S13 Legumes Cozidos - Transferência de Calor

Tópico

O cozimento deste vegetal envolve quatro processos físicos distintos simultaneamente: a transferência de calor da água fervente para o vegetal, que determina seu cozimento; o amolecimento do tecido celular pela quebra da pectina, que determina sua textura final; a perda de nutrientes solúveis do vegetal para a água; e a difusão do sal, já dissolvido na água, para o interior do vegetal. Prolongar o processo de fervura significa que todos os quatro processos ocorrem simultaneamente, embora cada um em seu próprio ritmo.

O número de Biot para este vegetal, o mesmo número de Biot estabelecido por outro modelo deste conjunto, é muito alto durante a fervura, graças ao alto coeficiente de convecção estabelecido por esse outro modelo dedicado à convecção de calor em água fervente. Consequentemente, a resistência térmica dominante é a resistência interna do vegetal, de modo que sua superfície atinge a temperatura da água fervente quase instantaneamente. O tempo necessário para que esse calor se difunda até o centro do vegetal determina o tempo de cozimento. A solução de Heisler, a mesma solução de Heisler estabelecida por outro modelo neste conjunto, quantifica essa mesma evolução: a temperatura adimensional do centro do vegetal diminui do valor correspondente ao vegetal cru para o valor correspondente ao mesmo vegetal em equilíbrio com a água fervente, à medida que o número de Fourier estabelecido por esse outro modelo neste conjunto aumenta com o mesmo tempo de cozimento.

O amolecimento do tecido celular deste vegetal deve-se principalmente à degradação hidrotérmica da pectina em sua parede celular, que atua como uma espécie de cimento mantendo as células unidas. Essa degradação segue uma cinética de primeira ordem, a mesma cinética de primeira ordem já estabelecida em outro modelo deste sistema, cuja taxa é sensível à temperatura por meio de uma energia de ativação — a mesma noção de energia de ativação já estabelecida nesse outro modelo. Consequentemente, a dureza desse tecido celular diminui exponencialmente ao longo do tempo, e essa diminuição depende, em cada ponto do vegetal, do histórico completo de temperatura que esse ponto específico já experimentou como resultado da transferência de calor que iniciou este modelo. O fato de um ponto do vegetal mais próximo da superfície já aquecida acumular uma temperatura mais alta mais rapidamente significa que a dureza desse tecido celular nesse ponto diminui mais rapidamente do que a dureza do centro do vegetal, que ainda está mais frio.

A perda de vitamina C nesse vegetal é o indicador mais sensível da qualidade nutricional em relação a esse método de cozimento, dentre todos os estabelecidos por outro modelo desse conjunto dedicado à perda de vitaminas durante o cozimento: essa mesma vitamina oxida dentro do vegetal e, além disso, se dissolve na água de cozimento, um mecanismo de perda adicional que não ocorre quando o vegetal é cozido no vapor em vez de submerso em água. Um vegetal como a batata, descascado e picado antes do cozimento, pode, portanto, perder uma fração considerável dessa vitamina C durante um cozimento prolongado. Reduzir o tempo de cozimento deste vegetal, deixando-o apenas al dente, ou cozinhá-lo no vapor em vez de submergi-lo em água, diminui significativamente essa perda de vitamina C.

Portanto, este modelo, com sua transferência de calor e perda de vitamina C, faz com que o sal já dissolvido na água fervente se difunda no vegetal, seguindo o mesmo princípio de difusão de Fick estabelecido por outro modelo deste conjunto dedicado à salga e marinada. A profundidade de penetração desse sal no vegetal — a mesma noção de profundidade de penetração estabelecida por esse outro modelo — aumenta com a raiz quadrada do tempo de cozimento. Em um cozimento moderado, essa profundidade é suficiente para salgar a parte externa do vegetal, mas não o centro de um pedaço grosso. O fato de esse pedaço de vegetal ser mais grosso do que essa profundidade de penetração do sal significa que seu centro permanece sem sal, precisamente de acordo com a mesma comparação entre espessura e profundidade de penetração estabelecida por outro modelo deste conjunto dedicado à espessura e ao controle do cozimento.

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