Τι συμβαίνει σε μια κούπα καφέ; Η Αμερικανική Χημική εταιρεία μας δίνει την απάντηση μέσα από τη χημεία.
Μπορεί να φαίνεται βαρετό, αλλά όσο παρατηρεί κανείς μία κούπα καφέ, τόσο πιο όμορφο και περίπλοκο γίνεται. Ας δούμε, λοιπόν τη χημεία πίσω από το δημοφιλέστερο πρωινό τελετουργικό.
Πρώτα απ’ όλα υπάρχουν τρισεκατομμύρια μόρια στον αέρα γύρω από μια κούπα καφέ. Και οι ζεστοί ατμοί που βγαίνουν από τον καφέ έχουν ένα σωρό μόρια που δίνουν στον καφέ αυτό το υπέροχο άρωμα. Η πυραζίνη έχει γήινο άρωμα, η μεθυλοπροπανόλη είναι φρουτώδης και πικάντικη, η βανιλίνη μυρίζει βανίλια, η μεθιονάλη μυρίζει σαν ψητή πατάτα, η μεθανοθειόλη δίνει το άρωμα του λάχανου και του σκόρδου χάρη στην περιεκτικότητά της σε θείο, το οποίο επίσης εμφανίζεται σε μυρωδιές σάπιων αυγών. Τα περισσότερα από αυτά τα μόρια δημιουργούνται με το καβούρδισμα του καφέ. Η θερμότητα του καβουρδίσματος παρέχει την ενέργεια για τη μετατροπή του πικρού χλωρογενικού οξέος του καφέ σε όλες τις παραπάνω ενώσεις, για να φτιάξει ένα μυρωδάτο και γευστικό ρόφημα.
Πολλές χημικές ενώσεις απαιτούν ενέργεια για να γίνουν, ακόμα και αυτές που απελευθερώνουν ενέργεια, όπως η καύση. Άλλωστε, όλες οι δραστηριότητες απαιτούν ενέργεια και, όπως το περπάτημα, η οδήγηση, έτσι και μια κούπα καφέ. Αυτό μας οδηγεί στην καφεΐνη και στο γιατί πίνουμε καφέ.
Η ιστορία της καφεΐνης είναι, επίσης, μια ιστορία εξέλιξης. Τα φυτά δεν εξέλιξαν την καφεΐνη για να μας βοηθήσουν να ξυπνήσουμε το πρωί ή να λειτουργήσουμε καλύτερα. Όπως πολλά άλλα μόρια, τα φυτά φτιάχνουν την καφεΐνη, η οποία είναι πολύ πικρή, ως ένα χημικό όπλο για να αχρηστεύουν ή να σκοτώσουν τα έντομα που τα απειλούν. Τα φυτά εσπεριδοειδών χρησιμοποιούν την καφεΐνη με άλλο τρόπο. Χάρη στην ιδιότητα της καφεΐνης να ενισχύει τη μνήμη και να είναι ελαφρώς εθιστική, βοηθά τις μέλισσες και τους επικονιαστές να θυμούνται ποια δέντρα έχουν επισκεφθεί. Αυτό δίνει σε αυτά τα φυτά ένα πλεονέκτημα να εξαπλώσουν το γενετικό τους υλικό, κάτι που από άποψης εξέλιξης, αποτελεί και το σκοπό της ζωής. Οπότε η καφεΐνη δεν δίνει απλά αυτή την ευχάριστη πρωινή ώθηση, αλλά χάρη σε αυτήν μπορούμε να απολαμβάνουμε και χυμό πορτοκάλι. Όσον αφορά στον ανθρώπινο εγκέφαλο, η καφεΐνη μπλοκάρει τους υποδοχείς που στέλνουν στον εγκέφαλο το σήμα ότι είναι ώρα για ύπνο και αυτό μας κρατά ξύπνιους όταν αισθανόμαστε την ανάγκη να κοιμηθούμε.
Στο κομμάτι πάλι της ενέργειας, το γάλα που ανακατεύεται με τον καφέ εκτελεί τη διαδικασία της διάχυσης, δηλαδή η διαδικασία της μετακίνησης των σωματιδίων από μια περιοχή που υπάρχουν πολλά σε μια περιοχή που δεν υπάρχουν. Η διάχυση είναι ο τρόπος που η αναπνοή μας, μας κρατά ζωντανούς, το οξυγόνο διαχέεται από τον αέρα στο αίμα και στα πνευμόνια μας και από τα τριχοειδή μας στα κύτταρα μέσα στο σώμα. Ο τρόπος που κινείται το γάλα στον καφέ οφείλεται σε δύο πράγματα. Το πρώτο αφορά την πτώση εξαιτίας της βαρύτητας από τη συσκευασία του μέσα στην κούπα, αλλά έπειτα η κίνηση του μέσα στον καφέ οφείλεται στην κολλώδη φύση των μορίων του καφέ και του γάλακτος που αλληλοεπιδρούν. Αυτό και οι τοίχοι του καφέ είναι αυτό που προκαλεί αυτές τις στροβιλιζόμενες δίνες. H μεταγωγή διαδραματίζει εξίσου ρόλο εκεί. Το πιο κρύο και πυκνό γάλα βυθίζεται στον πάτο του ζεστού και λιγότερο πυκνού καφέ, το οποίο θυμίζει την κίνηση της λάβας και των λιθοσφαιρικών πλακών κάτω από τη γη που κρατούν τον πλανήτη μας γεωλογικά ενεργό. Αλλά, ακόμα και αν δεν υπήρχαν αυτά τα φαινόμενα, το γάλα και ο καφές θα αναμιγνύονταν έτσι κι αλλιώς. Τα σωματίδια του γάλακτος και οι λίγοι αδιάλυτοι κόκκοι καφέ «χορεύουν» χάρη στην κίνηση Brown: την τυχαία κίνηση των σωματιδίων καθώς συγκρούονται και αποκολλώνται το ένα από το άλλο. Αυτός ο «χορός» βοήθησε τον Eintsein να αποδείξει την ύπαρξη των ατόμων.
Αυτή η τυχαία διαδικασία ανάμειξης ακολουθεί τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής: ότι η εντροπία και η διαταραχή αυξάνονται με την πάροδο του χρόνου. Το γάλα και ο καφές γίνονται ένα που είναι λιγότερο διατεταγμένο, επειδή φτιάχνεται από την ανάμειξη 2 διαφορετικών πραγμάτων. Αυτή η αύξηση της αναταραχής είναι πιο εμφανής με τη ζάχαρη, η οποία από κρυσταλλική και σταθερή κατάσταση, όπου κάθε μόριο είναι «κλειδωμένο» σε μια διαλυμένη μορφή με διασπαρμένα μόρια ζάχαρης. Όπως, άλλωστε συμβαίνει και στο υπόλοιπο σύμπαν. Ο πάγος λιώνει, οι πέτρες θρυμματίζονται σε σκόνη, όλα είναι μέρος μιας τεράστιας διαταραχής της τάξης των πραγμάτων. Όπως, ακριβώς ο καφές. Η χημεία είναι παντού και, αν το παρατηρήσετε, ο τρόπος με τον οποίο βλέπετε τον κόσμο, θα αλλάξει ριζικά.
