Impatto del trattamento preliminare a microonde sulla cinetica di essiccazione, il trasferimento di massa e le caratteristiche termodinamiche dei datteri Barhi durante il processo di essiccazione

Perché questi piccoli frutti contano

I datteri Barhi sono frutti piccoli e dorati apprezzati in Medio Oriente e oltre per la loro dolcezza, la consistenza morbida e il profilo nutrizionale ricco. Tuttavia, allo stadio iniziale, croccante, detto Khalal, marciscono rapidamente perché sono ricchi di acqua e zuccheri che favoriscono la crescita microbica. Questo studio pone una domanda pratica con grandi implicazioni per agricoltori e aziende alimentari: una breve esposizione all’energia a microonde prima dell’essiccazione può rendere i datteri Barhi più rapidi da essiccare, più uniformi e con un consumo energetico ridotto?

Dalla frutta fresca allo snack a lunga conservazione

Per indagare la questione, i ricercatori hanno lavorato con sottili fette di dattero Barhi. Alcune fette sono state essiccate in aria calda come di consueto, mentre altre hanno ricevuto prima un breve trattamento a microonde e sono poi state essiccate nelle stesse condizioni di aria calda. Hanno testato tre temperature di essiccazione e tre velocità dell’aria, monitorando con cura quanta acqua lasciava il frutto nel tempo e con quale rapidità. Confrontando i due gruppi, hanno potuto valutare se il passaggio alle microonde modificasse effettivamente il modo in cui l’umidità si sposta dall’interno del frutto verso l’aria circostante.

Accelerare il percorso dell’essiccazione

La prima evidenza chiara riguarda il tempo. A tutte le temperature e velocità dell’aria, le fette pretrattate a microonde hanno raggiunto l’umidità target dal 18 al 21 percento più rapidamente rispetto a quelle non trattate. Nell’impostazione più lenta e mite, il tempo di essiccazione è sceso da circa tre giorni a poco più di due; anche nelle condizioni più severe, il passaggio alle microonde ha comunque ridotto il tempo di diverse ore. La fase iniziale dell’essiccazione ha mostrato il maggior incremento di velocità: le fette trattate a microonde hanno rilasciato acqua più rapidamente all’inizio, il che suggerisce che il pretrattamento abbia aperto percorsi per la fuga dell’umidità. Per uno stabilimento che essicca tonnellate di datteri, questo tipo di risparmio di tempo può tradursi in costi inferiori e maggiore produttività.

Seguire l’acqua in movimento

Dietro questi risparmi di tempo c’è una storia su come l’acqua si sposta all’interno del frutto. Utilizzando equazioni note che descrivono la diffusione — come le molecole si distribuiscono da regioni più umide a più asciutte — il team ha stimato quanto facilmente l’umidità potesse muoversi attraverso la polpa del dattero. Le fette trattate a microonde hanno mostrato una mobilità interna dell’acqua fino a circa tre‑quattro volte superiore rispetto alle fette non trattate, specialmente a temperature e velocità dell’aria più elevate. Anche le misure di quanto il flusso d’aria superficiale aiuti o ostacoli questo movimento sono migliorate, indicando che l’acqua non solo si muoveva più velocemente all’interno del frutto, ma veniva anche portata via più efficacemente una volta raggiunta la superficie. Quando gli scienziati hanno confrontato diverse curve matematiche semplici per descrivere il comportamento di essiccazione, una flessibile curva “logaritmica” si è dimostrata sempre la più aderente alla realtà, per datteri trattati e non trattati, ma si è adattata leggermente meglio ai campioni trattati a microonde — un altro segno che l’essiccazione risultava più uniforme.

Cosa dicono i numeri energetici

Lo studio è andato oltre esaminando il lato “termodinamico” dell’essiccazione — quanta energia è necessaria, quanto ordinatamente sono disposte le molecole d’acqua e se il processo può avvenire spontaneamente. I numeri hanno mostrato che l’essiccazione di questi datteri richiede sempre un apporto di calore; il processo è endotermico e non spontaneo, cioè non procede senza energia esterna. Le fette trattate a microonde hanno presentato valori leggermente più alti per l’energia necessaria ad avviare il movimento dell’acqua, ma allo stesso tempo hanno mostrato barriere di “energia libera” complessivamente leggermente inferiori. In termini pratici, il passaggio alle microonde riorganizza la struttura del frutto così che, una volta riscaldato, l’acqua possa uscire più facilmente. Questo indica un uso dell’energia più efficiente: meno calore sprecato e una maggiore porzione di energia impiegata direttamente per espellere l’umidità.

Mettere tutto insieme per l’uso nel mondo reale

Per coltivatori, trasformatori e anche consumatori che apprezzano gli snack di datteri, il messaggio è semplice. Un breve pretrattamento a microonde prima dell’essiccazione ad aria calda aiuta i datteri Barhi a essiccarsi più rapidamente e in modo più uniforme, offrendo al contempo il potenziale per una migliore efficienza energetica. Il frutto si comporta in maniera più prevedibile durante l’essiccazione, il che permette agli ingegneri di progettare attrezzature e programmi che minimizzino il deterioramento e gli sprechi energetici. Nelle regioni dove i datteri sono una fonte alimentare e di reddito fondamentale, questo tipo di ottimizzazione può contribuire a trasformare un frutto fragile e altamente deperibile in un prodotto stabile e di alta qualità che si conserva più a lungo, arriva più lontano e raggiunge più persone senza compromettere la sua dolcezza naturale.

Citazione: Alqahtani, N., Fikry, M. Impact of microwave pretreatment on drying kinetics, mass transfer and thermodynamic characteristics of Barhi dates during drying process. Sci Rep 16, 9022 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39727-6

Parole chiave: Datteri Barhi, essiccazione a microonde, conservazione degli alimenti, efficienza di essiccazione, tecnologia post-raccolta