Induced magnetic field of liquid foods under electrical excitation
Este estudio demuestra que las respuestas magnéticas inducidas en diversos alimentos líquidos bajo excitación eléctrica exhiben comportamientos distintos y dependientes de la matriz a través de diferentes frecuencias y temperaturas, ofreciendo un método complementario prometedor para caracterizar el transporte de carga y monitorear sistemas de procesamiento de alimentos asistidos eléctricamente.
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Cuando la electricidad fluye a través de un líquido, hace algo más que simplemente calentarlo o mover iones; crea un campo magnético invisible que se envuelve alrededor de la trayectoria de la corriente. Esta es una regla fundamental de la física que se aplica a todo, desde el cableado en nuestras paredes hasta la sangre que fluye por nuestras venas. En el mundo de la ciencia de los alimentos, los investigadores han utilizado durante mucho tiempo mediciones eléctricas para comprender cómo se comportan líquidos como la leche o el jugo durante su procesamiento, como cuando se calientan o esterilizan mediante electricidad. Sin embargo, estas mediciones tradicionales a menudo solo observan con qué facilidad pasa la electricidad a través del alimento, tratando al líquido como una sustancia simple y uniforme. Este enfoque pasa por alto la compleja realidad de los alimentos, que suelen ser una mezcla de agua, azúcares, proteínas y diminutas estructuras que pueden atrapar o guiar los iones de formas específicas. Comprender exactamente cómo estas diferentes estructuras de los alimentos reaccionan a la electricidad es crucial para mejorar la seguridad y la calidad de los alimentos; sin embargo, la imagen completa de cómo la electricidad se mueve a través de estas mezclas complejas ha permanecido, en cierta medida, poco clara.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Jiangnan en China y de Biomag Innovations LLC se propuso abordar este problema desde un nuevo ángulo. En lugar de limitarse a medir qué tan bien pasa la electricidad a través de diversos alimentos líquidos, midieron el campo magnético que la electricidad creó mientras se movía a través de ellos. Probaron doce tipos diferentes de alimentos líquidos, que iban desde leche entera, baja en grasa y descremada, hasta jugos de manzana, uva y naranja. También incluyeron soluciones hechas de alginato de sodio y gelatina, que son aditivos alimentarios comunes utilizados para crear texturas espesas y similares a un gel. Los científicos colocaron estos líquidos en un tubo estrecho y pasaron una corriente eléctrica a través de ellos mientras medían cuidadosamente la fuerza del campo magnético generado al mismo tiempo. Cambiaron las condiciones del experimento, ajustando la fuerza del empuje eléctrico, la temperatura del líquido y la velocidad a la que la corriente eléctrica oscilaba de un lado a otro, para ver cómo cambiaba la respuesta magnética bajo cada escenario.
Los resultados revelaron que el comportamiento magnético de estos alimentos depende en gran medida de qué está hecho el alimento y de cómo está organizada su estructura interna. Cuando los investigadores aumentaron la temperatura de 30 a 80 grados Celsius, la respuesta magnética se fortaleció en cada una de las muestras, lo cual tiene sentido porque el calor generalmente ayuda a que los iones se muevan con mayor libertad. Sin embargo, el descubrimiento más sorprendente ocurrió cuando cambiaron la frecuencia de la señal eléctrica. Para la leche y los jugos de frutas, que son líquidos relativamente fluidos, la respuesta magnética aumentó a medida que la frecuencia de la electricidad subía. Pero para las soluciones de gelatina y alginato, que contienen una red de largas cadenas de polímeros que crean un entorno estructurado y similar a un gel, la respuesta magnética en realidad disminuyó a medida que la frecuencia aumentaba. Esta reacción opuesta sugiere que la estructura interna de estos geles cambia la forma en que la electricidad se mueve a través de ellos de una manera que las mediciones simples de conductividad eléctrica no pueden detectar.
Los investigadores también descubrieron que saber qué tan conductor es un alimento no cuenta la historia completa. Dos alimentos diferentes podrían tener una conductividad eléctrica similar pero producir respuestas magnéticas muy diferentes, lo que indica que la forma en que el alimento está estructurado importa tanto como la cantidad de iones que contiene. Al combinar mediciones de conductividad, respuesta magnética y cómo el alimento reaccionó a los cambios de voltaje y temperatura, el equipo pudo distinguir claramente entre los diferentes tipos de matrices alimentarias. Esto sugiere que la medición del campo magnético inducido proporciona una ventana única al mundo oculto del transporte de carga dentro de los alimentos complejos. Si bien este estudio aún no demuestra cómo este método cambiará el procesamiento industrial de alimentos, ofrece una nueva y prometedora herramienta para que los científicos comprendan mejor y monitoreen cómo la electricidad interactúa con los líquidos complejos y estructurados que componen nuestro suministro de alimentos.
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