In un recente studio, ricercatori cinesi hanno testato l’utilizzo di campi magnetici oscillanti per favorire il super-raffreddamento delle ciliegie, con l’obiettivo di migliorarne la conservazione senza incorrere nei tipici danni da congelamento.
Il super-raffreddamento consiste nel mantenere un alimento a temperature inferiori a 0 °C senza che avvenga la formazione di cristalli di ghiaccio. Questa tecnica, grazie a temperature di conservazione più basse, inibisce la crescita e la riproduzione batterica e rallenta il metabolismo intracellulare.
Pertanto, consente di estendere la shelf-life degli alimenti freschi, soprattutto quelli particolarmente delicati come le ciliegie, che tendono a disidratarsi, perdere di consistenza e degradarsi dal punto di vista nutrizionale.
Nello studio, i ricercatori hanno confrontato gli effetti di due intensità di campo magnetico oscillante a 50 Hz: un campo a bassa intensità (~0.6 mT) ed uno ad intensità più elevata (~6 mT), entrambi applicati per 24 ore su ciliegie mantenute a −4 °C.
Il gruppo di controllo non ha ricevuto alcun trattamento magnetico. I risultati mostrano che con il campo da 6 mT tutte le ciliegie hanno mantenuto lo stato di super-raffreddamento, evitando completamente la formazione di ghiaccio.
Figura 1. Schema dell'impostazione dell'esperimento: (a) Sistema complessivo; (b) Punto di prova della densità di energia magnetica e della coppia termica.
Mentre, con il campo da 0.6 mT, solo il 60% dei campioni ha evitato il congelamento, e nel gruppo di controllo tutte le ciliegie sono congelate. Questi dati dimostrano una correlazione positiva tra intensità del campo magnetico e la capacità di mantenere il super-raffreddamento.
Dal punto di vista teorico, l’effetto è spiegato sia a livello macroscopico che molecolare. A livello termodinamico, l’applicazione di un campo magnetico aumenta l’energia libera di Gibbs dell’acqua contenuta nei tessuti vegetali, rendendo più difficile la formazione spontanea di cristalli di ghiaccio.
A livello molecolare, il campo magnetico indebolisce i legami idrogeno interni ai cluster delle molecole d’acqua, riducendone la dimensione. Cluster più piccoli faticano a raggiungere il raggio critico necessario per la nucleazione del ghiaccio, rallentando o impedendo del tutto il processo di cristallizzazione.
Figura 2. Perdita di peso con e senza OMF (la perdita di peso a livello di 0,1 mT è stata conteggiata solo per i campioni che hanno prodotto l'effetto di superraffreddamento. I dati sono presentati come media ± deviazione standard dei campioni analizzati, con lettere minuscole che indicano differenze significative rispetto ai campioni freschi (p < 0,05).
Questo duplice effetto spiega perché il super-raffreddamento sia più stabile in presenza di un campo magnetico di intensità adeguata.
Anche dal punto di vista della qualità i risultati sono interessanti: le ciliegie mantenute in stato super-raffreddato con il campo magnetico hanno registrato una perdita di peso del 1,3%, rispetto al 4,85% del gruppo di controllo congelato, ovvero una riduzione del 73,2%.
Questo indica una minore disidratazione, probabilmente dovuta alla conservazione dell’integrità cellulare ed al rallentamento del metabolismo dovuto alle basse temperature.
Figura 3. Cambiamenti di colore dopo diversi trattamenti (il cambiamento di colore a livello di 0,1 mT è stato conteggiato solo per i campioni che hanno realizzato l'effetto di superraffreddamento).
La consistenza dei campioni super-raffreddati è risultata simile a quella dei frutti freschi, mentre nei campioni di controllo congelati si è osservata una significativa perdita di compattezza, effetto della formazione di ghiaccio, il quale rompe le membrane cellulari.
Per quanto riguarda il colore, non sono state osservate differenze significative tra i diversi gruppi, probabilmente perché la buccia ha protetto la polpa dall’ossidazione.
Lo studio dimostra che il super-raffreddamento assistito da campi magnetici oscillanti è una strategia efficace per prolungare la conservazione delle ciliegie, preservandone la qualità.
Inoltre, l’identificazione di un’intensità minima efficace (6 mT in questo caso) è fondamentale per rendere questa tecnica più sostenibile, in quanto consente di limitare i consumi energetici e rendere l’applicazione su scala industriale più accessibile.
Lo studio ha analizzato le ciliegie, ma l’approccio potrebbe essere esteso anche ad altri frutti con caratteristiche simili.
Fonte: Huang, M., Kong, F., Tian, C., Leng, D., Zou, H., & Tang, M. (2025). Effects of Oscillating Magnetic Fields of Different Level of Intensity Magnitudes on Supercooling of Cherries. Food Biophysics, 20(1), 1-11. https://doi.org/10.1007/s11483-024-09914-x
Fonte immagini: Huang et al., 2024; SL Fruit Service
Andrea Giovannini
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