A química e a física por trás da torrefação do café

A torrefação é um processo termodinâmico complexo, onde centenas de reações químicas transformam a composição dos grãos verdes – desde açúcares e aminoácidos até mais de 800 compostos aromáticos.

As principais reações químicas

A torrefação ocorre tipicamente a temperaturas entre 180-250°C e dura entre 10-20 minutos, dependendo do resultado desejado. O processo pode ser dividido nas seguintes fases principais:

Reação de Maillard

A reação central de escurecimento não enzimático entre açúcares redutores (por exemplo, sacarose) e aminoácidos/proteínas. Normalmente inicia-se entre 140-165°C e produz melanoidinas (pigmentos castanhos), bem como compostos aromáticos como furanos (notas de caramelo), pirrolas e 2-furfuriltio (aroma intenso de café). Esta reação é responsável por grande parte do sabor complexo e do desenvolvimento da cor.

Caramelização

Pirólise de açúcares (sem aminoácidos) a temperaturas mais elevadas (>170°C). Reduz a doçura e aumenta o amargor através da formação de cetonas, ésteres e aldeídos.

Pirólise

A decomposição térmica em ambiente inerte começa significativamente a cerca de ~220°C. Liberta CO₂, água e compostos voláteis; responsável pelo segundo estalo e pelas notas escuras e fumadas nos torrefações escuras.

Outras reações

Degradação de Strecker (aldeídos a partir de aminoácidos), decomposição de ácidos clorogénicos (contribui para a acidez e amargor) e trigonelina (forma ácido nicotínico e piridinas).

Os grãos verdes contêm quase nenhum aroma – a maioria dos compostos é formada durante a torrefação.

As fases com temperaturas e alterações

A torrefação muda de endotérmica (absorção de calor) para exotérmica (liberação de calor) por volta do first crack.

Fase de secagem (Drying phase)
Até ~150-160°C. Evaporação de 10-12% de água. Os grãos mudam de verde para amarelo. Fase endotérmica – crítica para uma torrefação uniforme.

Fase de Maillard e escurecimento
150-205°C. Reações intensas de Maillard e caramelização. Cor para castanho claro.

First crack
~195-205°C (dependendo do grão). Reação exotérmica: vapor e CO₂ fazem o grão expandir-se (volume duplica). Marca a transição para o desenvolvimento.

Fase de desenvolvimento
Após o first crack. Desenvolvimento do sabor – quanto mais longa, mais caramelizado.

Second crack
~225-230°C. Pirólise da celulose; estalido mais fino, óleos na superfície. Início da torrefação escura.

Taxa de Aumento (RoR) e curvas de torrefação

RoR é o aumento da temperatura por minuto (°C/min) no grão – um parâmetro chave para controlo. Uma curva de RoR suave e decrescente evita "crashes" (queda rápida, que dá notas queimadas) ou "flicks" (subida, que pode causar sabor queimado).

Tipicamente: RoR elevado no início (10-20°C/min), decrescendo até ao first crack (5-10°C/min). Tempo de desenvolvimento: 20-25% do tempo total para equilíbrio.

Medição do grau de torrefação: escala Agtron

Utilizador profissional do espectrofotómetro Agtron para medir a luz infravermelha refletida (número mais alto = torra mais clara).

Clara: Agtron 85-105

Média: 65-85

Escura: <65 (ex.: torra francesa ~45)

Isto é mais preciso do que a avaliação visual.

Ao torrar, pode experimentar estes parâmetros. Isso dá controlo total sobre a acidez, doçura e corpo. Tem perguntas específicas sobre um perfil de torra ou equipamento? ☕ Escreva-nos no chat ou contacte-nos em kontakt@homeroast.dk. Boa torra! ☕