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Ghiaccio: una gelatina potrebbe, in futuro, sostituire i cubetti

Il ghiaccio gelatinoso potrebbe in futuro sostituire i cubetti. I ricercatori dell’Università della California, a Davis, sperano che la loro innovazione possa aprire nuove frontiere nella tecnologia del raffreddamento degli alimenti.

Notizie Redazione 5 - 18 Gennaio 2022

Il ghiaccio gelatinoso potrebbe in futuro sostituire i tradizionali cubetti. Questi cubi riutilizzabili intrappolano l’acqua all’interno della loro struttura spugnosa, permettendole di congelare senza fuoriuscire. I ricercatori dell’Università della California, a Davis, sperano che la loro innovazione possa aprire nuove frontiere nella tecnologia del raffreddamento degli alimenti.

I cubetti di ghiaccio in gelatina sono di idrogel, (gel d’acqua). e possono essere congelati e scongelati più volte. Sono anche ecologici e biodegradabili, alla fine della loro vita utile non lasceranno rifiuti di plastica a lunga durata e sono compostabili.

Possono rendere inoltre più pulita la conservazione degli alimenti congelati. In effetti, è qui che “l’idea originale è iniziata”, afferma Luxin Wang, microbiologa del team dell’UC Davis. Quando il ghiaccio normale si scioglie, i batteri possono migrare nell’acqua dove è contenuto, oppure contaminare i cibi con i quali si trova a contatto. In questo modo, “può contaminare in modo incrociato”, afferma Wang. Ma l’idrogel non diventerà più liquido, dopo l’uso, può anche essere risciacquato con candeggina diluita.

Il team ha descritto i suoi cubetti di ghiaccio idrogel in un paio di articoli il 22 novembre. La ricerca è stata pubblicata su ACS Sustainable Chemistry & Engineering Icy alternative.

Il team ha confrontato la capacità del suo idrogel di raffreddare il cibo, la sua “efficienza di raffreddamento”, con il ghiaccio normale. In primo luogo, hanno confezionato campioni di cibo in contenitori isolati in schiuma e hanno raffreddato il cibo con cubetti di ghiaccio gelatinoso o ghiaccio normale.

I sensori hanno misurato i cambiamenti nella temperatura del cibo, ed il ghiaccio normale ha funzionato meglio, ma non di molto. Ad esempio, dopo 50 minuti, la temperatura di un campione raffreddato con ghiaccio era di 3,4º Celsius mentre il campione raffreddato con gel era a 4,4 ºC (40 ºF).
Hanno anche testato la forza dell’idrogel. La sua struttura spugnosa è composta principalmente da una proteina chiamata gelatina. Gli idrogel con una percentuale di gelatina più alta erano più forti ma mostravano una minore efficienza di raffreddamento.

I test hanno rivelato che gli idrogel con il 10% di gelatina hanno mostrato il miglior equilibrio tra raffreddamento e forza. Durante la produzione, i cubetti di ghiaccio di gelatina possono essere modellati in qualsiasi forma, ed è ciò che interessa alla ricerca, alle aziende mediche e alimentari.
Abbiamo ricevuto e-mail dai responsabili del laboratorio”, afferma Wang. “Dicono: ‘Va bene. Forse puoi dargli questa forma? E ci mandano le foto”.

Ad esempio, piccole forme a sfera potrebbero essere utilizzate come materiale di spedizione a freddo. O l’idrogel potrebbe essere usato per contenere delle provette. Quando gli scienziati hanno bisogno che le provette rimangano fredde fuori dal congelatore, spesso le mettono in una vasca di ghiaccio, ma forse, dice Wang, il gel potrebbe invece essere modellato in “una forma in cui potremmo inserire le provette”.

I cubetti di ghiaccio Jelly non sono ancora pronti per la produzione. “Questo è un prototipo”, dice Wang  “Man mano che avanziamo, ci saranno ulteriori miglioramenti”.
Il prezzo potrebbe essere uno svantaggio. Rispetto al ghiaccio normale, “per lo più non sarà affatto più economico”, afferma Wang, almeno non inizialmente. Ma esistono opzioni per tagliare i costi, ad esempio se venisse riutilizzato molte volte, e la squadra ci sta già lavorando. Wang afferma che un nuovo studio sta mostrando una migliore stabilità del gel a causa dei diversi tipi di connessioni create tra le proteine ​​nella struttura della spugna del gel.

Un altro ostacolo potrebbe essere l’utilizzo della gelatina stessa che, essendo un prodotto animale, potrebbe essere non gradita ai vegetariani, come afferma Michael Hickner, che insegna scienze dei materiali alla Penn State University di University Park. Anche la scienziata di polimeri Irina Savina dell’Università di Brighton in Inghilterra è preoccupata, “Probabilmente è bene avere un materiale di raffreddamento che non perda; solo allora sarò d’accordo con questa cosa”.

Anche l’utilizzo della candeggina per la pulizia potrebbe essere un problema, dice, la gelatina potrebbe assorbire la candeggina e rilasciarla quando tocca il cibo, ed inoltre ha un’altra preoccupazione, e cioè che “La stessa gelatina è un alimento per i microbi”.

Vladimir Lozinsky è uno scienziato dei polimeri presso l’Accademia Russa delle Scienze di Mosca, e riprende il punto di Savina “Temo che i cubetti scongelati possano essere una fonte nutritiva per i microbi”, dice, compresi quelli che possono farti ammalare. Anche senza l’acqua di disgelo, i cubetti potrebbero comunque entrare in contatto diretto con il cibo, e questo, si preoccupa, potrebbe essere un problema”.

Hickner è d’accordo che ci siano problemi da risolvere, ma immagina anche possibilità per applicazioni future, come “innovazione alimentare”. Il congelamento degli alimenti può alterarne la consistenza, soprattutto quando si tratta di qualcosa come la carne, che è fatta di cellule intatte. “Il congelamento distrugge le cellule creando lunghi cristalli di ghiaccio simili a coltelli”, afferma Hickner della Penn State, trovare soluzioni per ridurre i danni causati dal processo di congelamento potrebbe aprire nuove possibilità.
E in questo studio sull’idrogel, “hanno usato polimeri per controllare le dimensioni dei cristalli di ghiaccio, questo fa la differenza”, dice. L’uso di un idrogel di gelatina può essere un modo ecologico per farlo senza usare conservanti.

Il potenziale ecologico dei cubi è il “grande obiettivo”, secondo Wang, infatti l’idrogel potrebbe promuovere una “economia circolare”, dice. “Questi cubi, una volta esauriti, potrebbero tornare nell’ambiente, con un’impatto minimo sulla Terra”.


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