E23 Absorção Arroz e Massa

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Este arroz, massa ou leguminosa absorve água durante o cozimento por meio de uma combinação de difusão interna, gelatinização do amido e relaxamento de sua própria estrutura polimérica. Esse processo é análogo à difusão molecular descrita pela Segunda Lei de Fick em outro modelo deste sistema, exceto que, aqui, o coeficiente de difusão efetivo da água dentro do grão não permanece constante. Em vez disso, ele varia com a concentração de água já absorvida e com a temperatura de cozimento. Um coeficiente de difusão efetivo mais alto permite que a água penetre no grão mais rapidamente.

O modelo de Peleg, um modelo empírico de dois parâmetros amplamente utilizado na ciência dos alimentos, descreve a absorção de água por este grão sem assumir qualquer forma geométrica específica do grão. O primeiro parâmetro controla a taxa inicial na qual o grão absorve água no início do cozimento; portanto, um valor baixo para este primeiro parâmetro implica em hidratação inicial rápida. O segundo parâmetro define a capacidade máxima de absorção de água que o grão atinge no final do cozimento. Um valor menor para o primeiro parâmetro no modelo de Peleg resulta em uma hidratação inicial mais rápida; inversamente, um valor menor para o segundo parâmetro resulta em uma maior capacidade máxima de absorção de água.

A gelatinização do amido neste grão, que ocorre dentro de uma faixa de temperatura específica para a variedade, transforma a estrutura cristalina do amido em uma estrutura amorfa. Essa transformação aumenta drasticamente o coeficiente de difusão efetivo da água, permitindo que ela penetre no grão em grandes quantidades. Essa mudança de fase estrutural do amido é, em última análise, o fenômeno físico-químico central no cozimento deste arroz. A gelatinização adicional do amido nessa estrutura amorfa resulta em um coeficiente de difusão efetivo mais alto e, consequentemente, em uma absorção mais rápida de água pelo grão.

Uma temperatura de cozimento mais alta acelera significativamente essa absorção de água, de acordo com a equação de Arrhenius aplicada ao coeficiente de difusão efetivo. O mesmo grão, cozido em fervura plena, fica totalmente hidratado em muito menos tempo do que ficaria em uma temperatura de cozimento mais moderada. O modelo de Avrami captura uma curva sigmoide característica para a hidratação deste grão: a hidratação progride lentamente no início do cozimento, enquanto a gelatinização do amido está apenas começando a se formar dentro do grão; ela se acelera durante a fase intermediária do cozimento; e então desacelera novamente no final, à medida que o grão se aproxima de sua capacidade máxima de absorção de água.

Portanto, este modelo, com sua gelatinização do amido e curva de hidratação sigmoide, sugere que cozinhar arroz al dente corresponde a interromper deliberadamente a hidratação antes que ela atinja sua capacidade máxima de absorção de água. Consequentemente, o centro do grão torna-se ainda menos gelatinizado do que o restante. Em última análise, o grão de arroz cozido acaba absorvendo várias vezes o seu próprio peso em água. Interromper o processo de cozimento mais cedo, mais distante da capacidade máxima de absorção de água, resulta em um núcleo central do grão menos gelatinizado e mais firme ao ser mordido.

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