestigkeit der Muskelfasern herabsetzen. Tatsächlich beginnt die Zersetzung von Kollagen in Gelatine bei 50°C bis 55°C (Neklyudov, 2003; This, 2006). Außerdem bleibt das sarkoplasmatische Enzym Kollagenase unterhalb von 60oC aktiv und kann das Fleisch erheblich zarter machen, wenn es für mehr als 6 Stunden wirken kann (Tornberg, 2005). Aus diesem Grund hat ein Rinderkurzrippensteak nach einem 24-48 stündigen Garvorgang in einem 55°C-60°C heißen Wasserbad die Textur eines Filet Mignon.

2.4 Für späteren Verzehr kühlen

In der Lebensmittelindustrie wird Sous-Vide verwendet, um die Haltbarkeit von Produkten zu verlängern. Nach dem Pasteurisieren werden die Nahrungsmittel rasch in ihrem Vakuumbeutel abgekühlt und anschließend bis zum Gebrauch kühl gelagert (oder eingefroren). Vor dem Anrichten wird das Produkt in einem Wasserbad bei der Temperatur bei der es gekocht wurde, oder darunter, aufgewärmt. Üblicherweise wird Fleisch in einem 55°C heißen Wasserbad für die in den Tabellen 2.3 oder 2.4 angegebene Zeit aufgewärmt, da die optimale Serviertemperatur für Fleisch zwischen 50°C und 55°C liegt.

Die Gefahr beim Kochen-Abkühlen besteht darin, dass Pasteurisieren pathogene Sporen nicht auf ein sicheres Ausmaß reduziert. Wenn die Nahrung nicht schnell genug abgekühlt wird oder zu lange gekühlt wird, können pathogene Sporen sich vermehren und ein kritisches Ausmaß erreichen. Richtlinien für das Kühlen finden sich in Kapitel 1.

2.5 Servierfertig Zubereiten

Da Sous-Vide eigentlich ein stark überwachtes und genaues Pochieren ist, sehen die meisten Sous-Vide gegarten Lebensmittel auch wie pochiert aus. Daher können Fisch, Schalentiere, Eier, Geflügel ohne Haut direkt serviert werden. Steaks und Schweinefilets werden jedoch normalerweise nicht pochiert und müssen daher üblicherweise angebraten oder in Sauce geschwenkt werden. Das Anbraten von Fleisch ist besonders beliebt, da die Maillard Reaktion (das Rösten) erheblich zum Geschmack beiträgt.

2.6 Maillard Reaktion

Die Maillard- oder Röst Reaktion ist ein sehr komplexer Vorgang zwischen Aminosäuren und reduzierenden Zuckern. Nach der ersten Reaktion bildet sich eine vorläufige, instabile Struktur, die weiteren Veränderungen unterworfen ist und hunderte von Nebenprodukten erzeugt. Siehe McGee (2004) für eine nicht-technische Beschreibung oder Belitz et al. (2004) für eine technische Beschreibung.
Der Geschmack von gegartem Fleisch kommt von der Maillard Reaktion und dem (oxidativen) Abbau von Lipiden (Fetten); Der charakteristische Geschmack verschiedener Fleischsorten hängt hauptsächlich vom Fettgewebe ab, während die Maillard Reaktion in den mageren Gewebeschichten die wohlschmeckenden Röstaromen erzeugt (Mottram, 1998). Die Maillard Reaktion kann durch die Zugabe von reduzierenden Zuckern (Glukose, Fruktose oder Laktose), durch die Erhöhung des pH-Wertes (z.B. durch die Zugabe von etwas Backpulver) oder durch die Erhöhung der Temperatur verstärkt werden.
Sogar ein kleiner Anstieg des pH-Wertes, kann die Maillard Reaktion sehr verstärken und resultiert in süßeren, nussigeren Fleischröstaromen (Meynier und Mottram, 1995). Es wurde nachgewiesen, dass die Zugabe von etwas Glukose (z.B. Maissirup) die Maillard Reaktion verstärken und das Geschmacksprofil verbessern kann (Meinert et al., 2009). Die Maillard Reaktion tritt sichtbar bei ca. 130°C ein, produziert aber eher ein Koch- als ein Röstaroma; eine gute Bräunung und Röstaroma kann bei Temperaturen um die 150°C mit der Zugabe von Glukose erzielt werden. (Skog, 1993).
Obwohl höhere Temperaturen die Maillard Reaktion erheblich verstärken, kann ein langes Erhitzen über 175°C die Entstehung von Mutagenen fördern.

Mutagene die durch die Maillard Reaktion entstehen (heterozyklische Amine) sind nachgewiesenermaßen krebserregend bei Mäusen, Ratten und nicht-menschlichen Primaten; einige epidemiologische Studien haben einen Zusammenhang mit der Entwicklung von Krebs beim Menschen gezeigt, andere konnten keinen Zusammenhang feststellen (Arvidsson et al., 1997).
Mutagene die durch die Maillard Reaktion entstehen (heterozyklische Amine) sind nachgewiesenermaßen krebserregend bei Mäusen, Ratten und nicht-menschlichen Primaten; einige epidemiologische Studien haben einen Zusammenhang mit der Entwicklung von Krebs beim Menschen gezeigt, andere konnten keinen Zusammenhang feststellen (Arvidsson et al., 1997). Diese Mutagene hängen stark von Temperatur und Zeit ab: sie nehmen fast linear zu, nachdem sie beginnen sich zu bilden (nach ca. 5-10 Minuten); ein Ansteigen der Temperatur von 25°C (von 150°C bis 175°C oder von 175°C bis 200°C) verdoppelt ungefähr die Anzahl der Mutagene (Jägerstad et al., 1998). Während die Zugabe von Glukose die Bräunung erhöht, kann es die Entstehung von Mutagenen verhindern (Skog, 1993; Skog et al., 1992). Die Art des Fettes, das zum Anbraten verwendet wird hat nur geringe Effekte auf die Bildung von Mutagenen, wobei in den Pfannenrückständen nach Benutzung von Butter wesentlich mehr Mutagene zu finden waren als nach der Verwendung von Pflanzenöl (Johansson et al., 1995).
Um ein Übergaren des Fleischinneren zu vermeiden, werden häufig sehr hohe Temperaturen verwendet um Sous-Vide gegartes Fleisch zu bräunen. Üblicherweise wird dazu entweder eine Lötlampe oder eine schwere Pfanne mit rauchendem Pflanzenöl verwendet. Butan und Propan Lötlampen können über 1.900°C erreichen und bewirken eine besonders schöne Kruste bei Rindfleisch; Während viele eine Propan Lötlampe verwenden, wird hier stark eine Iwatani Butan Lötlampe empfohlen, da Propan einen Beigeschmack hinterlassen kann. Der Autor bevorzugt die niedrigeren Temperaturen einer Pfanne mit rauchendem Pflanzen- oder Nußöl (200°C bis 250°C), beim Anbraten von Fisch, Geflügel oder Schwein. Da die Röstzeit bei diesen hohen Temperaturen sehr gering ist (5-30 Sekunden), ist die Bildung von Mutagenen vermutlich unerheblich (Skog, 2009).

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