📄 agriculture

Induced magnetic field of liquid foods under electrical excitation

تُظهر هذه الدراسة أن الاستجابات المغناطيسية المستحثة في مختلف الأغذية السائلة تحت الإثارة الكهربائية تُبدي سلوكيات متميزة تعتمد على المصفوفة عبر ترددات ودرجات حرارة مختلفة، مما يقدم طريقة تكميلية واعدة لتوصيف نقل الشحنة ومراقبة أنظمة معالجة الأغذية بمساعدة الكهرباء.

المؤلفون الأصليون: Na Yang, Ying Gao, Yamei Jin, Yuyi Zhou

نُشر 2026-10-07

📖 3 دقيقة قراءة☕ قراءة في استراحة قهوة

CC BY 4.0

المؤلفون الأصليون: Na Yang, Ying Gao, Yamei Jin, Yuyi Zhou

البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل

عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر سائل ما، فإنه لا يكتفي فقط بتسخينه أو تحريك الأيونات؛ بل يُنشئ مجالاً مغناطيسياً غير مرئي يلتف حول مسار التيار. هذه قاعدة أساسية في الفيزياء تنطبق على كل شيء، بدءاً من الأسلاك في جدران منازلنا وصولاً إلى الدم الذي يتدفق في عروقنا. وفي عالم علوم الأغذية، استخدم الباحثون منذ فترة طويلة القياسات الكهربائية لفهم كيفية سلوك السوائل مثل الحليب أو العصير أثناء عمليات التصنيع، مثل عندما يتم تسخينها أو تعقيمها باستخدام الكهرباء. ومع ذلك، فإن هذه القياسات التقليدية غالباً ما تنظر فقط إلى مدى سهولة مرور الكهرباء عبر الغذاء، معتبرةً السائل مادة بسيطة ومتجانسة. وهذا النهج يغفل الواقع المعقد للغذاء، الذي غالباً ما يكون خليطاً من الماء، والسكريات، والبروتينات، وهياكل دقيقة يمكنها حبس أو توجيه الأيونات بطرق محددة. إن فهم كيفية تفاعل هذه الهياكل الغذائية المختلفة مع الكهرباء أمر بالغ الأهمية لتحسين سلامة وجودة الأغذية، ومع ذلك، ظلت الصورة الكاملة لكيفية انتقال الكهرباء عبر هذه المخاليط المعقدة غير واضحة تماماً.

لقد وضع فريق من الباحثين في جامعة جيانغنان في الصين وشركة "بيوماج إنوفيشنز" (Biomag Innovations LLC) هدفهم للنظر إلى هذه المشكلة من زاوية جديدة. فبدلاً من مجرد قياس مدى جودة مرور الكهرباء عبر مختلف الأغذية السائلة، قاموا بقياس المجال المغناطيسي الذي أحدثته الكهرباء أثناء حركتها من خلالها. وقد اختبروا اثني عشر نوعاً مختلفاً من الأغذية السائلة، تتراوح بين الحليب كامل الدسم، ومنخفض الدسم، وخالي الدسم، إلى عصائر التفاح والعنب والبرتقال. كما شملوا محاليل مصنوعة من ألجينات الصوديوم والجيلاتين، وهي مضافات غذائية شائعة تُستخدم لإنشاء قوام هلامي سميك. وضع العلماء هذه السوائل في أنبوب ضيق ومرروا تياراً كهربائياً من خلالها مع قياس قوة المجال المغناطيسي الناتج في الوقت ذاته بدقة. كما قاموا بتغيير ظروف التجربة، عبر تعديل قوة الدفع الكهربائي، ودرجة حرارة السائل، وسرعة تبدل الإشارة الكهربائية ذهاباً وإياباً، لمعرفة كيف يتغير الاستجابة المغناطيسية تحت كل سيناريو.

وكشفت النتائج أن السلوك المغناطيسي لهذه الأغذية يعتمد بشكل كبير على مكونات الغذاء وكيفية تنظيم هيكله الداخلي. فعندما رفع الباحثون درجة الحرارة من 30 إلى 80 درجة مئوية، نمت الاستجابة المغناطيسية في كل عينة، وهو أمر منطقي لأن الحرارة تساعد الأيونات عموماً على الحركة بحرية أكبر. ومع ذلك، حدث الاكتشاف الأكثر إثارة للدهشة عندما غيروا تردد الإشارة الكهربائية. فبالنسبة للحليب وعصائر الفاكهة، وهي سوائل سهلة التدفق نسبياً، زادت الاستجابة المغناطيسية مع ارتفاع تردد الكهرباء. أما بالنسبة لمحاليل الجيلاتين والألجينات، التي تحتوي على شبكة من السلاسل البوليمرية الطويلة التي تخلق بيئة هيكلية تشبه الهلام، فقد انخفضت الاستجابة المغناطاسية فعلياً مع زيادة التردد. وتوحي هذه الاستجابة المتعاكسة بأن الهيكل الداخلي لهذه الهلامات يغير طريقة حركة الكهرباء من خلالها بطريقة لا تستطيع القياسات البسيطة للموصلية الكهربائية رصدها.

كما وجد الباحثون أن معرفة مدى موصلية الغذاء لا تروي القصة كاملة. إذ يمكن لغذاءين مختلفين أن يمتلكا موصلية كهربائية متشابهة ولكن ينتجان استجابات مغناطيسية مختلفة تماماً، مما يشير إلى أن الطريقة التي يُبنى بها الغذاء تماثل في أهميتها كمية الأيونات التي يحتوي عليها. ومن خلال الجمع بين قياسات الموصلية، والاستجابة المغناطيسية، وكيفية تفاعل الغذاء مع تغيرات الجهد ودرجة الحرارة، تمكن الفريق من التمييز بوضوح بين الأنواع المختلفة من المصفوفات الغذائية. ويشير هذا إلى أن قياس المجال المغناطيسي المستحث يوفر نافذة فريدة على العالم الخفي لنقل الشحنات داخل الأغذية المعقدة. وبينما لا تثبت الدراسة بعد كيف سيغير هذا الأسلوب التصنيع الغذائي الصناعي، إلا أنها تقدم أداة واعدة للعلماء لفهم ومراقبة كيفية تفاعل الكهرباء مع السوائل المعقدة والهيكلية التي تشكل إمداداتنا الغذائية.

أبحاث مشابهة