Storia del microonde
In ambito tecnologico esiste una singolare classifica di scoperte importanti fatte per serendipità – della quale fanno parte, tra l’altro, anche la penicillina ed il sildenafil (comunemente “viagra”) – comprendente moltissime innovazioni che hanno cambiato profondamente alcuni aspetti della vita quotidiana. Tra queste il forno a microonde, pur non avendo radicalmente rivoluzionato il mondo della cucina, ha fornito una valida e più salutare alternativa ai classici metodi di cottura. La scoperta di tale strumento è da attribuirsi all’ingegnere americano Percey Spencer; questi, durante gli anni della Seconda Guerra Mondiale, era impiegato della Raytheon, un’importante azienda nel settore della Difesa americana.
Le forze politiche inglesi e statunitensi si erano appena incontrate per discutere dei radar da utilizzare durante il conflitto; Spencer fu incaricato di costruire dei magnetron – un tipo di valvola termoionica ad alta potenza destinata alla produzione di microonde non coerenti. Durante la sperimentazione di uno di questi magnetron, l’ingegnere si accorse che la tavoletta di cioccolato all’interno della sua tasca si era sciolta ed in quel momento ebbe un’intuizione: Spencer capì che il magnetron emetteva microonde – radiazioni elettromagnetiche dalla lunghezza d’onda compresa tra infrarossi ed onde radio – in grado di riscaldare i cibi in modo efficiente e funzionale.
La scoperta del processo di cottura a microonde fu subito brevettata e nel 1947 venne realizzato il primo forno a microonde, il quale venne battezzato Radarange ed era alto 1.8 m, con un peso di circa 340 Kg (ben lontano, per dimensioni e per costi, dalle versioni domestiche che tutti conosciamo oggi).
Principio di funzionamento ed effetti sulle matrici acquose o lipidiche
Il forno a microonde sfrutta una corrente elettrica ad alta tensione che viene inviata al dispositivo del forno – il magnetron – per produrre radiazioni a microonde nello spettro elettromagnetico. A livello pratico, tale strumento permette di cucinare i cibi utilizzando onde di energia simili alle onde radio ma più brevi. Il campo elettrico generato spinge molecole polari (ad es. l’acqua) a muoversi molto velocemente, dando luogo a specifiche vibrazioni.
Queste vibrazioni indotte formano energia termica e quindi calore. Il processo in questione, come si può dedurre, è molto più efficiente nei liquidi rispetto ai solidi perché in questi ultimi la struttura molecolare limita il movimento. Va sottolineato che il riscaldamento con questo metodo risulta meno efficiente sui grassi, poiché possiedono un momento dipolare minore rispetto all’acqua ed hanno una capacità termica inferiore, nonché una temperatura di vaporizzazione più elevata; queste caratteristiche comportano il raggiungimento di temperature estremamente elevate.
Si possono infatti raggiungere temperature ben al di sopra del punto di ebollizione dell’acqua e abbastanza alte da indurre alcune reazioni che producono sostanze derivate dalla reazione di Maillard – si tratta di composti che donano il tipico odore di crosta di pane appena sfornato ma che possono avere effetti negativi – proprio come accade con i metodi di cottura convenzionali (ad es. la griglia, la piastra o la frittura). Per contro, gli alimenti ad alto contenuto di acqua e con pochi grassi raramente superano la temperatura di ebollizione dell’acqua (ad esempio la verdura). In un alimento con contenuto di umidità relativamente omogeneo, le microonde sono assorbite in egual misura dagli strati interni e da quelli esterni; dunque il forno a microonde non cuoce sempre gli alimenti dall’interno verso l’esterno, ma la cottura dipende appunto dalla distribuzione dell’umidità.
Da una tale osservazione appare evidente che si debba prestare maggiore attenzione agli alimenti umidi esternamente, poiché non permettono una sufficiente propagazione del calore al centro del prodotto e potrebbero far sorgere problemi con la carica microbica. Un primo vantaggio, quindi, che possiamo attribuire a questo metodo di cottura è la capacità di ridurre i tempi di cottura per il cuore del prodotto rispetto, ad esempio, alla piastra o alla padella (se non coperta), considerando sempre l’omogeneità dell’umidità. In una matrice principalmente acquosa si registrano raramente temperature elevate quanto quelle raggiunte con metodi di cottura più convenzionali (piastra, forno, griglia).
Questo accade perché le molecole d’acqua permettono il raggiungimento del plateau di temperatura di ebollizione d’acqua. Sfogliando un libro di fisica di base si può assodare che l’energia fornita successivamente non servirà ad innalzare ulteriormente la temperatura ma in un primo momento servirà per far passare di stato il liquido.
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Abstract of the article in English
The safety of cooked microwave food has always aroused public interest. This article reviewed the basic principles of microwave cooking, the associated potential food hazards and the changes of nutrient given by microwaving which also include the variation of the antioxidant capacity.
