In una pentola l’acqua bolle a circa 100 °C e, per quanto sia alto il calore fornito, il liquido mantiene pressoché quella temperatura: il calore aggiuntivo aumenta unicamente la creazione di vapor d’acqua. La pentola a pressione è dotata di un particolare coperchio a incastro, che assicura una chiusura ermetica del recipiente. Il vapore che si produce durante l’ebollizione dell’acqua si accumula quindi all’interno della pentola, aumentando di conseguenza la pressione. Questo sbalzo fa salire il punto di ebollizione dell’acqua, che diventa quindi molto più calda riducendo il tempo di cottura complessivo per il cibo.

La pentola a pressione comunemente utilizzata in casa deriva dal “digestore a vapore” brevettato nel 1679 in Gran Bretagna dal fisico francese Denis Papin. Nei modelli moderni si forma una pressione doppia rispetto a quella dell’aria: ciò fa sì che l’acqua bolla a 122 °C e non più a 100 °C. Come ben sa chi la utilizza quotidianamente, la pentola a pressione si differenzia dalle sue “colleghe” soprattutto per il particolare coperchio, dotato di una guarnizione di gomma per assicurare una chiusura ermetica e trattenere quindi il vapore. Un foro cui è applicato un piccolo peso serve a equilibrare la pressione, in modo che il vapore in eccesso possa essere rilasciato dalla caldaia. Nel caso, molto raro, in cui questo meccanismo si inceppi, una valvola di sicurezza garantisce il rilascio del vapore prima che la pentola a pressione possa diventare pericolosa.

La rapidità assicurata da questa particolare pentola permette una cottura omogenea dei cibi, che generalmente mantengono inalterate molte sostanze nutrienti in più rispetto alla cottura tradizionale. Il gusto, però, talvolta ne risente…

Partendo dai normali rivelatori per il fumo, una società giapponese ha realizzato un nuovo allarme antincendio in grado di riprodurre il forte odore del wasabi al posto del tradizionale avviso sonoro. In presenza di un incendio, il dispositivo emette isotiocianato di allile, mentre un LED di colore rosso inizia a lampeggiare per attirare ulteriormente l’attenzione. Il sistema odoroso si rivela molto utile per destare dal sonno gli individui con problemi di udito potenzialmente in pericolo a causa delle fiamme.

Il rivelatore di fumo è stato testato su un gruppo di volontari, affetti da sordità e non, nel corso della loro fase di sonno profondo. Entro due minuti e mezzo tutti i partecipanti si sono svegliati a causa dell’odore estremamente penetrante del wasabi. Una fase successiva di test ha consentito di calibrare meglio il dispositivo anticendio per ridurre i tempi del risveglio e i casi di irritazione temporanea degli occhi dovuti alla concentrazione di isotiocianato di allile.

L’insolito sistema di allarme è stato messo in commercio nel corso del 2009 dopo due anni di sviluppo, ma non ha incontrato molto successo sul mercato a causa del prezzo richiesto. L’unico modello disponibile costa ben 560 dollari, ma la società produttrice confida di realizzare presto una nuova versione in grado di far abbattere il prezzo fino a 225 dollari.

La salvezza di qualche vita umana potrebbe avere presto il sapore del wasabi…

Pubblicato sulla rivista scientifica International Journal of Food Microbiology, lo studio è stato condotto da un gruppo di ricercatori della Hollins University (Roanoke, Virginia – USA), che ha analizzato 90 differenti campioni di tre tipologie di bevande (bibite zuccherate, bibite dietetiche e acqua) provenienti da 20 erogatori self service e da 10 erogatori utilizzati direttamente dagli impiegati dei fast food. Il team di ricerca ha successivamente comparato i risultati ottenuti con gli standard minimi imposti dalle leggi statunitensi per l’acqua potabile. Una fase successiva del test è stata condotta attraverso altri 27 campioni di bevande provenienti da 9 erogatori di bibite utilizzati sia al mattino che nelle ore pomeridiane.

Attraverso le analisi, i ricercatori hanno potuto rilevare una presenza consistente di batteri, coliformi inclusi, nel 48% dei campioni presi in considerazione. Oltre l’11% delle bevande analizzate conteneva batteri fecali appartenenti alla specie Escherichia coli, ma sono stati riscontrati anche altri microrganismi appartenenti ai generi Klebsiella, Stafilococco, Candida e Serratia. Un’ampia gamma di agenti potenzialmente pericolosi per la salute umana e presenti con concentrazioni anche superiori ai 500 cfu/ml (Unità Formante Colonia batterica per ml).

Secondo i ricercatori della Hollins University, le bevande alla spina potrebbero essere alla base di numerose forme di disturbi gastrici. Stabilire con esattezza l’entità del problema sanitario non è però semplice: generalmente questi disturbi hanno un decorso relativamente rapido e non vengono segnalati dai clienti dei fast food, che ignorano l’esistenza di un legame tra il loro mal di stomaco e le bevande alla spina consumate.

Le evidenze portate alla luce dalla ricerca potrebbero ora aprire la strada a una nuova serie di indagini su un campione più ampio di bibite alla spina per stabilire l’effettiva portata del problema. Del resto, secondo le attuali leggi, la medesima concentrazione di microorganismi rende non potabile l’acqua.

Gusti e aromi dei cibi sono poi ricevuti e analizzati dai nostri sensi. La lingua può percepire e distinguere quattro sapori fondamentali, che sono acido, salato, amaro e dolce; mentre le cellule olfattive che rivestono le nostre cavità nasali sono molto più sensibili e in grado di identificare una varietà praticamente infinita di odori.
In linea prettamente teorica, gli scienziati possono scoprire le sostanze chimiche che producono il sapore di qualsiasi cibo vaporizzando o liquefacendo un campione, successivamente analizzato in particolari strumentazioni come gli spettrometri e i cromatografi. Successive analisi consentono ai ricercatori di identificare la struttura chimica di queste sostanze. Si tratta di uno studio molto accurato: la diversa posizione di un solo legame chimico può infatti produrre sapori e odori considerevolmente diversi.

Utilizzando i dati raccolti, si procede poi alla creazione di una sostanza sintetica che dovrebbe essere virtualmente identica all’aroma naturale da cui si è partiti. Nella pratica, però, replicare fedelmente un aroma naturale è praticamente impossibile, poiché i meccanismi che regolano la percezione del gusto e dell’olfatto, lingua e naso, sono troppo sofisticati per essere imitati fedelmente dalle macchine che interpretano e analizzano gli aromi. Questo handicap nella fase di analisi, al momento ancora insormontabile, fa sì che uno yogurt all’aroma di fragola non abbia in realtà l’effettivo sapore di uno yogurt con le fragole, ad esempio.

Il metodo fondamentale per ottenere composti aromatizzati consiste nel concentrare particolari estratti (per esempio, condensare per ebollizione linfa di acero per produrre sciroppo di acero e zucchero) oppure isolare dalle piante alcune sostanze chimiche che si trovano in natura, come il mentolo della menta. Gli aromi così ottenuti vengono definiti, sulle etichette dei prodotti, “naturali” poiché sono la semplice versione concentrata degli elementi chimici che conferiscono gusti e profumi.

Come abbiamo visto, invece, gli aromi sintetici vengono ottenuti imitando la struttura chimica di molecole esistenti in natura. Gli estratti di sintesi prodotti attraverso questo procedimento di “copiatura” conferiscono sapori molto simili a quelli originali, ma difficilmente riescono a ingannare completamente il nostro gusto e il nostro olfatto. Tra gli aromi più semplici da imitare ci sono quelli legati agli agrumi, che originano quasi tutti dall’acido citrico. Tra i più difficili da imitare, figurano invece tutti quegli aromi e sapori estremamente complessi e strutturati come quelli dei tartufi, del caffè, dei frutti di bosco e del vino.

Rendere potabile l’acqua in numerose aree dell’Africa, per esempio, è impresa sempre più improba: i costi aumentano e le infrastrutture approntate sono spesso distanti decine di chilometri dai villaggi più remoti. Sono così milioni gli africani che ogni anno muoiono per sete e per aver bevuto acque contaminate.

Partendo da questi presupposti e dalle desolanti statistiche dell’ONU sulle vittime della sete, Michael Pritchard ha elaborato un nuovo sistema di filtraggio portatile per le acque. Il dispositivo è grande quanto una comune bottiglia di plastica per l’acqua e sfrutta solamente le nanotecnologie per funzionare, dunque nessun reagente chimico difficile da reperire o particolarmente costoso.

La bottiglia, battezzata con l’eloquente nome Lifesaver, è dotata di una membrana sulla quale sono state ricavate diverse migliaia di minuscoli forellini simili ai pori della pelle. Queste fori hanno un diametro di circa 15 nanometri (15 milionesimi di millimetro) e sono dunque  in grado di precludere la strada ai virus e ai batteri, ma non alle molecole d’acqua.

È sufficiente immergere la bottiglia in una pozza d’acqua sporca e contaminata e attivare, successivamente, una semplice pompa che produce la pressione necessaria per far passare le molecole d’acqua nel fitto reticolo di pori della membrana. L’acqua viene così depurata istantaneamente senza l’utilizzo di sostanze chimiche, che generalmente richiedono anche molto tempo per compiere il loro dovere.

Ogni singolo Lifesaver è in grado di depurare la bellezza di 6.000 litri d’acqua non potabile. Un dispositivo di sicurezza blocca tutti i pori della membrana quando il filtro è ormai saturo, evitando così che la bottiglia possa essere ancora utilizzata. È poi sufficiente sostituire la membrana centrale per utilizzare per altre 6.000 volte il dispositivo.

Schema della propagazione delle onde in un forno a microonde (credit: Madehow)

Quando schiacciamo il tasto “start” di un forno a microonde attiviamo un potente campo magnetico, che oscilla nella stessa banda di frequenze utilizzata per trasmissioni TV e radar, generato da un “cannone” che produce le onde radio che consentiranno al cibo di cuocere.

Le microonde sparate dal forno influenzano lo stato di quiete delle molecole d’acqua presenti nei cibi facendole vibrare fino a 2.500 milioni di volte al secondo. Muovendosi così rapidamente, queste molecole si surriscaldano raggiungendo temperature molte elevate che permettono al cibo di cuocere. Rispetto a un forno tradizionale, tutta l’energia viene assorbita dal cibo, che cuoce quindi molto più rapidamente ed economicamente rispetto ai metodi tradizionali di cottura.

Poiché le microonde agiscono unicamente sulle molecole d’acqua, i recipienti che contengono le vivande non si scaldano poiché non assorbono energia dal campo magnetico creato nel forno. Naturalmente parte del calore dei cibi si diffonde ai contenitori, che risultano quindi ugualmente caldi a fine cottura. In un forno a microonde possono essere utilizzati contenitori di porcellana, vetro, carta o di una particolare plastica resistente alle alte temperature. È invece sconsigliabile l’uso di recipienti metallici e fogli di alluminio che, riflettendo le microonde, non permettono una cottura omogenea dei cibi e in alcuni casi possono anche danneggiare il “cannone magnetico” del forno.

Schema semplificato di un'onda (credit: Wikipedia)

Le onde radio comunemente utilizzate per la trasmissione di dati, o di voce e musica, hanno una lunghezza che può variare da qualche metro a migliaia di metri. Come suggerisce la parola stessa, le microonde sono invece molto corte e raggiungono una lunghezza media di 12cm. Un’onda elettromagnetica è una particolare vibrazione di campi elettrici e magnetici, che si muove costantemente (ovvero oscilla) da valori negativi a valori positivi. I forni a microonde utilizzano onde caratterizzate da un numero di 2.450 milioni di cicli al secondo (cioè oscillano 2.450 milioni di volte da un valore positivo a uno negativo al secondo). La loro frequenza è dunque di 2.450 megahertz (MHz).

Semplificando molto, possiamo dire che le molecole d’acqua su cui agiscono le onde hanno un estremo con carica positiva e uno con carica negativa. Oscillando tra un valore “più” e uno “meno”, le microonde interagiscono con le molecole d’acqua attraendole e respingendole milioni di volte al secondo. Così facendo le molecole si muovono vorticosamente in direzioni alterne, a una frequenza di 2.450 milioni di volte al secondo, surriscaldandosi per l’attrito e l’altissima velocità raggiunta.

Il cuore del forno a microonde è il “cannone magnetico” (o magnetron), un tubo a vuoto elettronico in grado di generare onde radio. Messo a punto nel 1940 da un gruppo di ricercatori britannici dell’Università di Birmingham, il magnetron fu applicato ai radar. Nel 1945 l’azienda americana Raytheon Company prese in considerazione la possibilità di utilizzare il “cannone magnetico” per uso domestico e brevettò il primo forno a microonde, il Radarange. Alto un metro e mezzo e pesante 340kg, consumava oltre 3.000 watt per funzionare, il triplo rispetto ai forni dei giorni nostri…

Esistono diversi tipi di granturco, ma solamente alcune qualità hanno chicchi sufficientemente robusti adatti alla preparazione del pop-corn. Al di sotto della buccia di ogni chicco si trova l’endosperma, una sostanza molto densa che nutre l’embrione del granello, una minuscola anima di colore bianco chiamato germe.

L’endosperma è costituito da proteine, amido, glucosio e acqua. I chicchi più “robusti”, e quindi migliori per la produzione del pop-corn, posseggono un’alta quantità di proteine e un basso contenuto di zuccheri e una percentuale d’acqua che oscilla tra l’11 e il 14%.

Quando il chicco di mais viene scaldato rapidamente, l’acqua presente nell’endosperma cuoce in parte le particelle di amido. Raggiunto il punto di ebollizione, l’acqua si trasforma in vapore aumentando rapidamente di volume. La rete fitta e solida costituita dalle proteine che racchiudono l’amido resiste alla crescente pressione, fino al raggiungimento del loro punto di rottura. A questo punto il chicco non è più in grado di resistere alla pressione creata dall’acqua e, repentinamente, esplode. L’improvvisa liberazione della pressione fa sì che l’intero endosperma si espanda, andando a costituire la parte bianca e spugnosa del pop-corn.

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Ma perché non tutti i chicchi di mais esplodono?
La risposta è semplice. Condizione minima e necessaria, perché la reazione che porta alla creazione del pop-corn avvenga, è la totale integrità della buccia del chicco di mais. Una minima scalfittura nella buccia lascerebbe defluire il vapore dall’interno del chicco, che non raggiungerebbe una pressione sufficiente per poter esplodere.

I primi tentativi di produrre caffè solubile risalgono alla fine del diciannovesimo secolo. Si trattava di prove molto empiriche e spesso fallimentari che, nella maggior parte dei casi, portavano alla produzione di una bevanda molto blanda e priva del caratteristico aroma dei chicchi bruniti.

Benché lo scienziato giapponese Satori Kato sia ritenuto il primo ad aver inventato il caffè solubile intorno al 1901, il prodotto venne commercializzato solamente intorno al 1910 e per mano di un altro valido inventore. Nel 1906 l’ingegnere George Washington fece una curiosa scoperta durante un lungo viaggio in Guatemala. L’omonimo del primo presidente statunitense si accorse che un deposito marrone rimasto su una caffettiera, lasciata troppo a lungo sul fuoco, aveva un sapore molto gradevole e simile al normale caffè. Washington attribuì il fenomeno all’altitudine e al conseguente basso punto di ebollizione dell’acqua che aveva consentito al liquido di evaporare senza decomporre parte degli aromi del caffè.

A tre anni dalla curiosa scoperta, l’ingegnere belga fondò la G. Washington Coffee Refining Company a New York, creando il primo vero “instant coffee” della storia. Il successo della bevanda istantanea non tardò ad arrivare e i tristi eventi bellici del primo conflitto mondiale contribuirono alla fama del caffè solubile, utilizzato al fronte dai soldati americani.

La produzione di caffè solubile implica la preparazione di un infuso su grande scala. Il caffè viene generalmente fornito al produttore già tostato, macinato e miscelato. Si procede quindi alla produzione della bevanda in enormi caldaie riempite con acqua e circa 900 kg di caffè macinato. Parte dell’acqua viene poi fatta evaporare per aumentare la concentrazione dell’infuso. A questo punto il liquido viene fatto passare attraverso un grande cilindro in cui viene convogliata dell’aria ad altissima temperatura che determina l’evaporazione dell’acqua rimanente. Si ottiene così una polvere molto fine che viene poi confezionata nei tradizionali sacchetti o barattoli.

Il tipo granuloso viene invece prodotto per liofilizzazione: il concentrato viene surgelato e rotto in granuli, che vengono poi riscaldati all’interno di una camera in cui è stato ricreato il vuoto. L’acqua contenuta nei granuli congelati può così evaporare anche a temperature molto basse, lasciando i granuli “secchi” e pronti per il confezionamento. Basteranno un po’ di acqua calda e qualche minuto di attesa per un caffè corroborante… e istantaneo.

La frutta disidratata è un'ottima fonte di energia

I cibi liofilizzati non mancano quasi mai dagli zaini degli escursionisti professionisti. Estremamente leggeri e nutrienti, questi cibi conservano il loro sapore inalterato per anni nelle confezioni sigillate e possono diventare un pasto sostanzioso e corroborante con la semplice aggiunta di acqua calda.

Il processo di liofilizzazione fu sperimentato per la prima volta in maniera scientifica negli anni Cinquanta, quando il governo americano finanziò un progetto per fornire confezioni di cibo poco pesanti ad astronauti, esploratori e forze armate.

Per attivare il meccanismo di disidratazione, i cibi vengono generalmente inseriti tra due lastre refrigeranti che ne abbassano sensibilmente la temperatura, mentre un estrattore crea il vuoto. Quando il cibo è completamente surgelato, e la pompa ha eliminato quasi tutta l’aria, il liquido refrigerante presente nelle piastre viene sostituito da un gas caldo. Così facendo, i cristalli di ghiaccio presenti nel cibo sublimano (passano cioè dallo stato solido a quello gassoso senza il passaggio intermedio allo stato liquido) eliminando tutta l’acqua.
Affinché caratteristiche organolettiche e gusto siano preservati, il processo di surgelamento deve essere il più rapido possibile, mentre quello di essiccazione estremamente lento: occorrono circa venti ore affinché il cibo perda tutta l’acqua e sia completamente disidratato. Terminato il processo di disidratazione, gli alimenti vengono poi conservati sottovuoto in appositi involucri a chiusura ermetica.

La resistenza e la solidità della confezione sono condizioni irrinunciabili per conservare correttamente i cibi disidratati: il minimo contatto con l’ossigeno e l’aria umida può causare l’irrancidimento del grasso o l’insorgenza di pericolose muffe. Sono più di 600 i cibi, a oggi, perfettamente liofilizzabili.

A differenza di quanto si è portati a immaginare, gli alimenti disidratati sono estremamente sicuri e – quasi sempre – privi di conservanti pericolosi per la nostra salute. Le quantità di nutrienti conservate sono comparabili con quelle dei cibi surgelati, ma consistenza e gusto possono risultare talvolta differenti da quelli dei cibi freschi.

Per assicurarsi che le patatine abbiano un sapore costante e tempi di cottura standard, le catene di fast-food sottopongono migliaia di tonnellate di patate allo stesso identico procedimento produttivo. Prima ancora di essere piantate, le società di ristorazione concordano l’acquisto dell’intera produzione di un’azienda agricola, imponendo una specifica varietà di patata, l’utilizzo di determinati fertilizzanti, l’impiego scrupoloso di determinate quantità di antiparassitari e precise politiche di coltivazione e crescita dei tuberi. Vengono preferibilmente utilizzate varietà di patata in grado di assicurare una cottura uniforme e omogenea, nonché una lunga durabilità, indispensabile per offrire un prodotto dal “gusto standard” uguale in qualsiasi angolo del globo.

Una vola raccolte, le patate vengono conservate in enormi silo in cui viene ricreato un adeguato microclima a umidità e temperatura fissa, intorno ai 9-10°C, in modo da rallentare al massimo i mutamenti organici che le farebbero deteriorare troppo rapidamente. Trasferite all’impianto di lavorazione, vengono effettuati scrupolosi test a campione per determinare peso e densità media delle patate. Alcune analisi calcolano la compattezza della polpa, per scongiurare il rischio di immettere nella catena produttiva patate eccessivamente farinose o ricche d’acqua.

Svolti i test di rito, le patate intraprendono il loro lungo viaggio sui nastri trasportatori dell’impianto di lavorazione. Enormi setacci e magneti separano le patate dalle impurità come terra, fango e residui metallici lasciati dalle macchine agricole nelle fasi di raccolta. Accuratamente lavate, le patate vengono sbucciate grazie all’ausilio di alcali (basi chimiche corrosive) e potenti getti di vapore che “soffiano via” le bucce. Si passa quindi alla fase di taglio che riduce ogni patata in bastoncini di sezione quadrata, della misura standard di 5-6mm di lato. Una sezione più piccola assicurerebbe una cottura più rapida, ma renderebbe le patatine eccessivamente croccanti e asciutte all’interno.

Decine di migliaia di bastoncini scorrono su un enorme nastro trasportatore che li fa immergere per pochi istanti in una vasca d’acqua bollente. Questa scottatura permette all’amido contenuto nelle patate di creare una pellicola esterna gelatinosa e resistente, fondamentale per evitare che durante la frittura le patatine assorbano troppo olio. Una volta sbollentati, i bastoncini vengono rapidamente surgelati a una temperatura di -20°C e conservati in sacchetti di polietilene, che vengono poi distribuiti ai ristoranti della catena di fast-food.

Seguendo una procedura standard e dettagliata, gli operatori dei singoli ristoranti cuociono per un preciso numero di minuti le patatine in enormi friggitrici, in cui l’olio viene riscaldato a temperature di poco inferiori al suo punto di fumo (temperature più alte lo farebbero bruciare). Terminata la cottura, le patatine vengono scolate, salate e conservate in vasche di acciaio sotto a particolari lampade a infrarossi per non farle raffreddare.

Lo stesso identico metodo di produzione in tutto il mondo e l’utilizzo delle medesime procedure di cottura, compresa la qualità dell’olio, assicurano patatine dallo stesso gusto, sapore e consistenza in ogni angolo del Pianeta. Il pranzo standard è servito.