MADRID, 18 (EUROPA PRESS)
Chemiker der University of California, Davis, haben ein wiederverwendbares und kompostierbares Gelatinematerial entwickelt, das sich wie Eiswürfel verhält, beim Auftauen aber nicht ausläuft.
Das neue Material gilt als ideal für Lebensmittelversorgungsketten und den Arzneimitteltransport. Das Team erforscht außerdem proteinbasierte Strukturen für lebensmittelsichere Beschichtungen und im Labor gezüchtete Fleischgerüste. Der Durchbruch wurde auf der Herbsttagung der American Chemical Society vorgestellt.
Das Projekt mit dem gallertartigen Eis begann mit einer Frage, die Luxin Wang, Lebensmittelwissenschaftlerin an der University of California in Davis, den Forschern Jiahan Zou und Gang Sun stellte. Wang beobachtete, wie das Eis in den Fischtheken im Supermarkt schmolz, und befürchtete, das Schmelzwasser könnte Krankheitserreger verbreiten und die gesamte Theke kontaminieren. Sie fragte die Forscher, ob sie ein wiederverwendbares Material entwickeln könnten, das wie normales Eis funktioniert, aber keine potenziell kontaminierte Pfütze bildet.
Die Inspiration für das neue Material kam vom Einfrieren von Tofu. Sun, ein Materialwissenschaftler, ebenfalls an der UC Davis, der Zous Doktorarbeit betreute, erklärt: „Gefrorener Tofu speichert Wasser im Inneren, gibt es aber beim Auftauen frei. Deshalb versuchten wir, dieses Problem mit einem anderen Material zu lösen: Gelatine.“
Gelatineproteine besitzen zwei Eigenschaften, nach denen Forscher gesucht hatten: Sie sind lebensmittelecht und ihre langen Stränge binden sich zu Hydrogelen mit winzigen Poren, die im Gegensatz zu Tofu Wasser speichern. Erste Tests mit Hydrogelen aus diesem natürlichen Polymer (auch Biopolymer genannt) verliefen erfolgreich.
Während des Phasenwechsels von flüssig zu eisig und zurück verblieb das Wasser in den Poren, ohne die Strukturen zu beschädigen oder das Hydrogel auszulaugen.
Im Laufe der Jahre hat Zou die Formel und die Produktionsmethoden für Hydrogele auf Gelatinebasis optimiert. Er verfügt nun über ein praktisches einstufiges Verfahren zur Herstellung von Gelatineeis, das zu 90 % aus Wasser besteht und wiederholt mit Wasser oder verdünntem Bleichmittel gewaschen, eingefroren und wieder aufgetaut werden kann.
Bei Zimmertemperatur bewegt sich das Kühlmittel und kollabiert. Kühlt es jedoch unter den Gefrierpunkt von Wasser (0 °C) ab, wird es fester und fester.
WIEDERVERWENDBAR
„Im Vergleich zu herkömmlichem Eis gleicher Form und Größe hat Gelatineeis eine bis zu 80-prozentige Kühlleistung (die Wärmemenge, die das Gel durch Phasenwechsel aufnehmen kann)“, sagt Zou. „Darüber hinaus können wir das Material wiederverwenden und die Wärmeaufnahme über mehrere Gefrier- und Auftauzyklen hinweg aufrechterhalten, was ein Vorteil gegenüber herkömmlichem Eis ist.“
Die Anlage kann gallertartiges Eis in 0,45 Kilogramm schweren Blöcken produzieren, ähnlich den derzeit erhältlichen Kühlgelpackungen mit ihren sperrigen Plastikhüllen. Das neue Kühlmaterial bietet jedoch Vorteile gegenüber Kühlakkus oder Trockeneis: Es lässt sich in jede beliebige Form bringen und ist kompostierbar.
In einer Reihe von Experimenten verbesserte kompostiertes Gel das Wachstum von Tomatenpflanzen, wenn es auf Blumenerde aufgetragen wurde. Und da das Kühlmaterial keine synthetischen Polymere enthält, sollte es auch kein Mikroplastik erzeugen.
Zou und Sun sagen, dass gallertartiges Eis, obwohl ursprünglich zur Konservierung von Lebensmitteln entwickelt, vielversprechend für den Transport medizinischer Produkte, die Biotechnologie und seine Verwendung zur Eisbildung in wasserarmen Gebieten sei.
Die Gelatine-Eis-Technologie ist derzeit lizenziert. Zou hofft, dass das Kühlmaterial damit Verbrauchern als schmelzwasserfreie, lebensmittelechte und kompostierbare Alternative zu Eis zur Verfügung steht. Sie räumt zwar ein, dass vor der Vermarktung noch mehrere Phasen der Marktanalyse, des Produktdesigns und der groß angelegten Produktionstests zu absolvieren sind, doch mit der Markteinführung von Gelatine-Eiscreme interessiert sich Zou auch für andere natürliche Biopolymere. Sie hat ihre Forschung auf landwirtschaftlich gewonnene Pflanzenproteine wie Sojaproteine ausgeweitet, um nachhaltigere Materialien zu entwickeln. Ihr Schwerpunkt verlagert sich auf die Entwicklung von Sojaproteinen für herausnehmbare Arbeitsplatteneinlagen und Zellgerüste für kultiviertes Fleisch.
„Bei meinen Forschungen wurde mir bewusst, welche Kraft Mutter Natur in der Entwicklung von Biopolymeren steckt und welche enormen Möglichkeiten sie bieten“, sagt Zou. „Ich bin überzeugt, dass aus Biopolymeren erstaunliche Produkte entstehen werden, denn die Materialien selbst lehren uns, wie wir mit ihnen arbeiten können.“
