Você já percebeu que os ventiladores de teto podem acumular poeira, mesmo que suas pás girem rapidamente? Você pode pensar que a poeira simplesmente explodiria. Ou você já pensou no rastro criado por um barco enquanto atravessa um lago? Essas situações ilustram uma lei da física conhecida como condição de contorno de não deslizamento (NSBC). Esta lei afirma que a velocidade de um líquido que flui através de uma superfície é exatamente zero na própria superfície. Em outras palavras, partículas de fluido irão aderir às paredes (ou limites) de um sólido. É por isso que a esteira se forma atrás de um barco. As moléculas de água que entram em contato com o barco se movem na mesma velocidade que o barco, e as moléculas de água são fortemente atraídas umas pelas outras; isso tem o efeito de rebocar parte da água junto com o barco.
Se a velocidade do fluido na superfície da partícula for zero, então a única maneira pela qual as moléculas de sabor podem escapar da partícula é difundindo-se através desta camada limite. Como a difusão é um processo muito lento, a taxa de extração da superfície é muito lenta. Mais longe da superfície da partícula, se o fluido estiver em movimento, as moléculas de sabor podem ser levadas pelo movimento do líquido, um processo chamado Onde um corpo de fluido move as partículas por forças que não envolvem difusão. O movimento é geralmente horizontal, por exemplo, um rio que leva poluentes a jusante. " class="glossaryLink" target="_self">advecção .
Surpreendentemente, o NSBC às vezes ainda é um fator, mesmo quando parece haver uma grande agitação acontecendo em uma pasta - por exemplo, quando um jato de chaleira flui extremamente rapidamente de uma chaleira que está sendo despejada e explode em uma cama de café. Este tipo de fluxo de alta velocidade pode ser “laminar”, em que as moléculas se movem em linhas retas (veja o gráfico à esquerda, abaixo). No fluxo laminar, a camada limite pode ser relativamente grande, o que significa que as moléculas precisam se difundir por uma distância maior para escapar da superfície de moagem. Fluxos turbulentos formam redemoinhos, ou contracorrentes (gráfico à direita, abaixo), que podem penetrar na camada limite e levar consigo moléculas de sabor, aumentando a taxa de extração. Pela mesma razão, os redemoinhos, que discutimos na Lição 1.05, não são eficazes para mexer uma pasta de café; eles não produzem os redemoinhos necessários para superar o NSBC.
Fluxo laminar (esquerda). Fluxo turbulento (direita).
O professor Steven Abbott explica: 'A única maneira de essas moléculas [grandes e mais difíceis de dissolver ] escaparem é fazer com que o fluxo turbulento chegue o mais próximo possível do limite antiderrapante.'
Neste pequeno vídeo, uma gota de tinta é depositada na parede de um recipiente de vidro, com a água se movendo em um redemoinho (ou seja, um ambiente sem turbulência ). A tinta permanece na parede até que alguém use uma pá para criar turbulência suficiente para remover a tinta.
Devido ao efeito NSBC, todos os métodos de fermentação por imersão requerem algum tipo de agitação. Sem agitação, as misturas de imersão simplesmente demoram muito para serem preparadas e geralmente subextraem. Sem o fluxo turbulento causado pela agitação da pasta , as moléculas de água responsáveis pela extração dos sabores do café são incapazes de superar a condição limite de não deslizamento, e as moléculas do sabor são capazes de escapar para a água apenas por difusão . Para algumas moléculas de sabor que são maiores e menos solúveis, como os pseudotaninos de sabor amargo do café, este é um processo lento.
Solubilidade e Sabor
Os compostos altamente solúveis do café, como cafeína, açúcares e ácidos orgânicos, são extraídos logo após a água ser despejada nos grãos de café – atingindo mais de 90% nos primeiros segundos de extrações de café expresso, de acordo com Severini et al (2015) . As diferenças na solubilidade das substâncias encontradas no café torrado explicam por que um café subextraído pode ser dominado por sabores associados a um perfil doce e altamente ácido ( Mestdagh, Glabasnia e Giuliano 2016 ).
Os compostos menos solúveis são extraídos somente após algum tempo (ou após um certo volume de água ter passado pelo leito do café, no caso do café gota a gota ou expresso). Entre estes compostos menos solúveis, diversas substâncias de sabor amargo ou adstringente, como os fenilindanos , estão associadas à sobreextração. Como extraem quase continuamente durante todo o processo de fermentação, acredita-se que contribuam mais para o perfil de sabor de extrações muito longas ( Mestdagh, Glabasnia e Giuliano 2016 ). Compostos mais solúveis, como cafeína ou ácido cítrico, são quase totalmente extraídos no início do processo de fermentação.
'A superextração favorece a extração de compostos amargos e adstringentes menos solúveis. Como consequência, a proporção entre ácidos ou açúcares extraídos precocemente e lactonas e indanos amargos mudará ao longo do tempo, o que desequilibra o perfil sensorial. Ele passará de um doce ácido para um mais amargo, áspero e adstringente. (Mestdagh, Glabasnia e Giuliano 2016)