كائنات المناطق الباردة تُلهم باحثي صناعة الآيس كريم

الآيس كريم يحتوي على بلورات ثلجية صغيرة

يحتوي الآيس كريم الطازج على بلورات ثلجية صغيرة، ولكن أثناء التخزين والنقل، يذوب الجليد وينمو من جديد. وأثناء هذه العملية من إعادة التبلور، تذوب البلورات الأصغر، وينتشر الماء لينضم إلى أكبرها، ما يؤدي إلى نموها، وإذا أصبحت هذه البلورات أكبر من 50 ميكرومتراً - أو تقريباً قطر الشعرة - فإن الحلوى تأخذ قواماً يقلل من جاذبيتها لدى المستهلك، وبالتالي فإن التحكم في تكوين ونمو بلورات الثلج هو المفتاح للحصول على «آيس كريم» عالي الجودة.
ولحل هذه المشكلة، استلهم باحثون من جامعة تينيسي الأميركية من كائنات المناطق الباردة، بعض الحلول، حيث يمكن لبعض الأسماك والحشرات والنباتات، أن تعيش في درجات حرارة دون الصفر لأنها تنتج بروتينات مضادة للتجمد تكافح نمو بلورات الجليد.
لكن البروتينات المضادة للتجمد أغلى من الذهب ومحدودة العرض، لذلك من غير العملي إضافتها إلى الآيس كريم، ويتم استخدام السكريات المتعددة مثل صمغ القوار أو صمغ الخروب بدلاً من ذلك، وهذه المثبتات ليست فعالة للغاية ويتأثر أداؤها بالعديد من العوامل، بما في ذلك درجة حرارة التخزين والوقت، وتركيب المكونات الأخرى وتركيزها، بالإضافة إلى ذلك، فإن آلية عملها غير مؤكدة، وهو ما دفع الباحثين من جامعة تينيسي إلى تطوير بدائل أفضل.
وخلال دراسة تم عرضها، أول من أمس، في اجتماع الربيع للجمعية الكيميائية الأميركية، تم الإعلان عن بديل رخيص وعملي، وهو بلورات السليلوز النانوية. ويقول تاو وو، الباحث الرئيسي بالمشروع في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجمعية الكيميائية الأميركية: «البروتينات المضادة للتجمد، هي بروتينات برمائية، ما يعني أن لها سطحاً محباً للماء، وآخر كارهاً لها، ولأني أعرف أن بلورات السليلوز بحجم النانو هي أيضاً برمائية، لذلك اعتقدت أن الأمر يستحق التحقق، حول ما إذا كان بإمكانها إيقاف نمو بلورات الثلج في الآيس كريم، وتُستخرج هذه البلورات من جدران الخلايا النباتية للمنتجات الثانوية الزراعية والحرجية، لذا فهي رخيصة الثمن ومتوافرة ومتجددة». وكشفت اختبارات الباحثين أن بلورات السليلوز مثل البروتينات المضادة للتجمد، حيث تلتصق بأسطح بلورات الجليد، ما يمنعها من التماسك والانصهار.
ومع مزيد من البحث، يمكن استخدام بلورات السليلوز لحماية جودة الأطعمة الأخرى، مثل العجين والأسماك المجمدة، أو ربما للحفاظ على الخلايا والأنسجة والأعضاء في الطب الحيوي، كما يؤكد تاو.