A temperatura e a relatividade do tempo

Num artigo anterior comentei sobre o impacto da pressão no tempo de extração de uma xícara de café, mostrando que o Tempo mantém uma relação inversamente proporcional à Pressão, isto é, se a Pressão é maior,  o Tempo de Extração se torna menor.

A Relativização do Tempo em relação à Temperatura é diferente, pois neste caso são diretamente proporcionais.

Uma das Leis da Físico Química diz que a Velocidade de Reação pode dobrar a cada aumento de 10ºC no sistema; portanto, o aumento de temperatura do sistema promove maior eficiência do processo.

A Extração do Café pode ter duas vias distintas, a partir desta perspectiva: a primeira com água nas temperaturas elevadas, quase ferventes, em torno de 93ºC, e outra que emprega a água em temperatura ambiente, aproximadamente a 25ºC.

Para facilitar o raciocínio, lembremos que um serviço de café, independente do modo de extração, obedece a uma sequênciaque é devida ao princípio de Solubilidade, que é a facilidade com que um elemento se dissolve em outro. Por exemplo, o sal de cozinha se dissolve com maior facilidade em água do que o açúcar refinado; logo, pode-se afirmar que o sal de cozinha é mais solúvel que o açúcar refinado em água.

Depois de torrado, o grão de café ainda apresenta uma enorme quantidade de substâncias entre os grupos conhecidos como Voláteis e Não Voláteis, resultado do rearranjo molecular promovido pelas Reações de Maillard e de Pirólise. Por simplificação, podemos considerar 4 grandes grupos como majoritários dada sua maior presença (ou concentração): óleos, ácidos orgânicos, açúcares e compostos clorogênicos. Eventualmente moléculas de substâncias que dão aromas/sabores devem ser consideradas e, no caso, acabam se consorciando com os ácidos orgânicos.

Num clássico processo de Percolação (Coador de Filtro de Papel) como o Melitta ou Hario, segue-se esta ordem simplificada de extração, baseada na Solubilidade em Água: primeiramente os Ácidos Orgânicos (e eventuais moléculas de aroma), seguidos dos Açúcares e, finalmente, os Compostos Clorogênicos (como a Cafeína). Naturalmente, os Óleos ficam retidos no filtro de papel.

É possível verificar que a cada momento um determinado grupo de substâncias está sendo extraída majoritariamente a partir de sua capacidade de se combinar com a Água, sendo possível separar cada uma das frações ao longo do tempo. Sabendo-se que o tempo médio de um processo de Percolação fica em torno de 4 minutos, para um litro de café preparado, o primeiro grupo é solubilizado desde o primeiro contato com a água até entre 30 e 45 segundos; enquanto que o segundo grupo, o dos Açúcares, tem sua extração majoritária a partir desse momento até por volta de 2 minutos e 30 segundos a 3 minutos. O restante acaba sendo reservado aos Compostos Clorogênicos, que segue até o final do processo.

Ao se provar as frações separadamente fica evidente a presença de cada grupo respectivamente.

No caso do Espresso o processo é exatamente o mesmo, devendo se levar em consideração apenas o menor tempo de extração devido à elevada pressão do sistema (equivalente a 9 atmosferas).

Nos últimos anos um serviço que vem ganhando adeptos é o conhecido por Cold Brew, que é a extração empregando água em temperatura ambiente 22ºC a 25ºC ou menos. Com uma temperatura muito mais baixa do que numa extração a 93ºC (ou algo como 70ºC de diferença!), a partir da lei da Físico Química que mencionei no início do artigo, é esperado que o processo se alongue significativamente.

Se a cada 10ºC a velocidade de processo duplica, podemos, por aproximação, considerar que com 70ºC passemos a ter uma velocidade que pode ser representada por 2 elevado a 7ª potencia, que resulta em 128.
Se numa Percolação tradicional leva-se 4 minutos, seu correspondente em extração Cold Brew levaria algo como 8 horas 32 minutos [= (128 x 4)/60]. Por diversas razões, como a composição química da água e seu pH, por exemplo, esse tempo pode se prolongar para um melhor resultado sensorial.

Certamente o resultado sensorial é diferente da bebida obtida por água quente.
É por isso que um café preparado por este método tem como resultado uma bebida menos expressiva, com menor acidez e doçura, além de praticamente sem o amargor típico da família da Cafeína.

A extração e a elasticidade do tempo – 1

Salvador Dalí foi um dos mais importantes artistas de todos os tempos, vanguardista, mesclando poesia, ciência e ousadia onírica com um elevado padrão técnico como poucos. Nascido  em maio de 1904 numa cidade próxima a Barcelona, desde criança teve nos pincéis uma extensão de seu corpo para expressar sua genialidade artística.

 Com apenas 10 anos já se interessava pela linha Impressionista, porém, em seguida, passou a embrenhar-se nas exuberantes combinações de cores. Em 1931 apresenta uma de suas obras mais importantes, La Persistencia de la Memoria (Los Relojes Blandos), onde procurou representar sua visão de que o Tempo poderia ser elástico a partir da nossa intenção de preservar em nossa memória um momento que tivesse um grande significado. Fazer o tempo fluir mais ou menos rápido é uma característica que a nossa memória pode imprimir…

Para facilitar esse raciocínio, basta o exemplo de reencontrar uma pessoa muito querida depois de um longo tempo. Essa experiência pode ser de certa forma chocante, pois para nós a última imagem é a de alguém muito mais jovem!

Acima está a reprodução da obra Desintegración de la Persistencia de la Memoria, de 1954, parte daFase Atômica de Dalí.

Na Extração do Café também encontramos vários elementos que podem alterar de maneira substancial o Tempo desse processo. E é por isso que afirmo que ao se fazer uma extração de uma xícara de Café o Tempo pode assumir uma característica Elástica!

Certamente você já deve ter ouvido a expressão “sobCondições Normais de Temperatura e Pressão“, também conhecida por CNTP. Para a Físico Química, isto significa que um determinado fenômeno está acontecendo num local que tem pressão atmosférica correspondente a1 atm (atmosfera) e temperatura equivalente a 25.C ou, por simplificação, ao nível do mar num dia de temperatura amena.

No caso particular da Pressão, há uma relação direta entre ela e a velocidade com que um fenômeno químico pode acontecer. Por exemplo, você pode preparar uma posta de carne de costela bovina por duas formas de cozimento: sob alta pressão e sob baixa pressão, neste caso abaixo de 1 atm.

O primeiro caso é aquele em que é usada uma panela de pressão.

O fechamento de uma panela de pressão é praticamente hermético, isto é, perfeito. Uma vez levada ao fogo, a temperatura começa a aumentar ao mesmo tempo em que a pressão também se torna maior. Para se evitar uma explosão, toda panela de pressão é dotada de uma válvula de escape, que começa a girar e dispersar parte da pressão criada pelo vapor de água sob um inconfundível assobio, além de uma válvula de segurança no caso da primeira entupir. Pois bem, a pressão interna na panela maior do que 1 atm faz com que a temperatura de ebulição da água se dê a temperaturas acima dos 100.C. Quanto maior for a pressão interna, tanto maior será a nova temperatura de ebulição da água.
No entanto, aí fica a "pegadinha" desse processo. A partir de uma dada pressão, a válvula de alívio da panela de pressão passa a funcionar, ou seja, a pressão que se tornou excessiva é retirada com um sonoro apito ou um ritmado "cha cha cha"...
Esse processo faz com que a carne cozinhe mais rapidamente, pois há uma queda abrupta da pressão reinante no interior da panela, que devido à  maior temperatura interna promove uma aceleração de todos as reações químicas.
Dessa forma, pedaços de carne de uma vaca que prestou muuuuitos anos de bons serviços precisarão de menos tempo na panela para ficarem decentemente macios e serem mastigados sem qualquer tortura… caso contrário, teríamos uma perfeita reprodução de “solas de sapato”!
É por esta razão que experientes cozinheiras sempre marcam o tempo de cozimento a partir do início da saída da pressão excedente ao ritmo do "cha cha cha".

Cozinhar sob baixa pressão, por outro lado, faz com que as temperaturas de trabalho sejam muito mais baixas do que sob pressão de 1 atm. Nas técnicas de cozinha, cozinhar sob baixa pressão é conhecida por Sous-Vide, expressão francesa que significa Sob Vácuo. Nestas condições, as temperaturas empregadas para o preparo de alimentos cai consideravelmente, sendo, por isso, bastante adequada para se manter a textura delicada de alguns alimentos  ou mesmo de grupo de sabores de grande volatilidade, evitando-se perda considerável dessas preciosas substâncias.

No caso do café, podemos observar a Elasticidade do Tempo de Extração ao se comparar o emprego de uma máquina de Espresso e um Coador com Filtro de papel.

Uma extração feita em Coador corresponde ao trabalho sob Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), ou seja, podemos admitir que está sendo feita sob 1 atm de pressão atmosférica e em aproximados 25.C de temperatura ambiente, levando em média 4 minutos (240 segundos) para o processo completo de Extração.

Numa máquina de Espresso, cuja pressão de trabalho é de 9 atm (9 vezes maior do que a pressão ao nível do mar!), todo o processo é brutalmente acelerado e torna-se muito mais eficiente, de modo que o tempo de extração se situa entre 25 s e 30 s para uma extração padrão (30 ml). É por isso que numa xícara de Espresso, todas as substâncias solúveis estarão concentradamente dissolvidas, desde os Ácidos Orgânicos como o Cítrico juntamente com os delicados aromas voláteis (e sempre Hidrossolúveis) até os Compostos Clorogênicos, passando pelos Açúcares, em resumo.

Logo, toda a Cafeína disponível nos grãos torrados e moídos deve estar devidamente presente na xícara!

*Dedico esta Série à Companheira de Viagem Kelly Stein.