Dalla raccolta di ricette di chef Fabio Campoli, un antipasto originale e facile da preparare
Approfondimenti tra fisica e cucina
Nello spettro delle onde elettromagnetiche attraverso il quale sono classificate le radiazioni in base alla loro frequenza, si trovano le ormai più che note microonde, con frequenza compresa fra e Hz e lunghezza d’onda che varia dal decimetro al millimetro.
Queste radiazioni sono utilizzate nelle trasmissioni televisive, nei satelliti geostazionari e non solo: la loro attitudine ad essere riflesse dagli oggetti, specie quelli metallici, ne ha determinato l’impiego nei dispositivi radar , che hanno visto la loro prima utilizzazione.
In seguito, anche l’effetto termico di queste radiazioni ha trovato impiego e utilità, iniziando ad essere utilizzato per la cottura rapida dei cibi attraverso l’invenzione del forno a microonde.
Le microonde infatti sono in grado di operare in profondità, raggiungendo le parti interne del cibo da cuocere, mentre la cottura con i metodi tradizionali - basata sulla conduzione termica - comporta tempi più lunghi e un maggiore spreco di energia elettrica, oltre al rischio di bruciare o di essiccare eccessivamente i cibi. Ma qual è la differenza tra riscaldamento tradizionale e riscaldamento con le microonde? Nel primo caso, il calore fornito da una piastra elettrica o da una fiamma deve trasferirsi alle pareti del recipiente di reazione e poi al solvente contenente i reagenti, con notevole dispendio di energia e disomogeneità di temperature; nel secondo, invece, l’energia è direttamente trasferita a solvente e reagenti .Ma come avviene tutto ciò?
Le molecole dell’acqua contenuta nei cibi sono polari ; esse cioè hanno una parte con carica positiva e l’altra con caric
a negativa, quello che si chiamo dipolo. Un dipolo immerso in un campo elettrico tende ad allinearsi con il campo ; poiché il campo delle microonde oscilla invertendo la propria direzione 2.45 miliardi di volte al secondo , le molecole sono costrette a un movimento molto rapido. Nel loro moto queste molecole d’acqua urtano le altre vicine, trasmettendo loro parte della propria energia. Le molecole dei grassi e degli zuccheri sono molto meno polari di quelle dell’acqua e le microonde non possono metterle in forte agitazione facilmente.
Esse però si scaldano indirettamente, a seguito degli urti con le molecole d’acqua più calde.
Ma come è fatto il forno a microonde?
Il forno a microonde si compone sostanzialmente delle seguenti parti :
- un generatore di microonde detto magnetron
- una guida d’onda per microonde
- una cavità di cottura
Il magnetronè un tubo a vuoto alimentato ad alta potenza , che genera microonde di frequenza 2.45 GHz , corrispondenti ad una lunghezza d’onda di 12.24 cm , ed aventi una potenza di 700 W ( altri 400 W sono dispersi in calore) .
Esso consta di una camera a sezione circolare circondata da lobi in cui è stato fatto il vuoto. Al centro è posto un filo reso incandescente a potenziale negativo. Parallelamente all’asse della camera un grosso magnete permanente genera un campo magnetico . Gli elettroni emessi dal filamento per effetto termoionico sono attratti dalle pareti della camera a potenziale positivo . Il campo magnetico però causa la curvatura della loro traiettoria (per la forza di Lorentz). Piuttosto che seguire il percorso rettilineo ( in blu nella figura) ,gli elettroni seguono il percorso indicato in rosso e, giunti sul bordo delle cavità si riuniscono in fasci e ,vibrando, generano un campo elettromagnetico ad alta frequenza. Parte di questo campo è prelevato da un’antenna connessa alla guida d’onda , un tubo che convoglia le onde alla camera di cottura del forno.
La cavità di cottura è una gabbia di Faraday, cioè una cavità avvolta da una rete metallica. La gabbia di Faraday è un sistema costituito da un materiale elettricamente conduttore , cavo, in grado di isolare l’ambiente ad esso interno da un campo elettrostatico presente all’esterno di qualsiasi intensità. Il termine “gabbia” sta ad indicare il fatto che il conduttore può essere un foglio metallico ma anche una rete a barre poste ad una opportuna distanza. Nel forno a microonde la gabbia è una rete metallica che evita l’uscita dei campi elettromagnetici dal forno ; essa si trova sullo sportello del forno . Il campo elettromagnetico che raggiunge la superficie conduttrice della gabbia , induce una corrente elettrica che si oppone al campo stesso (per la legge di Faraday-Lenz) e questo impedisce appunto al campo di attraversare la schermatura sia verso l’interno che verso l’esterno.
Questa rete inoltre ha maglie di larghezza molto inferiore a 12 cm ( la lunghezza d’onda media delle microonde) e perciò riflette le onde all’interno impedendo loro di fuoriuscire dal forno.
La chiusura dello sportello ha inoltre un interruttore che spegne il magnetron quando il forno viene aperto. Nel forno a microonde le onde, prodotte dal magnetron e convogliate nella cavità del forno, vengono riflesse dalle pareti metalliche e interferiscono fra loro dando luogo al fenomeno delle onde stazionarie ; esistono perciò dei punti in cui l’intensità del campo è massima ed altri in cui è nulla. Questo fatto però comporterebbe una mancanza di omogeneità nella cottura dei cibi ma l’inconveniente è stato superato introducendo il piatto rotante.
Ecco allora in sintesi cosa accade nel forno a microonde: il magnetron produce un campo elettromagnetico variabile, cioè una radiazione a microonde. L’oscillazione del campo, che si ripete 2.450 milioni di volte al secondo (è questa la frequenza delle microonde) è in grado di provocare delle oscillazioni nelle molecole polarizzate. Tali vibrazioni si traducono in aumento dell’agitazione termica a causa dell’interazione fra i dipoli molecolari e le microonde con conseguente aumento della temperatura del cibo. Sono essenzialmente le molecole d’acqua, per la loro natura polare, che vibrano avanti e indietro alla frequenza delle microonde e che, essendo circondate da altre molecole d’acqua e di cibo ,trasferiscono il loro movimento tutt’attorno.
Nel forno a microonde la temperatura del cibo non supera mai il punto di ebollizione dell’acqua al contrario di quanto succede con la cottura sui fornelli a gas o elettrici ,in cui la superficie del cibo può rosolare a temperature molto maggiori, tramite la denaturazione dell’ossimioglobina ,contenuta per esempio nella carne. Per questo si dice spesso c
he la carne cotta al microonde è spesso molliccia e insapore ,perché non ha i sapori e la consistenza superficiale che può darle la cottura in un forno a gas o elettrico. Siccome le microonde penetrano all’interno del cibo, se la porzione è abbastanza piccola possono scaldarla tutta contemporaneamente. Mangiare fette di pizza e dolcetti che contengono gelatina (o marmellata) appena scaldati nel microonde può essere pericoloso . Infatti la salsa e la gelatina si scaldano con una velocità molto maggiore della crosta, perché contengono molta più acqua ; quindi togliendo il cibo dal microonde la crosta può sembrare non molto calda ,ma la salsa o la gelatina possono essere tanto calde da ustionare l’interno della bocca.
Note biblografiche e sitografia
Hervè This “ Pentole & provette” Gambero Rosso Ed.2004
Cooking with LightHow Do Microwaves Heat Food? Katharine M. J. Osborne, online on Mar 18, 2007
Scritto da Elena Stante
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