Los helados son toda una delicia, excepto cuando se vuelven crujientes de una forma desagradable debido a los cristales de hielo. Ahora, los científicos han descubierto que se puede añadir a estos productos una forma de la celulosa obtenida de las plantas que detiene la formación de dichos cristales, y que este aditivo funciona mejor que los inhibidores del crecimiento del hielo que se usan actualmente frente a las fluctuaciones de temperatura. Los hallazgos podrían extenderse a la conservación de otros alimentos congelados, como las masas congeladas y el pescado, y quizás incluso órganos y tejidos donados. Los investigadores presentaron sus resultados en la reunión de primavera de la American Chemical Society (ACS) celebrada en marzo. La reunión incluyó más de 12.000 presentaciones sobre una amplia gama de temas científicos.

El helado recién hecho contiene pequeños cristales de hielo. Pero durante el almacenamiento y el transporte, el hielo se derrite y vuelve a crecer. Durante este proceso de recristalización, los cristales más pequeños se derriten y el agua se difunde para unirse a los más grandes, lo que hace que crezcan, dice Tao Wu, investigador principal del proyecto. Si los cristales de hielo superan los 50 micrómetros (aproximadamente el diámetro de un cabello), el postre adquiere una textura granulada que reduce el atractivo para el consumidor. “Controlar la formación y el crecimiento de los cristales de hielo es, por lo tanto, la clave para obtener alimentos congelados de alta calidad”.

Una solución sería copiar la solución de la naturaleza: “Algunos peces, insectos y plantas pueden sobrevivir en temperaturas bajo cero porque producen proteínas anticongelantes que combaten el crecimiento de cristales de hielo”, explica Wu. Pero las proteínas anticongelantes son más costosas que el oro y tienen un suministro limitado, por lo que no es práctico agregarlas al helado. En su lugar, se utilizan polisacáridos como la goma guar o la goma de algarroba. “Pero estos estabilizantes no son muy efectivos. Su desempeño está influenciado por muchos factores, incluidos la temperatura y el tiempo de almacenamiento, y la composición y concentración de otros ingredientes. Esto significa que a veces funcionan en un producto pero no en otro”, señala el investigador.

Aunque Wu no usó proteínas anticongelantes en el estudio, se inspiró en ellas. Estas proteínas son anfifílicas, lo que significa que tienen una superficie hidrofílica con afinidad por el agua, así como una superficie hidrofóbica que repele el agua. Wu sabía que los cristales de celulosa de tamaño nanométrico también son anfifílicos, por lo que pensó que valía la pena comprobar si podían detener el crecimiento de cristales de hielo en los helados. Estos nanocristales de celulosa se extraen de las paredes celulares de subproductos vegetales agrícolas y forestales, por lo que son económicos, abundantes y renovables.

En un helado modelo (una solución de sacarosa al 25%), los nanocristales de celulosa inicialmente no surtieron efecto, dice Min Li, estudiante de posgrado en el laboratorio de Wu en la Universidad de Tennessee. Aunque aún eran pequeños, los cristales de hielo eran del mismo tamaño, hubiera nanocristales de celulosa presentes o no. Pero después de almacenar el modelo de helado durante unas horas, los investigadores descubrieron que los nanocristales de celulosa detuvieron por completo el crecimiento de los cristales de hielo, mientras que los cristales continuaron agrandándose en el modelo de helado sin tratar.

Las pruebas del equipo también revelaron que la celulosa inhibe la recristalización del hielo a través de la adsorción en la superficie. Los nanocristales de celulosa, como las proteínas anticongelantes, parecen adherirse a las superficies de los cristales de hielo, evitando que se unan y se fusionen. “Esto contradecía por completo la creencia existente de que los estabilizantes inhiben la recristalización del hielo al aumentar la viscosidad, lo que se pensaba que ralentizaba la difusión de las moléculas de agua”, agrega Li.

En su último estudio, los científicos descubrieron que los nanocristales de celulosa protegen más que los estabilizantes actuales cuando el helado se expone a temperaturas fluctuantes, como cuando se almacena en el supermercado y luego se lleva a casa. El equipo también descubrió que el aditivo puede retardar el derretimiento de los cristales de hielo, por lo que podría usarse para producir helados de fusión lenta. Otros laboratorios han demostrado que el estabilizante no es tóxico en los niveles necesarios en los alimentos, señala Wu, pero el aditivo requeriría una revisión por parte de la FDA estadounidense.

Los investigadores reconocen el apoyo y la financiación del Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura, del Departamento de Agricultura de EE. UU. (USDA), el programa AFRI (Agriculture and Food Research Initiative) y el proyecto Hatch.