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La fisica dei chicchi di mais viene analizzata

Il processo di formazione dei pop-corn, uno degli snack più popolari a livello globale, ha origine dai semi di mais. Questi semi sono composti principalmente da amido e acqua. A temperature superiori ai 100°C, l’acqua all’interno del seme si trasforma in vapore. Le molecole d’acqua, agitate dal calore, colpiscono le pareti interne del guscio, provocando una crescente tensione che culmina nella rottura del seme quando la pressione raggiunge circa 9,8 atmosfere. In questa fase, l’amido fuoriuscito si solidifica, creando la caratteristica nube bianca del pop-corn. Il tipico “pop” emesso durante lo scoppio non è dovuto alla rottura del seme stesso, ma piuttosto a una rapida riduzione della pressione interna, che funge da cassa di risonanza. Per ottenere un pop-corn ottimale, le varietà di mais, come la Everta, sono particolarmente indicate per scoppiare efficacemente.

Struttura del chicco di mais

Un chicco di mais è composto da tre elementi fondamentali:

  • Pericarpo: il guscio duro esterno;
  • Germe: l’embrione del seme;
  • Endosperma: contiene acqua e amido, nutrienti essenziali per la piantina iniziale.

Sezione chicco mais
Credit: Sarah Greenwood, via Wikimedia Commons.

Quando la temperatura del chicco raggiunge i 100°C, l’acqua al suo interno comincia a vaporizzare. Aumentando ulteriormente la temperatura, le molecole d’acqua si muovono con maggiore energia, causando urti sempre più frequenti contro le pareti del guscio. La pressione aumenta fino a superare la resistenza del pericarpo, che esplode intorno ai 180°C, rilasciando vapore e amido gelificato. Questo, a sua volta, si espande e solidifica, dando vita alla nuvola bianca che caratterizza il pop-corn.

Dinamica del salto del pop-corn

Nel 2015, due ingegneri francesi hanno analizzato il salto del pop-corn, registrando la dinamica attraverso un video ad alta velocità. Durante l’analisi, è emerso che il chicco di pop-corn forma una leva sulla superficie di appoggio, che viene compressa all’atto del salto. Questo meccanismo permette al pop-corn di utilizzare l’energia termica ed elastica accumulata durante il riscaldamento, rilasciandola come energia cinetica al momento giusto, risultando in una traiettoria simile a quella di una capriola.

capriola salto

Origine del suono “POP”

Durante le ricerche, è stato anche investigato il suono caratteristico del “POP”. Questo effetto sonoro non è il risultato della rottura del chicco di mais. In effetti, la registrazione del suono ha rivelato che il “POP” si verifica dopo la frattura, precedendo il salto del chicco. Questo fenomeno è legato alla risonanza: quando il guscio si rompe, il vapore esce rapidamente, causando una caduta di pressione che attiva le cavità interne del guscio come un risuonatore acustico, simile all’effetto prodotto dall’apertura di una bottiglia di spumante.

Tipologie di mais per il pop-corn

Il mais utilizzato per produrre pop-corn è detto Everta e rappresenta l’unica varietà della famiglia del mais che si presta a questo scopo. Altre varietà, come il mais Flint o dentato, possono produrre fiocchi, ma con minore efficacia rispetto all’Everta. La qualità del mais è fondamentale: i chicchi vengono raccolti in autunno e il loro contenuto di umidità è monitorato attentamente. Per ottenere una poppabilità ottimale, il contenuto di umidità deve essere compreso tra il 14% e il 20%. Qualsiasi variazione in questo valore, come una forte riduzione dell’umidità, può compromettere la capacità dei chicchi di scoppiare correttamente.

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