A Física e a Química do Café

   O café é uma das bebidas mais populares no mundo; sua preparação envolve uma série de processos físicos que começam na torra e se estendem até chegar na xícara. A física desempenha importância em cada uma dessas etapas, garantindo que os sabores e aromas sejam evidenciados.

   Os grãos verdes são submetidos a uma torra de alta temperatura, geralmente entre 180°C e 250°C, o que causa uma série de mudanças físicas na estrutura das paredes celulares de rígida para emborrachada. A transferência de calor ocorre por condução (os grãos de café entram em contato direto com as superfícies metálicas aquecidas do torrador), convecção (o ar quente é soprado ao redor dos grãos de café dentro do torrador) e radiação (os grãos de café absorvem a radiação emitida por superfícies quentes dentro do torrador). Nessa parte é importante que a torra seja uniforme para evitar que os grãos sejam queimados ou mal torrados. Isso gera uma torra de consistência, além disso, a alta temperatura faz com que a água presente nos grãos evapore, levando à expansão dos grãos. Essa expansão vai resultar em fissuras e rachaduras, que modificarão a estrutura física dos grãos, mudando a densidade final do produto [1].

   Outro aspecto importante da torra é a mudança de cor e peso dos grãos. Os grãos verdes passam por uma série de mudanças de cor, terminando em uma coloração marrom característica. Esse processo é resultado de reações químicas como a caramelização e a ocorrência de Maillard (quando os grãos de café começam a ficar marrons). Além disso, durante a torra, há uma perda de peso devido à evaporação da água e à liberação de compostos voláteis. Ocorre o desenvolvimento de gases, como o dióxido de carbono (CO₂). Após a torra, os grãos continuam a liberar CO₂ por um período, o que deve ser considerado no armazenamento do café torrado [1,2].

   A física permanece presente até mesmo no preparo do café. Na moagem dos grãos ocorre a remoção dos compostos indesejáveis, pois os grãos moídos mais finos oferecem uma maior área de superfície para a extração, ou seja, a moagem mais fina aumenta a extração e invariavelmente muda o tempo de infusão (é a bebida que resulta da imersão de alguns ingredientes em água quente), já que a água se infiltra mais lentamente através do pó mais fino. Esse processo depende da transferência de massa e energia entre a água e o café. A temperatura da água, o tempo de contato e a pressão (em métodos como o expresso) são fatores críticos que afetam a eficiência e o perfil de sabor da extração [1-3].

   A solubilidade dos compostos do café na água é influenciada pela temperatura e pela pressão. A difusão dos compostos do café na água é um processo que depende do gradiente de concentração, onde os compostos se movem de áreas de maior concentração para áreas de menor concentração até alcançar um equilíbrio. A resistência oferecida pelo filtro e pelo café influencia a taxa de fluxo da água, impactando o produto final [3].

   Em conclusão, a torra e a preparação do café são processos ricos em física. A compreensão da ​​física nesses processos é essencial para produzir uma xícara de café de alta qualidade, onde cada etapa do processo contribui para o sabor e aroma final da bebida tão apreciada pela população.

Autora: Ana Flavia Gomes.

Referências:

[1] BELCHIOR, V. A torra do café: as mudanças físicas. 2020. Disponível em: https://perfectdailygrind.com/pt/2020/08/27/a-torra-do-cafe-as-mudancas-fisicas/. Acesso em: 6 jul. 2024.

[2] HENDON, C. Como a química e a física influenciam o preparo de uma ótima xícara de café. 2023. Disponível em: https://gizmodo.uol.com.br/quimica-fisica-preparo-cafe/. Acesso em: 6 jul. 2024.

[3] ZANARDI, D. C. MURAMATSU, M. Um pouco de física na superfície do café. Física na Escola, v. 12, n. 1, 2011.