Il "ghiaccio di gelatina" riutilizzabile mantiene le cose fredde, senza fondere l'acqua
Le applicazioni includono il raffreddamento dei frutti di mare senza contaminazione
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Indipendentemente dal fatto che sia tritato o a cubetti, il ghiaccio alla fine si scioglie in una pozzanghera, ma un'alternativa chiamata ghiaccio gelatinoso non lo fa. I ricercatori Jiahan Zou e Gang Sun hanno sviluppato un processo in un'unica fase per creare questo materiale riutilizzabile e compostabile a partire dalla gelatina, lo stesso ingrediente dei dessert gommosi. Poiché il ghiaccio gelatinoso non perde quando si scongela, è ideale per le catene di approvvigionamento alimentare e il trasporto di farmaci. Il team sta anche esplorando strutture a base di proteine per rivestimenti sicuri per gli alimenti e impalcature di carne coltivata in laboratorio.
elly ice è un materiale refrigerante riutilizzabile e compostabile che non si scioglie come il ghiaccio normale.
UC Davis
Il progetto del ghiaccio gelatinoso è partito da una domanda posta a Zou e Sun da Luxin Wang, scienziato alimentare dell'Università della California, Davis. Wang ha visto il ghiaccio sciogliersi nelle vetrine dei negozi di pesce e si è preoccupata che l'acqua di fusione potesse diffondere agenti patogeni e contaminare l'intera vetrina. Si è chiesta se i ricercatori potessero creare un materiale riutilizzabile che funzionasse come il ghiaccio normale, ma che non producesse una pozzanghera potenzialmente contaminata.
L'ispirazione per il nuovo materiale è venuta dal congelamento del tofu. Sun, scienziato dei materiali anch'egli alla UC Davis e consulente della ricerca di Zou, spiega che "il tofu congelato mantiene l'acqua al suo interno, ma quando lo si scongela rilascia l'acqua. Abbiamo quindi cercato di risolvere il problema con un altro materiale: la gelatina".
Le proteine della gelatina hanno due proprietà che i ricercatori desideravano: Sono sicure per gli alimenti e i loro lunghi filamenti si legano tra loro, formando idrogeli con piccoli pori che trattengono l'acqua, a differenza del tofu. I primi test sugli idrogeli realizzati con questo polimero naturale (chiamato anche biopolimero) sono stati un successo. L'acqua è rimasta all'interno dei pori mentre attraversava i cambiamenti di fase, da liquido a ghiaccio e viceversa, senza danneggiare le strutture o fuoriuscire dall'idrogel.
Nel corso degli anni, Zou ha ottimizzato la formula e i metodi di produzione degli idrogel a base di gelatina. Ora dispone di un processo pratico, in un'unica fase, per creare ghiaccio gelatinoso che è al 90% acqua e può essere lavato ripetutamente con acqua o candeggina diluita, congelato e scongelato. A temperatura ambiente, il materiale refrigerante si agita e si comprime. Ma quando viene raffreddato al di sotto del punto di congelamento dell'acqua, 32 gradi Fahrenheit (0 gradi Celsius), passa a uno stato più solido e compatto.
"Rispetto al ghiaccio normale della stessa forma e dimensione, il ghiaccio gelatinoso ha un'efficienza di raffreddamento fino all'80%, ovvero la quantità di calore che il gel può assorbire attraverso il cambiamento di fase", spiega Zou, che ne parlerà più approfonditamente quando presenterà la nuova versione del ghiaccio gelatinoso all'ACS Fall 2025. "Inoltre, possiamo riutilizzare il materiale e mantenere l'assorbimento di calore in più cicli di congelamento e scongelamento, quindi questo è un vantaggio rispetto al ghiaccio normale".
Il team è in grado di produrre ghiaccio gelatinoso in lastre da 1 libbra (0,45 chilogrammi), simili alle confezioni di gel freddo attualmente in vendita, dotate di ingombranti involucri di plastica. Tuttavia, il nuovo materiale di raffreddamento presenta dei vantaggi rispetto agli impacchi refrigeranti o al ghiaccio secco: È personalizzabile per qualsiasi forma o design ed è compostabile. In una serie di esperimenti, il gel compostato ha migliorato la crescita delle piante di pomodoro quando è stato applicato al terriccio. Inoltre, poiché il materiale refrigerante non contiene polimeri sintetici, non dovrebbe generare microplastiche.
Zou e Sun affermano che il ghiaccio gelatinoso, pur essendo stato inizialmente sviluppato per applicazioni di conservazione degli alimenti, si rivela promettente per le spedizioni mediche, le biotecnologie e l'uso in aree con acqua limitata disponibile per la formazione di ghiaccio.
Attualmente esistono licenze per la tecnologia del ghiaccio gelatinoso. Zou spera che questo significhi che il materiale refrigerante sarà disponibile per i consumatori come alternativa al ghiaccio senza acqua di fusione, sicura per il contatto con gli alimenti e compostabile. Tuttavia, riconosce che ci sono ancora alcune fasi di analisi di mercato, progettazione del prodotto e test di produzione su larga scala prima che possa essere commercializzato.
Ma mentre il ghiaccio gelatinoso a base di gelatina si fa strada verso il mercato, Zou si è interessata anche ad altri biopolimeri naturali. Ha ampliato la sua ricerca sulle proteine vegetali che sono sottoprodotti agricoli, come le proteine della soia, per ottenere materiali più sostenibili. La sua attenzione si sta spostando verso lo sviluppo di proteine di soia per rivestimenti rimovibili da banco e impalcature cellulari per la carne coltivata. Presenterà ulteriori informazioni su questo lavoro all'ACS Fall 2025.
"Durante la mia ricerca, mi sono resa conto di quanto Madre Natura sia potente nel progettare biopolimeri e delle vaste possibilità che offrono", afferma Zou. "Credo che ci saranno prodotti straordinari derivati dai biopolimeri, perché sono i materiali stessi a insegnarci come lavorarci".
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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