IV. LA SOBREMESA
EN LA
sobremesa hay fen�menos recurrentes: cuentos picantes y amarillos, comentarios sobre la dieta que no se guard�, mon�logos de pol�tica..., el cafecito, el co�aquito, el cigarrito, etc. En este cap�tulo veremos someramente algunos principios fisicoqu�micos que quedan ilustrados en la sobremesa y que est�n relacionados con otras experiencias cotidianas como el azul del cielo y la cinta adhesiva.Hoy d�a, cualquier persona preocupada por su salud sabe que una dieta completa implica cierto n�mero de calor�as. Esto es, debe haber un equilibrio entre la energ�a que proporcionan los alimentos y la que consume el organismo. Esta idea es, aunque no lo parezca, reciente, sobre todo si se considera que durante casi un mill�n de a�os no preocup� a la especie humana.
La mayor�a de las pistas que llevaron a esclarecer la relaci�n entre calor y movimiento viene de los estudios biol�gicos. Como veremos m�s adelante, Lavoisier ya hab�a notado la relaci�n entre el calor liberado y el bi�xido de carbono producido por los animales.
En 1850, Justus von Liebig, en oposici�n a quienes afirmaban que la actividad animal resulta de una "fuerza vital", 1 sosten�a que el calor y la actividad mec�nica en los animales resulta de la combusti�n del alimento.
Y una contribuci�n muy interesante es la de Julius Robert Mayer. A mediados del siglo pasado este cirujano se encontraba embarcado, navegando cerca de Java. Al operar a un nativo not� que su sangre venosa ten�a un intenso color rojo. Como es sabido esta sangre es la que llega a los pulmones a oxigenarse. Mayer concluy� que en los tr�picos la sangre venosa difiere poco en color de la arterial (cosa que no ocurre a grandes latitudes) porque no se requiere gran consumo de ox�geno para mantener la temperatura del organismo. Concluy� que el ox�geno manten�a las reacciones biol�gicas del organismo por... combusti�n.
Para medir la capacidad energ�tica de los alimentos se emplean las kilocalor�as (o calor�as) y, m�s recientemente los kJ (kilojoules). Las Calor�as, tambi�n llamadas calor�as grandes por los bi�logos, dan lugar a muchas confusiones pues no son iguales a las calor�as. Las Calor�as son 1 000 veces mayores que las calor�as. En otras palabras, para los bi�logos la Calor�a es la cantidad de calor que eleva en 1°C la temperatura de 1 kg de agua. Para el resto de la humanidad la calor�a es la cantidad de calor, que eleva 1°C la temperatura de 1 g de agua.
Se�alamos ya que la idea de referirse a la capacidad energ�tica de los alimentos tiene origen relativamente reciente. Uno de los trabajos pioneros fue el de Laplace y Lavoisier a fines del siglo
XVIII
. De �ste hablaremos brevemente a continuaci�n. De 1782 a 1784 experimentaron acerca del fen�meno de la respiraci�n. Para ello desarrollaron un calor�metro de hielo a fin de medir el calor liberado durante la respiraci�n de un conejillo de Indias. Despu�s de 10 horas de experimentaci�n encontraron que el conejillo, por su temperatura corporal, hab�a logrado fundir 13 onzas de hielo. En el mismo tiempo el animal hab�a producido cierta cantidad de CO2 que midieron cuidadosamente los experimentadores. Por otro lado quemaron cierta cantidad de carb�n para relacionar las cantidades de CO2 y de calor producidos. Nuevamente midieron el calor producido por la cantidad de hielo fundido. Hallaron que la fusi�n de 10.5 onzas de hielo implicaba la misma cantidad de CO2, fuera producido por la combusti�n del carb�n o por la respiraci�n del conejillo de Indias. �No era razonable pensar que la respiraci�n es una forma de combusti�n?Durante mucho tiempo se pens� que el hombre, como los animales, com�a s�lo para crecer y reconstruir sus tejidos, poco a poco se fue viendo que los alimentos proporcionan tambi�n calor y otras formas de energ�a necesarias para el organismo. A riesgo de sobresimplificar puede decirse que el cuerpo humano es una m�quina qu�mica: el ox�geno respirado se combina con los az�cares, grasas y prote�nas obtenidas por la digesti�n; estas mol�culas complejas se transforman, en �ltimo t�rmino, en bi�xido de carbono, agua y otros productos de desecho. En este proceso se origina calor y trabajo mec�nico en los m�sculos.
Se ha medido con precisi�n la energ�a suministrada en forma de alimento (combustible) y el correspondiente trabajo y calor que desarrolla el cuerpo a fin de comprobar si los procesos vitales se pueden describir con los mismos principios de conservaci�n aplicados a los fen�menos de la naturaleza inanimada, v�ase la tabla II.3. Desde 1890 se dio respuesta afirmativa. El alimento diario, si se quema fuera del organismo, proporciona casi 3 x 10 6 cal y la cantidad de calor que el cuerpo cede, el trabajo que realiza y la energ�a de los productos de desecho son del mismo orden de magnitud2 (dentro de un peque�o error experimental).
Sin embargo, el cuerpo considerado como una m�quina t�rmica tiene un rendimiento muy bajo, menor al 20%. Esto quiere decir que s�lo el 20% de la energ�a calor�fica puede transformarse en energ�a mec�nica. Por eso al realizar trabajo f�sico el calor producido es muy grande, el organismo se calienta y, si la disipaci�n de calor no se realiza eficientemente, comienza la sudoraci�n a fin de recuperar la temperatura de 37°C.
En el cap�tulo I mencionamos que los alimentos contienen tres tipos principales de sustancias: carbohidratos, grasas y prote�nas. Para una nutrici�n balanceada se requieren, adem�s, cantidades peque�as de vitaminas y minerales. Los carbohidratos se convierten en glic�geno3 (almid�n animal) y energ�a. Durante la digesti�n las prote�nas se rompen en amino�cidos que el organismo reorganiza para construir sus tejidos, se queman para obtener energ�a, se transforman en az�cares y contribuyen a la formaci�n de grasa. Las grasas tambi�n se descomponen para ser reconstituidas en productos qu�micos importantes para el organismo; dan lugar a energ�a y nuevas grasas que se almacenan en los tejidos. Si bien los valores energ�ticos de los alimentos, es decir las Calor�as, miden los requerimientos alimenticios, una buena nutrici�n implica equilibrio entre carbohidratos, grasas, prote�nas, vitaminas, etc.; y esto depende de las necesidades de cada persona.
A continuaci�n veremos los componentes de los alimentos desde el punto de vista energ�tico.
Los carbohidratos son la principal fuente de energ�a en la dieta de casi todos los pueblos. En la forma de arroz, trigo, ma�z, whiskey o cerveza, se presentan como az�cares o almidones (polisac�ridos).
La glucosa, az�car producido en los vegetales, produce 3.75 Cal/g cuando se quema totalmente a CO2 y H2O. En cambio los polisac�ridos (almidones) contienen menos agua por mol�cula, de aqu� que su combusti�n produce m�s energ�a, entre 3.95 y 4.18 Cal/g.
Con todo, las cifras anteriores son muy relativas. El aprovechamiento de esta energ�a no es completo, el valor energ�tico var�a de un compuesto a otro y, adem�s, hay organismos con metabolismo tal que da lugar a enfermedades ante el exceso de ciertos carbohidratos.4
La falta de las enzimas invertasa, maltasa y lactasa en el organismo humano hace que la sacarosa, maltosa y lactosa no se hidrolicen formando monosac�ridos (es decir, que no se digieran); al llegar al intestino grueso son atacados estos carbohidratos por microorganismos que los fermentan produciendo flatulencias.
El aprovechamiento de las prote�nas est� muy relacionado con la cantidad y calidad de �stas. Un alimento puede muy bien tener los amino�cidos indispensables para que el organismo sintetice las prote�nas requeridas, sin embargo pueden hallarse en una forma indisponible fisiol�gicamente. Este punto es de mucha importancia pues est� relacionado con la estructura de la prote�na. Como ya se�alamos, las enzimas son muy espec�ficas en su acci�n; si no encuentran los enlaces adecuados para su acci�n... simplemente no act�an. El cocimiento, sea por calor o por acci�n de �cidos5 de los alimentos modifica la estructura de las prote�nas (las desnaturaliza), con lo que mejora su valor nutritivo y gastron�mico.
Las grasas tienen mucha importancia en la dieta de la mujer y en la pupila del hombre. La combusti�n de grasas produce cerca de 9 Cal/g y son los componentes que m�s producen calor�as. El organismo emplea las grasas para producir energ�a en las mitocondrias6 de las c�lulas. Las grasas o l�pidos7 dan lugar; tambi�n, a dos compuestos muy importantes: el colesterol8 y el ergocalciferol.9
El tejido adiposo,10 formado principalmente por grasas, sirve como amortiguador f�sico (entre otras placenteras funciones) en el cuerpo humano; sirve tambi�n como aislante t�rmico y protecci�n de �rganos como intestinos, h�gado, etc�tera.
Aunque los l�pidos son necesarios tanto al hombre como a la mujer (y viceversa) el consumo excesivo produce problemas de salud como obesidad y enfermedades cardiovasculares.
Una de las tantas leyendas que narran el origen del caf�11 es la de Kaldi, un pastor de cabras que prob� las bayas de un arbusto verde con las que se alimentaban sus animales. La euforia que le produjeron las bayas lo llev� a compartir su hallazgo por el a�o 850 d.C.
En 1650 ya hab�a cafeter�as en Londres y en 1689 en Nueva York, Boston. En M�xico, Venezuela, etc., se establecieron cerca de 1750. Actualmente un tercio de la poblaci�n mundial consume caf� m�s que cualquier otra bebida, gracias a la generosidad de Kaldi.
Independientemente del origen del caf� es indiscutible que su efecto estimulante ha ayudado a su popularidad.
Un factor clave en la calidad del caf� es el tostado. �ste hace que el grano aumente su volumen entre 30 y 100%. La raz�n es la misma que en las palomitas o rosetas de ma�z, aunque en el caso del caf� es bastante menos aparatoso. El grano del ma�z palomero tiene una c�mara llena de celulosa casi pura (el copo de algod�n es, tambi�n, casi pura celulosa). El aumento de la presi�n en la c�mara por el aumento de temperatura hace que el ma�z palomero explote y aflore la celulosa. En el caso del caf� el grano se esponja por la expansi�n del CO2 formado y de cambios qu�micos complejos que hacen que el caf� se oscurezca, tome aroma y pierda agua.
Los principales componentes del grano verde son prote�nas, sacarosa y �cido clorog�nico,12 casi el 75% de los s�lidos solubles. Al parecer, con el tostado se forman az�cares que se deshidratan y polimerizan, se forman sustancias de gran masa molecular solubles en agua y otras insolubles. Buena parte del color del caf� se debe a los productos de degradaci�n de la sacarosa.
Para preparar el caf� hay diferentes formas: desde el c�modo "Nescaf�" hasta el express, pasando por el turco, irland�s, americano, de olla, etc�tera.
Pero si alguien prefriere el caf� debe saber que el reci�n tostado y molido pierde su frescura a los 4 d�as de exposici�n al aire; si no se guarda en recipientes herm�ticos a los 15 d�as adquiere sabor rancio o estadizo.13 Con todo, la rancidez no es debida a la oxidaci�n de los aceites y grasas del caf� sino exclusivamente de los componentes vol�tiles, es decir "el aroma".14 Sin duda una de las cualidades m�s atractivas del caf� es su aroma. El agua caliente libera con gran rapidez a los aceites esenciales que lo constituyen. Curiosamente �stos no constituyen m�s del 1% en peso del caf� tostado. El sabor rancio depende de la sensibilidad del degustante, del m�todo empleado para hacer el caf� y del tiempo de exposici�n del caf� al ox�geno. Puede influir tambi�n el tipo de tostado y la mezcla de caf�s empleada.
Los principales componentes del caf� verde solubles en agua son prote�nas, sacarosa y �cido clorog�nico, alrededor del 75% del total de s�lidos solubles. Con la tostaci�n desaparece casi toda la sacarosa. Se forman primero az�cares reductores que reaccionan r�pidamente al inicio del tostado y lentamente al final. Los az�cares se deshidratan y polimerizan; se forman sustancias de alto peso molecular. Buena parte del color y sabor del caf� tostado se debe a los productos de la degradaci�n de los az�cares. Se forman, adem�s, bi�xido de carbono y otras sustancias vol�tiles.
La cafe�na es un alcaloide15 semejante a la teobromina presente en el cacao, figura IV.1.
La cafe�na se emplea en las bebidas de cola y en medicina como estimulante16 y diur�tico. Por lo anterior una taza de chocolate no propicia el sue�o. Una taza de caf� contiene cerca de 100 mg de cafe�na. Sus propiedades estimulantes (mayor asociaci�n de ideas, m�s concentraci�n, mejores reflejos, disminuci�n de la fatiga) sin duda han contribuido a su popularidad. Como era de imaginarse, la cafe�na se extrae del caf� o del t�, que la contiene en mayor proporci�n.
Figura IV. 1. Cafe�na. Teobromina.
B�sicamente son tres los m�todos de preparaci�n del caf�: infusi�n, lixiviaci�n y decocci�n.
El caf� soluble se obtiene secando el extracto acuoso de caf� tostado y molido. La mezcla, el tostado y la molienda se hacen de forma semejante en los dos tipos de caf� m�s comunes: el caf� soluble y el caf�. En la elaboraci�n del caf� soluble se emplean temperaturas bajas para evitar la p�rdida del aroma y del sabor; igualmente se impide la presencia de aire a fin de evitar el enranciamiento. El extracto concentrado del caf� se obtiene por un m�todo muy semejante al del caf� express, el agua caliente circula a presi�n por el caf� molido. Posteriormente el extracto se seca por aspersi�n del l�quido. Para ello pasa a trav�s de unas boquillas "atomizadoras"17 que ponen a las part�culas en contacto con aire caliente, a unos 250°C. La gran superficie activa del extracto (v�ase en el cap�tulo II, "Cortar y picar....") hace que el secado sea r�pido y no se pierdan aroma ni sabor. En ocasiones se emplea la liofilizaci�n (v�ase en el cap�tulo I, "Liofilizaci�n") para producir el caf� soluble.
Aunque no se crea, el caf� descafeinado s� contiene caf�; se emplean diferentes disolventes clorados para eliminar la cafe�na del grano verde; uno de los m�s empleados es el tricloroetileno.18 El posterior secado y tostado garantiza totalmente la eliminaci�n del disolvente utilizado.
Cualquiera sabe que un buen caf� se toma sin az�car; pero hay de gustos a gustos. Lo que es indiscutible es que por muy azucarado que a uno le guste el caf� hay un l�mite a la cantidad de az�car disuelta en el caf�; a tales soluciones se les llama saturadas. Por m�s que se a�ada az�car el caf� no se endulza m�s, el exceso queda en el fondo de la taza. Los qu�micos dicen que se tiene entonces una soluci�n saturada. S�lo hace poco tiempo se lleg� a la conclusi�n de que estas soluciones tienen un equilibrio din�mico, es decir la velocidad con que se disuelve el az�car es igual a la velocidad con que se deposita.
No parece haber relaci�n, pero una forma de mantener limpias las alfombras emplea la saturaci�n... �de mugre! V�ase el cap�tulo V.
Hay cristales moleculares, como el az�car; que al ser triturados emiten luz visible. A tal fen�meno se le conoce como triboluminiscencia.19
Del mismo g�nero es la luminosidad azul que se produce al separar la cinta adhesiva (masking tape, o cinta "Scotch"). En ambos casos las cargas el�ctricas se producen por la separaci�n de las superficies. La emisi�n de luz ocurre por la descarga, sea directamente por fragmentos moleculares, sea por excitaci�n de los gases atmosf�ricos en la vecindad de las superficies separadas. El resplandor azul obtenido al desenrollar las cintas adhesivas se debe a la excitaci�n producida por las descargas el�ctricas en las mol�culas de nitr�geno del aire.
Cabe mencionar que el fen�meno de la adherencia a�n no est� bien entendido: existen fuerzas qu�micas, quiz� semejantes a las que mantienen juntas las part�culas de un mismo trozo de material. Puesto que la adherencia requiere primero el mojado de las superficies, se ha pensado que �ste es un requisito para el contacto a escala molecular. Los enlaces que intervienen en los pegamentos son resultado de las fuerzas de Van der Waals, y est�n relacionados con la distribuci�n desigual de electrones en las mol�culas. La sagaz lectora (o sagaz lector) habr� notado que en una misma mol�cula se tendr� una zona con carga positiva y otra con carga el�ctrica negativa. A tales mol�culas se les llama polares20 y un ejemplo cotidiano de �stas es... el agua, v�ase el en el cap�tulo III, "Soluciones, suspensiones, etc".
Un criterio para clasificar a las bebidas espirituosas es el de si resultan o no de la destilaci�n. Entre los bebestibles destilados se hallan los licores, co�ac, tequila, brandy, mezcal, aguardiente, sotol, etc.; entre los no destilados: la cerveza, tejuino, pulque, vino, champa�a, sidra, etc. etc. etc�tera.
Los licores no son s�lo bebidas fermentadas. Han tenido, como indicamos, un proceso adicional: la destilaci�n. Con ello aumenta el contenido de alcohol de la bebida.
Es sabido que los l�quidos tienden a evaporarse. Si existe humedad en el ambiente la tendencia del agua a evaporarse se ve compensada por la del vapor a condensarse y se alcanza equilibrio. Esto, en t�rminos m�s precisos, se dice: la presi�n de vapor del l�quido es igual a la presi�n parcial del agua en el gas. El alcohol, como sabe cualquier bebedor; comparte esta tendencia a desaparecer de los vasos. Y tiene una tendencia a desaparecer mayor que el agua. As� el vapor en equilibrio con una soluci�n alcohol-agua es m�s rico en alcohol. Si este vapor se transforma en l�quido se tendr�, obviamente, mayor concentraci�n de alcohol que en el l�quido original. Y si el vapor de este nuevo l�quido se condensa... �ya imaginar� el antojadizo lector el resultado! �Se obtendr�a alcohol puro!... Mas no; la naturaleza dispuso las cosas de otra manera. La destilaci�n,21 que tal es el nombre para este procedimiento, tiene en este caso un l�mite. Hay un momento en que el vapor tiene la misma composici�n que el l�quido del cual procede. Es obvio que aqu� se detiene la separaci�n del el�xir y el agua (al menos en lo que a destilaci�n se refiere). Esto ocurre cuando el alcohol es de 96°G.L., que es la pureza usual del alcohol medicinal. �ste, como es sabido, no es potable (a no ser que haya una gran persistencia) debido a los desnaturalizantes a�adidos por razones tributarias. A fin de mantener bajo el precio al p�blico del alcohol medicinal y evitar que �ste lo ingiera se agregan sustancias em�ticas, malolientes y repugnantes. En las bebidas espirituosas el alcohol no tiene desnaturalizantes (aunque al d�a siguiente uno lo dude) pero tiene una buena carga de impuestos fiscales, v�ase "�La cerveza!" en el cap�tulo I.
Los alquimistas, aunque contribuyeron poco al desarrollo de la qu�mica como ciencia, fueron muy creativos en cuanto a m�todos de purificaci�n y extracci�n. Los alambiques,22 figura IV.2, el ba�o Mar�a, la piedra de toque,23 son recursos desarrollados por estos tatarabuelos de la qu�mica contempor�nea.
Figura IV. 2. Diversos tipos de alambiques.
La destilaci�n tuvo una importancia capital, no s�lo por los ben�ficos efectos de sus productos, sino porque liberaba la "esencia" de las sustancias. En efecto, el destilado del vino ten�a "quintaesenciadas"24 sus caracter�sticas vivificantes, de aqu� que se le llamara en algunas partes aqua vitae, esto es, "agua de la vida".25 Ahora bien, la diferencia entre las presiones de vapor de los l�quidos alcohol-agua es la base de la producci�n de licores, brandy, tequila, mezcal, etc., esto es, de la destilaci�n. Puesto que el vapor es m�s rico en alcohol cuanto m�s rico lo sea el l�quido, los artesanos llegaron a un descubrimiento extraordinario. Si se regresa un poco del condensado al l�quido que destila �el nuevo vapor es a�n m�s rico en alcohol!
El fil�ntropo Jos� Luis Gay-Lussac, a inicios del siglo pasado, encontr� una manera de garantizar la calidad del bebestible que nos ocupa. Son los conocidos grados G. L. que ostentan las botellas de bebidas espirituosas. Estos hacen referencia al porcentaje en volumen de alcohol. Los brandies tienen cerca de 50°G. L. lo que significa que 10 cm3 de "Fundador" contienen 5 de alcohol. El "Madeira" llega a los 80°G. L. La cerveza, bebida de moderaci�n, est� entre 4 y 12°G. L. En Gran Breta�a y Estados Unidos el contenido alcoh�lico no se denota en grados G. L. sino en grados proof. En este pa�s se definen de la siguiente manera:
Se entender� por esp�ritu proof el licor alcoh�lico que contiene la mitad de su volumen de alcohol cuyo peso espec�fico es 0.7939 a 60° Fahrenheit.
Tan clara como cualquier definici�n oficial la anterior se traduce a: "los grados proof son el doble de los grados G.L." En otras palabras, 100 cm3 de brandy de l00° proof tienen 50° G.L. y 50 cm3 de alcohol puro.
En Inglaterra los grados proof tienen, como todo, otra definici�n:
Un esp�ritu proof tiene una fuerza (concentraci�n de alcohol) tal que, a 51° F (11°C) su peso es 12/ l3 de un volumen igual de agua.
Puesto que la graduaci�n Gay-Lussac y la proof norteamericana se basan en vol�menes en tanto que la inglesa en pesos, no hay una correspondencia simple entre las dos primeras y la brit�nica. La tabla IV. 1 muestra las equivalencias.
Tabla IV.1. Graduaciones alcoh�licas m�s comunes.
°G.L. proof E.U.A. proof G.B.
0 0 100.00 u.p. 10 20 83.50 u.p. 20 40 16.27 u.p. 30 60 48.00 u.p. 40 80 30.60 u.p. 50 100 12.9 u.p. 60 120 4.80 o.p. 70 140 22.30 o.p. 80 160 39.90 o.p. 90 180 57.30 o.p. 100 200 76.00 o.p. u.p. underproof o.p. overproof
La destilaci�n comercial del brandy comenz� en el siglo
XVI.
Seg�n cuentan, un marino holand�s intent� concentrar el vino por destilaci�n a fin de facilitar su transporte. La intenci�n era diluir posteriormente el destilado, pero la gran aceptaci�n que tuvo el nuevo producto lo hizo innecesario.La tabla IV.2 muestra algunos brandies t�picos, su origen y regi�n. El ingenio humano ha mostrado al respecto una creatividad que hace sumamente limitada y fragmentaria esta tabla.
EL HUMO DE LOS CIGARROS Y EL COLOR DEL CIELO
Una de las formas de afinar una guitarra es aprovechar el fen�meno ac�stico de resonancia. Si dos cuerdas est�n afinadas al pulsar una nota en una cuerda la otra entrar� en vibraci�n. Los �tomos y las mol�culas se comportan en forma semejante a las cuerdas de la guitarra, reemiten las ondas de energ�a que est�n en resonancia con esas part�culas. Y ocurre tambi�n como con las cuerdas de la guitarra: en tanto m�s corta la cuerda mayor la frecuencia y en tanto m�s peque�a la part�cula m�s alta la frecuencia de resonancia. As� las mol�culas de nitr�geno y ox�geno, principales componentes de la atm�sfera, reemiten en todas direcciones la luz de frecuencia alta. El color azul corresponde a las frecuencias altas y el rojo a las bajas, de aqu� que el cielo sea azul a mediod�a pero, al atardecer rojizo (la luz atraviesa una mayor distancia de la capa de polvo cercana a la superficie terrestre).
Tabla IV. 2. Algunos brandies y su origen.
Cognac Uva Francia Ouzo Anís Grecia Pisco Uva moscatel Perú Tequila Agave azul México, Japón Aguardiente Caña Latinoamérica Grappa Orujo de uva Italia, Francia Calvados Manzana, pera Francia Whisky Granos Inglaterra, Japón Ron Caña Latinoamérica Vodka Papa Rusia Ginebra Centeno, enebro Inglaterra
En las nubes las mol�culas de agua se hallan en grupos de muy diversos tama�os, cada uno con su propia frecuencia de resonancia y, por consiguiente, de reemisi�n de luz. El resultado global es una nube blanca.
El fumador observador habr� notado que el humo que sale del cigarrillo es azul, pero el que sale de sus pulmones es blanco; �ste consiste de part�culas recubiertas de humedad.