S12 Arroz Absorção e Difusão

Tópico

O cozimento deste arroz combina três processos físicos simultâneos e interligados: a absorção de água por cada grão de arroz, a gelatinização do amido (que estabelece outro modelo para este processo, impulsionado tanto pela temperatura quanto pela própria água) e o balanço energético dentro da panela, que, em última análise, determina tanto a temperatura de cozimento quanto a quantidade de água ainda disponível. Se qualquer um desses três processos interligados se acelera, os outros dois também progridem mais rapidamente, porque todos os três compartilham a mesma temperatura da panela como variável comum.

A absorção de água por cada grão deste arroz, no início do cozimento, segue a Segunda Lei de Fick, que estabelece outro modelo para este processo. O coeficiente de difusão efetivo da água dentro do grão aumenta acentuadamente assim que a temperatura de cozimento ultrapassa a faixa de temperatura de gelatinização específica para esta variedade de arroz. Portanto, o mesmo grão, submerso em água ainda fria, absorve água muito lentamente, enquanto o mesmo grão, submerso em água fervente, fica totalmente hidratado em um tempo de cozimento muito menor. O fato de a temperatura de cozimento ultrapassar a faixa de temperatura de gelatinização mais cedo faz com que o coeficiente de difusão efetivo da água dentro do grão aumente mais rapidamente e, consequentemente, a hidratação do grão seja concluída mais rapidamente.

É por isso que a temperatura de cozimento ultrapassa a faixa de temperatura de gelatinização mais cedo. Essa gelatinização do amido neste grão, a mesma transformação estrutural já descrita com mais detalhes em outro modelo deste conjunto, é a transformação chave no cozimento deste arroz: os grânulos de amido, ainda cristalinos no início do cozimento, absorvem água, incham e eventualmente se rompem, liberando os componentes do amido na água, que consequentemente formam um gel dentro do grão. Essa transformação é irreversível e é precisamente essa transformação que define o arroz como cozido. Além disso, ela segue uma cinética de primeira ordem, a mesma cinética de primeira ordem já estabelecida em outro modelo deste conjunto, cuja taxa é altamente sensível à temperatura de cozimento devido a uma considerável energia de ativação — a mesma noção de energia de ativação já estabelecida naquele outro modelo deste conjunto. A temperatura de cozimento mais elevada, devido a essa mesma energia de ativação considerável, faz com que a taxa de gelatinização do amido aumente significativamente.

O modelo de Peleg, o mesmo modelo que já estabelece outro modelo deste conjunto, descreve empiricamente essa absorção de água pelo grão sem assumir qualquer forma geométrica particular do mesmo: seu primeiro parâmetro controla a taxa na qual o grão absorve água no início do cozimento, enquanto seu segundo parâmetro define a capacidade máxima de absorção de água que o grão atinge no final do cozimento. Para o arroz de grão longo, essa capacidade máxima de absorção de água corresponde, na prática culinária, a uma proporção de cozimento de aproximadamente o dobro do volume do arroz. Um segundo parâmetro menor no modelo de Peleg significa que a capacidade máxima de absorção de água do grão é consequentemente maior e, portanto, a proporção de cozimento do arroz em relação à água também deve ser maior para atingir essa capacidade máxima.

Portanto, este modelo, com seu processo de absorção de água e gelatinização do amido, também explica, por meio desse balanço energético dentro da panela, a técnica tradicional de cozimento do arroz: cozinhar com a tampa reduz a evaporação da água, como estabelecido por outro modelo deste conjunto. O calor intenso no início do cozimento acelera o processo até que a água atinja o ponto de ebulição, e então um calor mais suave equilibra a evaporação ao mínimo necessário para manter essa temperatura de ebulição sem desperdiçar a água disponível. Assim que a água na panela for completamente absorvida pelos grãos de arroz, a temperatura dentro da panela, sem mais água líquida para mantê-la no ponto de ebulição, começa a subir novamente. Esse aumento de temperatura indica que o arroz está pronto.

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