Сочетание микроволнового и традиционного обжаривания может ускорить приготовление картофеля фри и уменьшить поглощение масла. Однако технология пока исследована в лабораторных условиях: учёные не оценивали её влияние на здоровье людей и не показали, что такой продукт становится «полезным».
Специалисты Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (University of Illinois Urbana-Champaign) представили результаты двух взаимосвязанных работ. В первой они экспериментально сравнивали традиционное и микроволновое обжаривание картофеля, а во второй использовали математическую модель для описания переноса тепла, влаги и масла.
Экспериментальная статья опубликована в журнале Journal of Food Science, а работа по моделированию — в журнале Current Research in Food Science.
Как масло попадает внутрь картофеля
Во время обжаривания влага внутри картофельной полоски нагревается и превращается в пар. По мере выхода воды в структуре продукта освобождаются микроскопические поры.
Пока давление пара внутри картофеля остаётся положительным, оно препятствует проникновению масла. Но затем давление может стать отрицательным относительно окружающей среды. Возникает эффект всасывания: масло начинает перемещаться в освободившиеся поры.
По оценке исследователей, значительная часть процесса традиционного обжаривания проходит при отрицательном внутреннем давлении. Поглощение масла продолжается не только во время приготовления, но и на этапе охлаждения.
Руководитель исследования Паван Сингх Тахар (Pawan Singh Takhar), профессор пищевой инженерии, сравнил поры продукта с множеством тонких трубочек. Положительное давление выталкивает жидкость, тогда как отрицательное втягивает её внутрь.
Что изменяет микроволновая энергия
При традиционном обжаривании тепло поступает к продукту преимущественно с поверхности и постепенно распространяется внутрь.
Микроволны проникают в материал и взаимодействуют с содержащимися в нём полярными молекулами, прежде всего с водой. Это ускоряет нагрев и образование пара во внутренних слоях картофеля.
Дополнительный пар дольше поддерживает положительное давление в порах. В результате масло труднее проникает внутрь продукта.
Выражение «нагрев изнутри наружу», которое часто используют при описании микроволн, является упрощением. Распределение энергии зависит от частоты, размеров и состава продукта, а также конструкции оборудования. Тем не менее объёмное поглощение микроволновой энергии отличается от обычной передачи тепла от горячего масла к поверхности.
Картофель обжаривали при двух частотах
В эксперименте учёные использовали специальную микроволновую фритюрницу, разработанную совместно со специалистами Университета штата Вашингтон (Washington State University).
Установка работала на частотах 2,45 и 5,8 гигагерца. Первая близка к частоте, применяемой в бытовых микроволновых печах.
Картофель мыли, очищали и нарезали полосками. Затем его бланшировали — кратковременно обрабатывали горячей водой или паром, — солили и обжаривали в соевом масле при температуре 180 градусов Цельсия.
Во время и после приготовления исследователи измеряли:
- температуру и давление внутри продукта;
- содержание влаги и масла;
- изменение объёма;
- механические характеристики текстуры.
Эксперименты показали, что при микроволновом воздействии вода покидала картофель быстрее. Это сокращало время приготовления и уменьшало поглощение масла по сравнению с обычным обжариванием при сопоставимой конечной влажности.
Только микроволн оказалось недостаточно для хрустящей корочки
Снижение содержания масла было не единственной задачей. Для потребителя важны также цвет, вкус, хруст поверхности и мягкость внутренней части картофеля.
При использовании только микроволнового воздействия продукт оставался недостаточно хрустящим. Традиционный нагрев лучше обеспечивал подрумянивание и формирование плотной корочки.
Поэтому исследователи предлагают гибридную технологию. Обычное обжаривание должно отвечать за цвет и хруст, а микроволновая энергия — ускорять удаление влаги и уменьшать время, в течение которого масло может всасываться в поры.
Однако в опубликованных работах не проводилось полноценное потребительское исследование вкуса. Утверждать, что люди не заметят разницы между гибридным и традиционным картофелем фри, пока нельзя.
Математическая модель дополнила эксперимент
Во второй работе Яш Шах (Yash Shah) и Паван Сингх Тахар использовали физико-математическую модель, объединяющую несколько процессов.
Она описывала:
- распространение электромагнитного поля;
- перенос тепла;
- движение жидкой воды и пара;
- изменение давления;
- деформацию пористой структуры;
- проникновение масла.
Подобные модели позволяют рассчитывать параметры, которые сложно непрерывно измерять внутри небольшого фрагмента пищи. Исследователи сравнили результаты моделирования с экспериментальными данными для двух микроволновых частот и традиционного обжаривания.
Расчёты подтвердили общий механизм: более интенсивное образование пара смещало внутреннее давление в положительную сторону и ограничивало поступление масла.
При этом модель неизбежно упрощает реальный продукт. Свойства картофеля могут различаться в зависимости от сорта, содержания крахмала и воды, размера полосок, предварительной обработки и состояния масла.
Речь идёт о пищевой технологии, а не о клинической пользе
Исследование не включало людей и не оценивало массу тела, артериальное давление, уровень холестерина или риск сердечно-сосудистых заболеваний.
Снижение количества впитанного масла теоретически уменьшает энергетическую ценность продукта, если размер порции остаётся прежним. Но влияние на здоровье зависит от фактической величины снижения жира, состава масла, частоты употребления, размера порций и всего рациона.
Обжаривание также вызывает химические изменения масла и компонентов картофеля. Новая работа не была предназначена для комплексной оценки всех веществ, образующихся при высокотемпературной обработке.
Поэтому гибридную фритюрницу корректнее рассматривать как способ управления текстурой, влагой и содержанием масла, а не как доказанный метод профилактики ожирения или гипертонии.
Технологию предлагают адаптировать для промышленности
По мнению авторов, микроволновые генераторы можно встроить в непрерывные фритюрницы, которые используются на предприятиях пищевой промышленности и в заведениях общественного питания.
Такая модификация потенциально может сократить продолжительность приготовления и расход энергии, одновременно уменьшая поглощение масла. Но перед промышленным внедрением необходимо определить оптимальные режимы для разных продуктов и оценить равномерность нагрева, безопасность оборудования, стабильность качества и экономические затраты.
Потребуются также исследования, сравнивающие вкус и текстуру продуктов в слепых дегустациях, а также точные данные о содержании жира в готовых порциях.
Таким образом, микроволновое обжаривание показало технологический потенциал, но пока не превращает картофель фри в продукт для регулярного оздоровительного питания. Важнее остаются частота употребления жареной пищи, размер порции и общий состав рациона.
Ранее МКБ-11 рассказывал, что частое употребление картофеля фри было связано с более высоким риском сахарного диабета 2-го типа, хотя наблюдательные данные сами по себе не доказывают причинную связь.
Литература
Shah Y., Zhou X., Tang J., Takhar P. S. The Effect of Conventional and Microwave Frying on the Quality Characteristics of French Fries // Journal of Food Science. — 2025. — Vol. 90, no. 8. — Article e70441. — DOI: 10.1111/1750-3841.70441.
Shah Y., Takhar P. S. Predicting the quality changes during microwave frying of food biopolymers by solving the hybrid mixture theory-based unsaturated transport, and electromagnetics equations // Current Research in Food Science. — 2026. — Vol. 12. — Article 101264. — DOI: 10.1016/j.crfs.2025.101264.