Induced magnetic field of liquid foods under electrical excitation
Este estudo demonstra que as respostas magnéticas induzidas em vários alimentos líquidos sob excitação elétrica exibem comportamentos distintos e dependentes da matriz através de diferentes frequências e temperaturas, oferecendo um método complementar promissor para caracterizar o transporte de carga e monitorar sistemas de processamento de alimentos assistidos eletricamente.
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Quando a eletricidade flui através de um líquido, ela faz mais do que apenas aquecê-lo ou movimentar íons; ela cria um campo magnético invisível que envolve o caminho da corrente. Esta é uma regra fundamental da física que se aplica a tudo, desde a fiação em nossas paredes até o sangue fluindo em nossas veias. No mundo da ciência dos alimentos, pesquisadores há muito utilizam medições elétricas para entender como líquidos como leite ou suco se comportam durante o processamento, como quando são aquecidos ou esterilizados usando eletricidade. No entanto, essas medições tradicionais frequentemente olham apenas para a facilidade com que a eletricidade passa pelo alimento, tratando o líquido como uma substância simples e uniforme. Essa abordagem ignora a realidade complexa dos alimentos, que são frequentemente uma mistura de água, açúcares, proteínas e pequenas estruturas que podem aprisionar ou guiar íons de maneiras específicas. Compreender exatamente como essas diferentes estruturas alimentares reagem à eletricidade é crucial para melhorar a segurança e a qualidade dos alimentos, embora o quadro completo de como a eletricidade se move através dessas misturas complexas tenha permanecido um tanto obscuro.
Uma equipe de pesquisadores da Universidade Jiangnan, na China, e da Biomag Innovations LLC decidiu abordar este problema sob um novo ângulo. Em vez de apenas medir quão bem a eletricidade passa por vários alimentos líquidos, eles mediram o campo magnético que a eletricidade criou conforme ela se movia através deles. Eles testaram doze tipos diferentes de alimentos líquidos, variando de leite integral, sem gordura e desnatado a sucos de maçã, uva e laranja. Eles também incluíram soluções feitas de alginato de sódio e gelatina, que são aditivos alimentares comuns usados para criar texturas espessas, do tipo gel. Os cientistas colocaram esses líquidos em um tubo estreito e passaram uma corrente elétrica através deles enquanto mediam cuidadosamente a força do campo magnético gerado ao mesmo tempo. Eles alteraram as condições do experimento, ajustando a força do impulso elétrico, a temperatura do líquido e a velocidade com que a corrente elétrica alternava de ida e volta, para ver como a resposta magnética mudava sob cada cenário.
Os resultados revelaram que o comportamento magnético desses alimentos depende fortemente do que o alimento é feito e de como sua estrutura interna está organizada. Quando os pesquisadores aumentaram a temperatura de 30 para 80 graus Celsius, a resposta magnética cresceu em todas as amostras, o que faz sentido, pois o calor geralmente ajuda os íons a se moverem mais livremente. No entanto, a descoberta mais surpreendente aconteceu quando eles mudaram a frequência do sinal elétrico. Para o leite e os sucos de frutas, que são líquidos relativamente fluidos, a resposta magnética aumentou conforme a frequência da eletricidade subia. Mas para as soluções de gelatina e alginato, que contêm uma rede de longas cadeias poliméricas que criam um ambiente estruturado, do tipo gel, a resposta magnética na verdade diminuiu conforme a frequência aumentava. Essa reação oposta sugere que a estrutura interna desses géis altera a forma como a eletricidade se move através deles de uma maneira que medições simples de condutividade elétrica não conseguem detectar.
Os pesquisadores também descobriram que saber o quão condutor um alimento é não conta a história toda. Dois alimentos diferentes poderiam ter condutividade elétrica semelhante, mas produzir respostas magnéticas muito diferentes, indicando que a forma como o alimento é estruturado importa tanto quanto a quantidade de íons que ele contém. Ao combinar medições de condutividade, resposta magnética e como o alimento reagiu a mudanças de voltagem e temperatura, a equipe foi capaz de distinguir claramente entre os diferentes tipos de matrizes alimentares. Isso sugere que medir o campo magnético induzido fornece uma janela única para o mundo oculto do transporte de carga dentro de alimentos complexos. Embora o estudo ainda não prove como este método mudará o processamento industrial de alimentos, ele oferece uma nova ferramenta promissora para que cientistas possam entender e monitorar melhor como a eletricidade interage com os líquidos complexos e estruturados que compõem nosso suprimento de alimentos.
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