Wie Hitze ins Essen kommt

Eine Kartoffel, fünf Wege

Eine Kartoffel, geschält und in fünf gleiche Stücke geschnitten. Das erste kommt in sprudelndes Salzwasser, das zweite in einen Siebeinsatz darüber, das dritte in eine Pfanne mit etwas Öl, das vierte in einen Topf mit 170 Grad heißem Fett, das fünfte auf ein Blech im 200 Grad heißen Ofen. Als alle fünf gar sind, liegen sie nebeneinander auf einem Brett, und es sind zwei Gruppen. Das gekochte und das gedämpfte Stück sind blass und weich und schmecken nach Kartoffel. Die anderen drei sind braun, haben eine Kruste und riechen geröstet.

An der Kartoffel liegt es nicht, und auch nicht an der Hitzequelle: Unter dem Salzwasser stand die Platte auf derselben Stufe wie unter der Pfanne. Es liegt an dem, was zwischen der Hitzequelle und dem Essen steckt: Wasser, Dampf, Metall, Fett, Luft. Die zwei blassen Stücke sind nie wärmer als 100 Grad geworden. Die drei braunen schon.

Dieser Artikel erklärt das mit drei Fragen, eine nach der anderen: Wie kommt die Wärme ans Essen? Wie heiß kann sie werden? Und was macht die Küche daraus? Am Ende stehen alle Arten zu garen, die eine Kochausbildung in Deutschland lehrt, auf einer Karte. Niedrigtemperaturgaren, Mikrowelle und Räuchern bleiben draußen.

Gleich heiß, nicht gleich schnell

Für einen Moment kann man in einen 200 Grad heißen Ofen fassen, ohne sich zu verbrennen. Das Blech darin darf man nicht einmal kurz berühren. Beides ist gleich heiß. Aus der Physik kennt man den Grund im Groben: Die Temperatur sagt, wie heiß etwas ist, nicht, wie viel Wärme es abgeben kann. Zehn Liter 40 Grad warmes Wasser geben beim Abkühlen auf Zimmertemperatur über tausendmal so viel Wärme ab wie ein Fingerhut kochendes.

Wie schnell die Wärme tatsächlich ankommt, rechnet das Modell unten an der Haut aus, dem Messgerät, das jeder dabeihat. Es zerlegt die oberste Hautschicht in Scheiben von 0,04 Millimetern und lässt die Wärme von Scheibe zu Scheibe fließen. Ab 43 Grad tut es in 0,08 Millimetern Tiefe weh; der Balken zählt den Schaden, bei 1 bildet sich eine Brandblase.

In der Ofenluft tut es nach 21 Sekunden weh, und nach einer Minute ist noch keine Blase da. Auf dem Blech ist die Blase nach 0,14 Sekunden fertig. Wasser mit nur 60 Grad verbrennt die Haut in knapp 8 Sekunden; gemessen wurden an Erwachsenen etwa 5. Wer nur aufs Thermometer schaut, hält die 200 Grad heiße Luft für gefährlicher als das 60 Grad warme Wasser. Das Modell sagt das Gegenteil, und die Erfahrung auch.

Gleich heiß heißt also nicht gleich schnell. Ein Liter Wasser nimmt pro Grad so viel Wärme auf wie über 3000 Liter Luft, und es liegt dicht an. Von der Luft muss sehr viel vorbeiströmen, bis nennenswert Wärme angekommen ist. Deshalb gart ein Ofen langsam, und deshalb bräunt er mit Umluft schneller: Der Ventilator bringt mehr heiße Luft an die Oberfläche. Was zwischen Hitzequelle und Essen steckt, heißt hier der Träger. Blech und Luft sind zwei Träger, und sie bringen die Wärme auf verschiedenen Wegen.

Drei Wege

Physiker unterscheiden drei Wege, auf denen Wärme wandert. Bei der Leitung berührt etwas Heißes das Essen: das Blech die Haut, der Pfannenboden die Kartoffelscheibe. Bei der Strömung fließt ein heißer Stoff am Essen vorbei: Wasser, das im Topf am heißen Boden aufsteigt und oben wieder absinkt, Fett in der Fritteuse, Dampf, die Luft im Ofen. Bei der Strahlung berührt gar nichts. Der glühende Grillstab strahlt seine Wärme durch die Luft auf den Käse, so wie die Sonne aufs Gesicht.

Im Essen selbst bleibt nur ein Weg, die Leitung, und der ist langsam. Am deutlichsten sieht man das an einem Kuchen im 175 Grad heißen Ofen, im Querschnitt. Außen kommt die Wärme mit der Ofenluft, innen kriecht sie von Schicht zu Schicht.

Nach 19 Minuten hat die Oberfläche 140 Grad und bräunt. Der Kern der Kastenform steht dann erst bei 60 Grad, der des Muffins schon bei 94. Fest wird der Kern des Muffins nach 21 Minuten, der des Kastens nach 53: Der Weg zur Mitte ist halb so lang, die Zeit weniger als halb so lang. Ein dickes Stück braucht deshalb Zeit, nicht mehr Hitze. Mehr Hitze macht vor allem die Oberfläche schneller fertig, während die Mitte die Wärme nur so schnell bekommt, wie sie durch das Essen kriecht.

Sechs Träger

Aus Hitzequellen und Geschirr baut die Küche sechs Träger. Herd und Pfanne ergeben heißes Metall. Herd, Topf und Wasser ergeben heißes Wasser; kommt ein Deckel darauf, hält er den Dampf. Herd, Topf und reichlich Fett ergeben heißes Fett, der Backofen heiße Luft, der Grill Strahlung. Zwei Hitzequellen fallen aus der Reihe. Das Induktionsfeld macht die Wärme erst im Topfboden selbst, darum braucht es einen Boden, an dem ein Magnet haftet. Und die Mikrowelle erwärmt vor allem das Wasser im Essen. Sie braucht gar keinen Träger und steht deshalb nicht im Bild.

Wie schnell ein Träger die Wärme bringt, ist damit geklärt. Offen ist, wie heiß er werden kann. Schieb die Zeit beim Kuchen bis 80 Minuten: Der Kern nähert sich 100 Grad und kommt nicht darüber, die Oberfläche schon.

Die Decke bei 100 Grad

Wasser siedet bei 100 Grad und wird dabei zu Dampf. Das ist die ganze Erklärung für den Kern des Kuchens, und für den Nudeltopf auch: Stellt man die Platte höher, sprudelt das Wasser stärker. Heißer wird es nicht. Jede zusätzliche Wärme geht ins Verdampfen, nicht in die Temperatur. Das Bild unten heizt einen Liter Wasser und einen Liter Öl im selben Topf auf derselben Platte, ohne Verluste gerechnet.

Mit 2 Kilowatt siedet das Wasser nach 2,8 Minuten, mit 3 Kilowatt nach 1,9. Danach liegt die blaue Linie in beiden Fällen flach. Diese Grenze ist die Decke des Wassers, und sie hängt am Luftdruck: In München siedet Wasser bei rund 98 Grad, auf der Zugspitze bei rund 90, im Schnellkochtopf unter Druck erst bei etwa 120. Dampf ist so heiß wie das Wasser, aus dem er kommt.

Das Öl hat keine Decke. Es hat nach 2,5 Minuten 180 Grad und steigt weiter, bis es zu rauchen beginnt; diese Temperatur heißt sein Rauchpunkt. Eine Pfanne ohne Wasser darin kennt überhaupt keine Grenze. Darum heizt man eine beschichtete Pfanne nie leer auf höchster Stufe vor: Ab etwa 360 Grad zersetzt sich die Beschichtung, ohne dass man Rauch sieht. Das Bild unten trägt alle sechs Träger ein.

Braun wird es erst darüber

Damit ist die Kartoffel vom Anfang erklärt. Braun wird Essen durch zwei Reaktionen. Bei der Maillard-Reaktion reagieren Zucker mit Eiweißbausteinen; sie macht die Kruste von Brot, Steak und Bratkartoffel und deren Röstaroma. Beim Karamellisieren zerfällt Zucker allein, ohne Eiweiß: Fruchtzucker ab etwa 105 bis 110 Grad, Traubenzucker um 150, Haushaltszucker erst bei 160 bis 170. Schnell genug für die Küche wird die Maillard-Reaktion erst deutlich über dem Siedepunkt, je nach Quelle ab 120 bis 165 Grad.

Der Kuchen von oben zeigt, wo das geschieht. Die Oberfläche trocknet aus, ihr Wasser ist verdampft, und sie steigt über die Decke. Innen, wo noch Wasser ist, kommt keine Stelle darüber.

Ab Minute 19 bräunt die Oberfläche bei 140 Grad, während das Innere noch flüssiger Teig ist. Die Salzkartoffel hat keine trockene Oberfläche: Ihr Träger ist Wasser, und er lässt sie nie über die Decke. Darum bleibt sie blass.

Unmöglich ist Bräunung unter 100 Grad allerdings nicht, nur langsam. Schwarzer Knoblauch wird bei 60 bis 75 Grad tiefbraun, in Tagen bis Wochen. Ein Fond, der viele Stunden köchelt, wird dunkler, und im Schnellkochtopf bekommen Zwiebeln bei 120 Grad schneller Farbe als im offenen Topf. Der genaue Satz lautet also: Feuchte Hitze bräunt nicht in der Zeit, in der man kocht.

Träger mal Temperatur

Ein Garverfahren ist eine Zeile in einer Tabelle mit zwei Spalten: welcher Träger, wie heiß. Die Küchenlehre sortiert die Zeilen nach der Decke in Familien. Feucht gart, was mit Wasser oder Dampf gart und darum bei etwa 100 Grad bleibt. Trocken gart, was mit Metall, Luft oder Strahlung über die Decke kommt. Das Garen in Fett zählen die Lehrbücher zum trockenen; im Bild hat es eine eigene Farbe.

Heißes Wasser allein gibt drei Zeilen. Sprudelnd bei 100 Grad ist es Kochen. Knapp darunter, wenn das Wasser sich kaum bewegt und nur einzelne Bläschen aufsteigen, ist es Garziehen, für Knödel, Fisch und pochierte Eier. Kurz sprudelnd und sofort danach in Eiswasser ist es Blanchieren: Das Abschrecken stoppt das Garen, und grüne Bohnen bleiben grün und bissfest. Wie weit „knapp darunter“ reicht, sagen die Lehrbücher verschieden: Deutsche Übersichten nennen 75 bis 95 Grad, die amerikanische Kochschule CIA fürs Pochieren 71 bis 82. Einig sind sie sich darin, dass Pochieren nicht sanft kochen heißt. Bei 100 Grad werden Eier gummiartig, und Fisch zerfällt.

Dampf gibt zwei Zeilen. Beim Dämpfen liegt das Essen im Siebeinsatz über dem Wasser, und nur der Dampf berührt es. Beim Dünsten liegt es in wenig Flüssigkeit, oft nur im eigenen Saft mit einem Stich Butter, unter dem Deckel und gart in Flüssigkeit und Dampf zugleich. Die beiden Wörter klingen ähnlich; der Unterschied ist der Siebeinsatz.

Über der Decke liegen die anderen Zeilen. Braten heißt heißes Metall und eine dünne Schicht Fett, bei 120 bis 200 Grad; das Fett verhindert Ankleben und bringt die Wärme auch an die Stellen, an denen das Essen das Metall nicht berührt. Frittieren heißt so viel Fett, dass das Essen darin schwimmt, bei 140 bis 190 Grad. Obwohl Fett eine Flüssigkeit ist, zählt Frittieren nicht zum feuchten Garen: Fett hat keine Decke. Im Ofen bräunt heiße Luft das Essen beim Braten im Ofen rundum, bei 140 bis 250 Grad. Beim Backen bräunt nur die Kruste, wie beim Kuchen. Unter dem Grillstab gart die Strahlung mit 250 bis 300 Grad: Grillen für dünne, zarte Stücke, Gratinieren für die Käse- oder Bröselschicht auf einem Gericht, das darunter meist schon gar ist.

Bleibt das Schmoren, das zwei Zeilen hintereinanderhängt, und darum kombiniert heißt. Eine Lammschulter wird erst in heißem Fett rundum angebraten, bei 160 bis 200 Grad. Das ist Braten und macht das Röstaroma. Dann kommt sie halb bedeckt in Fond, der Deckel darauf, und gart stundenlang bei etwa 100 Grad, bis sie weich ist: ein langes Dünsten. Auf die Wörter allein ist dabei kein Verlass. Ausbacken heißt in Fett schwimmend garen, das Wiener Backhendl ist frittiert und nicht im Ofen gebacken. Die Karte ordnet deshalb nach Träger und Temperatur, nicht nach dem Wort.

Welches Fett?

Welches Fett in die Pfanne kommt, hängt an derselben Frage: wie heiß. Im Bild zur Decke lief die Öllinie über die gestrichelte Linie bei 200 Grad; so heiß soll Bratöl nicht werden. Butter verbrennt schon um 150 Grad, weil ihr Milcheiweiß schwarz wird; sie ist für mittlere Hitze da und zum Schluss fürs Aroma. Zum scharfen Anbraten und Frittieren nimmt man raffiniertes Öl oder Butterschmalz, also Butter ohne Wasser und Milcheiweiß. Rauchpunkte in Tabellen sind weiche Zahlen: Sie schwanken je nach Quelle und Flasche, und wie gut ein Öl das Erhitzen verträgt, sagen sie nur ungenau voraus.

Beim Frittieren zählt die Temperatur auch für die Gesundheit. Pommes darf ein Betrieb in der EU bei höchstens 175 Grad frittieren, weil darüber in Kartoffeln viel mehr Acrylamid entsteht. Goldgelb reicht.

Warum wird es grau?

Ein Pfund Champignons, geviertelt, in eine heiße Pfanne mit Öl. Es zischt laut, dann leiser, dann blubbert es. Ein paar Minuten später liegen die Pilze grau in einer bräunlichen Pfütze. Dieselbe Pfanne, dasselbe Öl, dieselbe Stufe: Mit einer Handvoll Pilze wären sie goldbraun geworden. Nach der Karte ist das seltsam, denn Braten liegt über der Decke.

Champignons bestehen zu 92 Prozent aus Wasser; 500 Gramm enthalten also 0,92 · 500 = 460 Gramm davon, und in der Hitze tritt ein großer Teil aus. Wasser zu verdampfen ist teuer. Energie misst man in Joule: Ein Gramm Wasser um ein Grad zu erwärmen kostet 4,19 Joule, ein Gramm zu verdampfen 2257, so viel, wie man bräuchte, um es um 540 Grad zu erwärmen. Diese Menge heißt die Verdampfungswärme.

Solange Wasser auf der Oberfläche liegt, geht die Wärme ins Verdampfen, und die Oberfläche hängt bei etwa 100 Grad fest. Das ist dieselbe Decke wie im Nudeltopf, nur auf einem einzelnen Pilz. Zum Bräunen ist das zu kühl.

Wie viel Wasser eine Pfanne loswird, lässt sich abschätzen. Eine schwere Gusseisenpfanne von zwei Kilo, auf 200 Grad vorgeheizt, gibt beim Abkühlen auf 100 Grad 2000 · 0,46 · 100 = 92 000 Joule ab. Das verdampft höchstens 41 Gramm Wasser. Den Rest muss die Herdplatte nachliefern. Zwei Kilowatt sind 2000 Joule pro Sekunde, also höchstens 53 Gramm Wasser pro Minute, selbst wenn jedes Watt ankäme. Das Bild stellt beide Seiten dieses Kontos auf eine Uhr.

Mit dem Pfund kreuzen sich die Linien frühestens nach 7,9 Minuten, mit einer Handvoll nach 1,4. Die schwere Pfanne rettet das Pfund nicht: Ihr Speicher wächst von 41 auf 61 Gramm, und der Schnittpunkt rückt nur auf 7,5 Minuten. Alles hier sind Obergrenzen, eine echte Platte verliert Wärme. Tritt das Wasser schneller aus, als es verdampft, sammelt es sich, und die Pilze liegen nicht mehr auf 200 Grad heißem Metall, sondern in 100 Grad heißem Wasser. Auf der Karte ist das ein Sprung von einer Zeile in die andere: Aus Braten wird ohne Absicht Dünsten. Die grauen Pilze sind nicht verdorben. Sie sind gedünstet.

Dieselbe Rechnung erklärt die Kehrseite. Wo Dampf auf ein kühleres Brokkoliröschen trifft, wird er wieder zu Wasser und gibt die 2257 Joule pro Gramm genau dort ab. Darum ist Brokkoli über Dampf schneller gar als in 100 Grad heißer Ofenluft. Und darum verbrannte im Hautmodell oben der 100 Grad heiße Dampf so schnell wie das 200 Grad heiße Blech.

Eine Regel fürs Anbraten

Alle Regeln fürs Anbraten sind deshalb eine Regel: weniger Wasser in die Pfanne, als sie verdampfen kann. Jeder der vier Handgriffe verschiebt eine Linie im Wasserkonto. Trocken tupfen senkt die blaue Linie, weil das Wasser gar nicht erst mitkommt. Pfanne und Fett vorheizen, bis das Öl schimmert, füllt den Speicher, mit dem die rote Linie beginnt. Platz lassen und notfalls in Portionen braten senkt die blaue Linie für jede Portion, so wie der Schritt vom Pfund zur Handvoll. Und warten, statt zu wenden: Sobald die Oberfläche trocken ist und bräunt, löst sich die Kruste von selbst.

Hören kann man das Konto auch. Lautes Zischen heißt, das Wasser verdampft sofort; leises Blubbern heißt, es steht schon in der Pfanne. Einen Deckel legt man beim Anbraten nie auf: Er hielte genau den Dampf fest, der die Kruste verhindert.

Die richtige Pfanne

Die Pfanne bringt zwei verschiedene Eigenschaften mit. Die erste hat das Wasserkonto gezeigt: Schweres Metall ist ein großer Speicher. Gusseisen heizt langsam auf und bricht nicht ein, wenn kaltes Essen hineinfällt. Die zweite ist die Leitfähigkeit: Sie entscheidet, wie gleichmäßig ein Boden heiß wird. Gusseisen leitet Wärme schlecht, Kupfer etwa 25-mal so gut wie Edelstahl, reines Aluminium etwa 15-mal. Eine dünne Edelstahlpfanne macht deshalb über dem Brenner einen heißen Fleck, und gute Edelstahltöpfe haben einen Sandwichboden mit einem Kern aus Aluminium. Beschichtete Pfannen sind für Pfannkuchen und Eier bei mittlerer Hitze gemacht, nicht fürs scharfe Anbraten.

Was deine Küche kann

Jetzt steht alles auf einer Karte: was in der Küche steht, welcher Träger daraus wird, welches Garverfahren er möglich macht, und zuletzt das Schmoren, das zwei Verfahren hintereinanderhängt. Jede Linie bedeutet dasselbe: gart mit. Tippe im Bild auf Frittieren, und sein Weg leuchtet auf: Herd, Topf und reichlich Fett ergeben heißes Fett. Die Karte zeigt die Verfahren, die die deutsche Ausbildungsordnung für Köche nennt, von Blanchieren bis Schmoren, dazu Garziehen, Dämpfen, Backen und Gratinieren.

Die Karte lässt sich auch umdrehen. Statt zu fragen, womit ein Verfahren gart, fragt man: Was geht mit dem, was da ist? Schalte das Bild auf Vorratskammer und tippe an, was in deiner Küche steht. Eine Ferienwohnung mit Herd, einem Topf mit Deckel, einer Pfanne, Wasser und Öl: Der Zähler zeigt 10 von 18, vier Träger und sechs der zwölf Garverfahren. Die anderen sechs sind jeweils genau ein Ding entfernt und werden als „fast möglich“ markiert.

Ohne Deckel fallen Dünsten und Schmoren aus. Der Deckel ist das billigste Stück Geschirr, und er hat noch eine Aufgabe, die auf keiner Karte steht: Er erstickt einen Fettbrand. Wasser darauf wäre der schlimmste Fehler. Ein Liter wird unter dem brennenden Öl zu rund 1700 Litern Dampf und schleudert das Öl als Feuerball aus dem Topf. Im Quiz tippst du zu jedem Verfahren an, womit es direkt gart; drei der acht Fragen zielen auf Stellen, an denen die Karte anders ist, als man denkt: Dünsten, Frittieren und Schmoren.

Zurück zur Kartoffel

Die fünf Stücke vom Anfang sind jetzt fünf Zeilen der Karte: Kochen, Dämpfen, Braten, Frittieren, Braten im Ofen. Die Bratkartoffel der Hausmannskost steht auf keiner davon allein. Sie entsteht aus Pellkartoffeln vom Vortag, wird also erst gekocht und dann gebraten: zwei Träger hintereinander wie beim Schmoren, nur in umgekehrter Reihenfolge. Das Kochen macht die Kartoffel innen weich, bei 100 Grad, ohne dass außen etwas geschieht. Das Braten macht außen die Kruste, während innen nichts mehr zu tun ist.

So gelesen ist jedes Garverb in einem Rezept eine Angabe über den Träger. Kochen heißt: Die Oberfläche bleibt bei 100 Grad. Braten heißt: Sie darf darüber, sobald sie trocken ist. Schmoren heißt: erst darüber, dann zurück auf 100 Grad. Der Regler am Herd stellt nur ein, wie schnell die Wärme kommt. Wie heiß das Essen werden kann, entscheidet das, was dazwischen liegt.

Die Bilder haben dabei vereinfacht. Topf und Pfanne waren verlustfrei, darum sind alle Zeiten und Mengen Grenzen, keine Messwerte; die Haut und der Kuchen sind gerechnete Modelle, die an je einer Messung geprüft sind. Mikrowelle, Niedrigtemperaturgaren und Räuchern fehlen. Wie aus der Kruste am Pfannenboden eine Sauce wird, erzählt Die Pfannenkette; wie aus wenigen Grundsaucen viele werden, Der Stammbaum der Saucen.