Prăjirea cu microunde nu este o idee nouă, dar abia acum cercetătorii au măsurat exact de ce funcționează. O echipă de la University of Illinois Urbana-Champaign a urmărit ce se întâmplă în interiorul unui cartof în timpul prăjirii și a găsit momentul precis în care uleiul intră în produs.
Concluzia este simplă de rezumat și incomodă pentru industrie. Uleiul nu se lipește pe suprafață, ci este aspirat activ în interior. Iar acest lucru se petrece pe aproape toată durata prăjirii clasice.
Cercetarea este coordonată de Pawan Singh Takhar, profesor de inginerie alimentară în Departamentul de Știința Alimentelor și Nutriție Umană, parte a College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences din cadrul universității. Rezultatele au fost publicate în două lucrări separate, semnate împreună cu Yash Shah, doctorand în același departament.
Ce urmărește, de fapt, echipa din Illinois
Obiectivul declarat nu este să scoată cartofii prăjiți din meniu, ci să le reducă grăsimea fără să le strice gustul.
„Consumatorii vor alimente sănătoase, dar în momentul cumpărării poftele preiau adesea controlul. Conținutul ridicat de ulei adaugă gust, dar conține și multă energie și multe calorii. Echipa mea de cercetare studiază prăjirea cu scopul de a obține un conținut mai mic de grăsime, fără diferențe semnificative de gust și textură”, a declarat Takhar, citat de comunicatul universității.
Pentru prima lucrare, cercetătorii din Illinois au colaborat cu o echipă de la Washington State University, care construise o friteuză cu microunde specializată. Aparatul poate funcționa la 2,45 GHz, adică frecvența unui cuptor cu microunde casnic, dar și la 5,8 GHz.
Frecvența nu este un detaliu decorativ. Ea determină cât de adânc pătrunde energia în aliment și cât de repede reacționează moleculele de apă la câmpul electromagnetic. Ambele valori fac parte din benzile ISM, rezervate internațional pentru aplicații industriale, științifice și medicale.
Cum a fost măsurat interiorul unui cartof prăjit
Protocolul a fost deliberat apropiat de practica industrială. Cartofii au fost spălați, curățați de coajă și tăiați în bastonașe. Au urmat oparirea, sărarea și prăjirea în ulei de soia încălzit la 180 de grade Celsius.
Oparirea, adică expunerea scurtă la apă fierbinte sau abur, înmoaie țesutul și pregătește suprafața pentru prăjire. În industrie are și un al doilea rol: reduce precursorii de acrilamidă, compusul care se formează în alimentele amidonoase tratate termic la peste 120 de grade. Uniunea Europeană impune de altfel niveluri de referință pentru acrilamidă în produsele din cartofi prăjiți.
În timpul și după gătire, echipa a măsurat temperatura, presiunea internă, volumul, textura, umiditatea și conținutul de ulei. Aceste date au arătat pe unde iese apa și pe unde intră uleiul în spațiile rămase libere.
Analogia cu paiul de băut
Takhar explică mecanismul cu un exemplu la îndemână. „Dacă sufli în pai, se creează presiune pozitivă și orice lichid va fi împins afară. Dar dacă tragi din pai, lichidul urcă. Acum imaginați-vă că alimentele au o mulțime de paie minuscule. Când presiunea este pozitivă, uleiul rămâne afară. Dar dacă presiunea este negativă, uleiul începe să intre”, a spus cercetătorul.
Cifra care rezultă din măsurători este cea mai relevantă din întreg studiul. Până la 90% din durata prăjirii se desfășoară în regim de presiune negativă. Practic, cartoful trage ulei în el aproape tot timpul petrecut în friteuză.
De ce ajută prăjirea cu microunde
Într-o friteuză clasică, căldura intră dinspre suprafață spre interior. Microundele lucrează altfel: încălzesc apa din tot volumul produsului în același timp. Moleculele de apă absorb energia, se agită mai repede și generează vapori suplimentari.
Vaporii ridică presiunea internă și o mențin pozitivă mai mult timp. Cât presiunea rămâne pozitivă, uleiul este împins afară, nu tras înăuntru. „Presiunea mai mare din microunde ajută la reducerea penetrării uleiului”, spune Takhar.
Pe lângă testele de laborator, echipa a folosit modelare matematică pentru a explora procesul în detaliu. Simulările au permis comparații între variabile greu de măsurat direct în fiecare experiment. Au fost puse față în față prăjirea la 2,45 GHz, cea la 5,8 GHz și prăjirea convențională.
Rezultatul a fost consistent în experimente și în simulări. Prăjirea cu microunde a scos umiditatea mai repede, a scurtat timpul total de gătire și a redus cantitatea de ulei absorbită.
Problema texturii și soluția hibridă
Există însă un cost. Microundele singure nu produc crusta pe care o așteaptă consumatorul.
„Totuși, dacă folosești doar prăjirea cu microunde, obții un aliment moale. Pentru a obține o textură și un gust crocante, ai nevoie de încălzire convențională. De aceea propunem combinarea celor două abordări în aceeași unitate. Încălzirea convențională menține crocanța, în timp ce încălzirea cu microunde scade absorbția de ulei”, a explicat Takhar.
Sistemul propus ar rumeni suprafața prin prăjire clasică și ar accelera eliminarea apei prin microunde. Rezultatul teoretic: mai puțină grăsime, aceeași textură și un ciclu de producție mai scurt.
Partea practică este cea care contează pentru industrie. Friteuzele continue din fabricile mari ar putea fi modificate pentru a include generatoare de microunde. Componentele sunt disponibile pe scară largă și relativ ieftine, susțin cercetătorii, deci soluția ar putea fi viabilă economic la scară comercială.
Cum se raportează la friteuza cu aer cald
Comparația inevitabilă este cu friteuzele cu aer cald din bucătăriile de acasă. Acelea reduc uleiul mult mai agresiv, pentru că elimină aproape complet baia de ulei, dar schimbă și rezultatul: textura seamănă mai mult cu o coacere intensă decât cu o prăjire.
Abordarea din Illinois merge pe alt drum. Păstrează prăjirea reală, deci și reacțiile chimice care dau gustul specific, și încearcă doar să scurteze fereastra în care uleiul poate intra. Industria mai are și alte metode pentru același scop, precum prăjirea în vid, dar acelea cer echipamente complet diferite.
Unde au fost publicate rezultatele
Prima lucrare, „The Effect of Conventional and Microwave Frying on the Quality Characteristics of French Fries”, a apărut în Journal of Food Science. A doua, „Predicting the quality changes during microwave frying of food biopolymers by solving the hybrid mixture theory-based unsaturated transport, and electromagnetics equations”, a fost publicată în Current Research in Food Science.
Finanțarea a venit de la USDA National Institute of Food and Agriculture, prin granturile 2020-67017-31194, ILLU-698-308 și ILLU-698-926.
Am scris anterior despre primele rezultate ale acestei cercetări, iar noile date adaugă explicația fizică din spatele efectului. Dacă te interesează chimia din bucătărie, merită citit și materialul despre unt sau margarină la copt, precum și cel despre ce se schimbă în paste și orez după răcire.
Sursa: comunicatul publicat de University of Illinois College of ACES.
