Los cubos de zanahoria cuidadosamente picados son un refrigerio muy apreciado en todas partes, un elemento habitual en los almuerzos escolares, los picnics y los platos de fiesta. Ahora, investigadores de la Universidad de Bath han descubierto los secretos científicos de este popular tubérculo y han cuantificado el proceso que hace que se enrolle si se deja sin comer durante demasiado tiempo.
El estudiante de ingeniería mecánica Nguyen Vo-Bui llevó a cabo la investigación en las condiciones limitadas del confinamiento por la COVID-19 de 2021 como parte de su último año de estudios.
Sin laboratorio, el objetivo de Nguyen es identificar los factores geométricos y ambientales que tienen el mayor impacto en la vida útil de las zanahorias. Caracterizó, modeló analíticamente y envejeció más de 100 zanahorias Lancashire Nantes cortadas longitudinalmente en su cocina utilizando modelos de elementos finitos (FE) comúnmente utilizados en ingeniería estructural.
En el transcurso de una semana, la curvatura de las dos mitades de zanahoria aumentó, y el radio de curvatura promedio por zanahoria cayó de 1,61 metros a 1,1 metros. La dureza también se redujo en un factor de 1,32 y el peso promedio se redujo en un 22%, lo que se asoció con el secado de las zanahorias.
El equipo de investigación concluyó que el estrés residual y la deshidratación son dos factores clave que contribuyen al comportamiento de rizado. La capa exterior almidonada (corteza) de las zanahorias es más dura que las venas centrales blandas (también llamadas haces vasculares). Cuando se cortan a lo largo, las mitades de zanahoria se curvarán y se desequilibrarán debido a las diferencias de tensión. La deshidratación provoca una mayor pérdida de rigidez, agravando aún más el efecto frizz.
A partir de esto, sus recomendaciones a los productores incluyen procesar las zanahorias en un ambiente húmedo, cerrado y con humedad controlada a baja temperatura para proteger sus características naturales y extender su vida comestible.
El estudio proporciona una forma de predecir la deformación de los tubérculos cortados, y añade que es probable que el procedimiento sea aplicable a otras estructuras vegetales. Esta investigación proporciona a los fabricantes de alimentos una nueva herramienta matemática que se puede aplicar al diseño de procesos de envasado y manipulación de alimentos, reduciendo potencialmente el desperdicio de alimentos.
El impacto de los residuos de zanahorias
Las zanahorias son uno de los cultivos más valiosos del mundo y son conocidas por su alta eficiencia de producción, pero a pesar de ello, las pérdidas también son elevadas. Alrededor del 25-30% de estos residuos se producen antes del procesamiento y envasado debido a deformidades, daños mecánicos o infecciones. Las zanahorias recién cortadas y mínimamente procesadas son un ingrediente conveniente y listo para comer que reduce el desperdicio de alimentos al utilizar zanahorias que de otro modo podrían desecharse.
La Dra. Elise Page, profesora titular del Departamento de Ingeniería Mecánica de Bath, es una de las autoras y supervisó la investigación. "Representamos matemáticamente el rizado de las zanahorias cortadas a lo largo del tiempo y mostramos los factores que provocan el rizado", dijo. "Nuestra motivación era encontrar formas de hacer que el procesamiento de zanahorias fuera más sostenible y lo más duradero posible. Propusimos un método que los productores de alimentos podrían utilizar para cambiar los procesos de procesamiento, reducir el desperdicio de alimentos y mejorar la eficiencia del embalaje y el envío". Comprender el comportamiento de flexión en dichos sistemas nos ayuda a diseñar y construir productos más duraderos. Problemas como este a menudo se abordan desde una perspectiva biológica, pero estoy encantado de que Nguyen haya podido hacerlo utilizando principios puramente mecánicos: dice mucho de su ingenio y dedicación".
Nguyen añadió: "Se trata de una investigación interesante: aplicar principios mecánicos a las verduras es sorprendente y divertido".
Además de recoger los 30 kilogramos de zanahorias necesarios para el experimento en una maleta del mercado de agricultores, otro desafío fue cómo utilizar las zanahorias después del experimento. El pastel de zanahoria, el postre indio de zanahoria Gajar Ka Halwa, el pesto de zanahoria y muchos otros platos mantuvieron a Nguyen y sus compañeros de cuarto llenos durante días.
Fuente compilada: ScitechDaily