NATURALEZA

¿Pueden los cubitos de ‘gelatina’ reutilizables reemplazar los cubitos de hielo regulares?

El hielo de «gelatina» puede algún día reemplazar los cubitos de hielo que se usan en las bebidas heladas. Estos cubos reutilizables atrapan el agua dentro de una estructura similar a una esponja. Esa agua puede congelarse, pero no puede escapar.Investigadores de UC Davis esperan sus innovaciones Puede abrir nuevas fronteras en la tecnología de enfriamiento de alimentos.

Los cubitos de hielo de gelatina están hechos de hidrogel, que significa «hidrogel». Los hidrogeles suenan técnicos. Pero probablemente hayas comido un hidrogel antes: Jell-O. Incluso puede congelar esos artículos populares. Pero hay un problema. Una vez descongelado, se convierte en limo.

Estos nuevos cubos de refrigeración reducen la contaminación cruzada del agua de deshielo. También son compostables y libres de plástico. Gregorio Urquiaga/UC Davis

No gelatina de cubitos de hielo. Se pueden congelar y descongelar una y otra vez. También son respetuosos con el medio ambiente. Reutilizarlos ahorra agua. Además, los hidrogeles son biodegradables. A diferencia de los paquetes de plástico para congelar, no dejan residuos de plástico de larga duración al final de su vida útil. Incluso son compostables. Después de unos 10 usos, puede usar estos cubos para mejorar su jardín.

Finalmente, pueden hacer que el almacenamiento de alimentos congelados sea más limpio. De hecho, ahí es «donde comenzó la idea original», dice Wang Luxin. Ella es microbióloga en el equipo de UC Davis. Cuando el hielo común se derrite, las bacterias pueden viajar en el agua a otros alimentos almacenados en el mismo lugar. De esta manera, «puede haber una contaminación cruzada», dijo Wang. Pero el hidrogel no vuelve a ser líquido. Incluso se puede enjuagar con lejía diluida después de su uso.

El equipo describió sus cubitos de hielo de hidrogel en dos artículos el 22 de noviembre.El estudio fue publicado en ACS Química e Ingeniería Sostenible.

alternativa helada

Al igual que el hielo normal, el refrigerante del hidrogel es agua.

El hielo absorbe el calor y enfría las cosas a su alrededor. Piense en «frío» como la ausencia de calor. Cuando sostienes un cubo de hielo, se siente como si el frío se moviera del cubo de hielo a tu mano.Pero esa sensación helada realmente proviene del calor que se mueve. salir tus manos. Cuando el hielo absorbe suficiente calor, se derrite. Pero Wang explicó que en los cubitos de hielo de gelatina, el agua está «atrapada en la estructura del gel».

equipo Compara la capacidad de su hidrogel para enfriar alimentos – Es «eficiencia de enfriamiento», igual que el hielo normal. Primero, empaquetaron muestras de alimentos en recipientes con aislamiento de espuma y refrigeraron los alimentos con cubitos de hielo de gelatina o cubitos de hielo normales. Los sensores miden los cambios en la temperatura de los alimentos. El hielo regular es mejor, pero no tan efectivo. Por ejemplo, después de 50 minutos, la temperatura de una muestra enfriada con hielo es de 3,4 grados Celsius (38 grados Fahrenheit). Muestras enfriadas con gel a 4,4 ºC (40 ºF).

También probaron la fuerza del hidrogel. Su estructura esponjosa está hecha principalmente de una proteína llamada gelatina (como en la gelatina). Los hidrogeles con porcentajes de gelatina más altos son más fuertes pero menos eficientes en el enfriamiento. Las pruebas mostraron que los hidrogeles que contenían un 10 % de gelatina presentaban el mejor equilibrio entre refrigeración y resistencia.

Este video muestra cómo el nuevo cubo de hielo de gelatina de los investigadores puede tener algunas ventajas sobre los cubos de hielo regulares.

Durante el proceso de fabricación, los cubitos de hielo de gelatina se pueden formar en cualquier forma. Aquí es donde las empresas de investigación, médicas y alimentarias están interesadas.

«Recibimos un correo electrónico del gerente del laboratorio», dijo Wang. «Dijeron: ‘Esto es genial. ¿Tal vez puedas hacerlo de esta forma? Nos envían fotos'».

Por ejemplo, las formas de gránulos se pueden usar como materiales de transporte en frío. O tal vez se podría usar un hidrogel para mantener el tubo en su lugar. Cuando los científicos necesitan tubos de ensayo para mantenerse fríos fuera del refrigerador, a menudo los colocan en un balde con hielo. Pero tal vez, dijo Wang, el gel podría modificarse en «una forma en la que podamos poner un tubo de ensayo».

trabajo en progreso

Los cubitos de hielo de gelatina aún no están listos para el horario de máxima audiencia. «Es un prototipo», dijo Wang. «Habrá más mejoras a medida que avancemos».

El precio puede ser una desventaja.Comparado con el hielo común, «la mayoría [the gel] No va a ser más barato», dijo Wang. Al menos no inicialmente. Pero hay opciones de reducción de costos, por ejemplo, si se reutiliza varias veces. El equipo ya está trabajando en ello. Wang dijo que debido a las proteínas en la estructura de la esponja de gel Se crean diferentes tipos de conexiones entre ellos, y un nuevo estudio muestra una mejor estabilidad del gel.

Otro problema podría ser el uso de la propia gelatina. Es un producto animal y algunas personas, como los vegetarianos, no comen gelatina, dice Michael Hickner. Enseña ciencia de los materiales en la Universidad Penn State en University Park. Con los cubos, anotó, «usted podría estar agregando gelatina a los alimentos que no quiere».

Foto de gelatina del desierto moldeada de color rojo anaranjado en el stand
Al igual que los nuevos cubitos de gelatina, los postres de gelatina (jelly) son otro ejemplo de hidrogeles. Pero si este postre de gelatina se congelara y luego se descongelara, se deformaría y se convertiría en un charco de agua. Victoria Pearson/DigitalVision/Getty Images Plus

Irina Savina, científica de polímeros de la Universidad de Brighton en el Reino Unido, también tiene preocupaciones. «Probablemente sea bueno tener un material refrigerante que no gotee; estaría de acuerdo con eso». Pero limpiar con lejía puede ser un problema, dijo. No desea agregar lejía a los alimentos, pero la gelatina absorberá la lejía y la liberará cuando entre en contacto con los alimentos. Ella tiene otra preocupación. «La gelatina en sí misma es alimento para los microbios».

Vladimir Lozinsky es científico de polímeros en la Academia Rusa de Ciencias en Moscú. Estuvo de acuerdo con Savina. «Me preocupa que los cubos descongelados puedan ser una fuente de nutrientes para los microbios», dice, incluidos aquellos que podrían enfermarlo. Incluso sin agua de deshielo, los cubos pueden entrar en contacto directo con los alimentos. Le preocupa que esto «podría ser un problema».

Hickner está de acuerdo en que hay problemas por resolver. Pero también prevé la posibilidad de futuras aplicaciones, como la «innovación alimentaria».

Los alimentos congelados pueden afectar su textura. Especialmente cuando se trata de carne hecha de células enteras. «La congelación destruye las células al crear cristales de hielo largos y con forma de cuchillo”, dijo Hickner de Penn State. Encontrar formas de reducir el daño causado por el proceso de congelación podría abrir nuevas posibilidades. En este estudio de hidrogel, «usaron polímeros para controlar el tamaño de los cristales de hielo. Todo es diferente», dijo. El uso de hidrogeles de gelatina puede ser «una excelente forma ecológica de no usar conservantes exóticos reales».

Wang dijo que el potencial ambiental del cubo es un «gran objetivo». Los hidrogeles podrían contribuir a una «economía circular», dijo. «Cuando te quedas sin cosas, como estos cubos, pueden volver al medio ambiente con la huella más pequeña en la Tierra».

Esta es una de una serie que presenta noticias sobre tecnología e innovación con el generoso apoyo de la Fundación Lemelson.

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