A carne não é um sólido comum. Composto por redes complexas de proteínas saturadas de umidade, ele exibe algumas propriedades físicas intrigantes quando é cozido. Vários estudos no passado tentaram recriar esse comportamento em simulações de computador, mas porque isso exige muito poder de computação, eles só conseguiram simplificar, recriações unidimensionais do processo, que não são particularmente precisos. Em nova pesquisa publicada em EPJ Plus , matemáticos liderados pelo Dr. Hala Nelson da Universidade James Madison mostram que, ao modelar a carne como uma matriz saturada de fluido de proteínas elásticas, que são deformados conforme o fluido se move, os comportamentos de cozimento podem ser simulados com mais precisão.

Os insights coletados pela equipe podem ter inúmeras vantagens, tais como melhorias nas normas de segurança que regem a carne que consumimos; otimizações de sua qualidade e sabor; e novas maneiras de maximizar sua vida útil para garantir o mínimo de desperdício. No modelo da equipe, o processo de cozimento aqueceu o fluido de forma desigual, fazendo com que ele se mova e deforme a matriz da proteína. Por sua vez, o próprio movimento do fluido é alterado por essa distorção. O resultado demonstra um acordo bastante forte com observações reais - onde a umidade é parcialmente evaporada, mas também é empurrada para dentro da superfície da carne durante o aquecimento, fazendo com que o meio inche.

Nelson e colegas basearam seu modelo em princípios fundamentais de conservação de massa, energia e impulso. Eles derivaram equações que descrevem como os polímeros se comportam quando misturados com moléculas de líquido, em seguida, ajustou os parâmetros de seu modelo até que fosse o mais realista possível. Eles então compararam os resultados de suas simulações com medições experimentais de como fatias finas de bife encolhem quando cozidas no forno. Em estudos futuros, a equipe espera estender suas simulações para modelos 3-D. Isso exigiria muito mais poder de computação, mas se alcançado, poderia aumentar nosso nível de compreensão sobre a importante fonte de alimento.