Ciencias Minerales

El esfuerzo extrañamente científico de hacer helado

Cuando piensa en helado, puede maravillarse con la gran cantidad de sabores disponibles. O deléitese con el refresco que trae una cucharada en un caluroso día de verano. Pero hay más en el helado de lo que se ve en la boca. Su textura única y deliciosa es el resultado de los mismos procesos físicos y químicos que rigen conceptos como la recuperación de bosques, la formación de rocas y la supervivencia bajo cero en los animales.

Aquí hay cinco conexiones interesantes para reflexionar mientras disfruta de su próximo cono, taza o pinta.

Camino rocoso

Uno de los ingredientes principales del helado es el agua, principalmente en forma de cristales de hielo microscópicos. El tamaño de esos cristales juega un papel importante en la calidad del helado. Los cristales grandes crean una textura granulada, mientras que los cristales más pequeños, tan pequeños como los glóbulos, la hacen aterciopelada. Entonces, ¿cómo los fabricantes de helados evitan que las pequeñas pepitas de hielo crezcan más de una docena de micrómetros?

Una forma es saber que el hielo es tan mineral como el cuarzo o el grafito. Y de alguna manera, también se comporta como ellos. “Mirar helado bajo un microscopio no es tan diferente de mirar un trozo de granito u otra roca que se enfría a partir del magma en la Tierra”, dice Jeffrey Post, curador a cargo de gemas y minerales en el Museo Nacional de Smithsonian Historia Natural.

Cuando los minerales se solidifican a partir de lava líquida o magma, “sus cristales proporcionan ciertas pistas sobre las condiciones en las que se formaron”, dijo Post. Por ejemplo, el magma espeso y pegajoso que se enfría lentamente en las profundidades de la tierra permite que los cristales crezcan. La lava fina y líquida en la superficie se enfría y endurece mucho más rápido, produciendo rocas con cristales más pequeños.

Los edulcorantes y estabilizadores espesan el helado para ralentizar el crecimiento de los cristales, pero otra forma de mantener los cristales pequeños es acelerar el proceso de congelación. La adición de nitrógeno líquido, que congela el helado al contacto, ha aumentado en popularidad a lo largo de los años. Su temperatura extremadamente fría crea un helado suave en solo unos minutos.

¿Virutas de menta o virutas de madera?

Otra forma de evitar que crezcan los cristales es cortarlos tan pronto como comiencen a formarse en el recipiente de mezcla. En la primera etapa de la creación del helado, llamada congelación dinámica, el mezclador raspa constantemente los cristales recién formados de las paredes del cubo, batiéndolos en el centro de la mezcla. Esto no solo evita que los cristales crezcan más gruesos en las paredes internas, sino que también crea más núcleos, o puntos de origen de los cristales, para que las moléculas de agua líquida se congelen. Como explica Post, “todos esos cristales más pequeños ahora compiten entre sí por las moléculas de agua restantes, por lo que ninguno de ellos puede crecer realmente”.

Este proceso se parece mucho al efecto que la tala, los huracanes o los incendios forestales intensos pueden tener en los bosques. Cuando un grupo de árboles se corta, quema o derriba, los árboles jóvenes densamente apiñados crecen en su lugar a un ritmo uniforme. Pueden pasar varias décadas antes de que los más débiles mueran y dejen espacio para los más fuertes. Mientras tanto, el bosque de “segundo crecimiento” en regeneración se atrofia debido a que los árboles superpoblados compiten por recursos limitados. Para los bosques, el crecimiento lento y los tamaños variados generalmente producen un ecosistema más saludable. Pero para el helado, los cortes claros y la competencia son claves para una textura cremosa.

Anticongelante con chispas de chocolate

Una vez hecho el helado, es mejor comerlo fresco y todo de una vez. Pero si llenarse de postres congelados no es una opción, debe almacenarlos, a veces durante semanas o meses. Durante este tiempo, la temperatura del helado puede fluctuar a medida que se abren y cierran las puertas del congelador. Si se derrite aunque sea un poco, el hielo se recristalizará y crecerá cristales más grandes con el tiempo. El resultado: una textura helada y crujiente que no vale seis dólares la pinta.

Al ralentizar el movimiento de las moléculas de agua líquida dentro de la mezcla de helado, los espesantes y estabilizadores hacen que todo funcione sin problemas durante largos períodos de tiempo. Pero cuando eso no es suficiente, los fabricantes de helados han buscado ayuda en la vida silvestre adaptada al frío.

Varias especies de ranas, insectos y plantas desarrollaron proteínas anticongelantes en sus tejidos para ayudarlos a sobrevivir en condiciones gélidas. Estas proteínas rodean y se unen a los cristales de hielo tan pronto como se forman en el cuerpo. Al bloquear las moléculas de agua líquida para que no se unan a los cristales en ciernes, el anticongelante permite que los organismos eviten el daño celular e incluso la muerte.

Las proteínas anticongelantes descubiertas originalmente en peces de agua fría y luego sintetizadas en el laboratorio a través de levaduras modificadas genéticamente se han aplicado a helados en todo el mundo para inhibir la recristalización del hielo.

Física y crema

El aceite y el agua se repelen. Entonces, ¿por qué el helado, una mezcla de principalmente hielo y grasas lácteas, no se separa en dos capas? La respuesta se puede encontrar en su estructura microscópica.

Si agita una botella con aceite y vinagre, el aceite se rompe en pequeñas gotas esféricas. Si no se molestan, las gotas eventualmente se fusionarán nuevamente en una capa en la superficie. Pero los dos líquidos pueden parecer uno solo si se agitan vigorosamente o se mezclan a alta velocidad. Se convierten en una emulsión, una dispersión uniforme de dos líquidos que no se pueden mezclar.

La mayoría de las mezclas que no se pueden mezclar son termodinámicamente inestables, lo que significa que eventualmente volverán a una estructura más simple y organizada con un líquido encima del otro. Pero las emulsiones estables son diferentes. No importa cuánto tiempo espere, las grasas no subirán a la superficie. El agua de coco y la leche homogeneizada son dos ejemplos familiares de emulsiones estables.

Estas sustancias de aceite en agua permanecen uniformemente dispersas en parte porque contienen proteínas emulsionantes naturales que funcionan de manera similar a las proteínas anticongelantes. En lugar de unirse al hielo, los emulsionantes se adhieren a las gotas de grasa y reducen la tensión entre los dos líquidos, evitando que la grasa se agregue y forme su propia capa.

En el helado, las proteínas de la leche mantienen las cosas relativamente estables. Pero a menudo se necesitan emulsionantes adicionales como lecitina o caseína para ayudar a que otro ingrediente importante, el aire, permanezca en la mezcla. Las pequeñas burbujas de aire hacen que el helado sea más fácil de sacar y ayudan a que el servicio suave mantenga su forma, pero solo si también permanecen pequeñas y distribuidas uniformemente entre la grasa y el hielo.

Cookies y cristalino

El hielo natural viene en muchas formas y tamaños diferentes, desde columnas huecas y agujas hasta plaquetas y rosetas en forma de bala. Cualquiera que sea la forma que adopte un cristal de hielo, depende en gran medida de la humedad y la temperatura que lo rodea durante su formación. Una humedad más alta produce copos de nieve más grandes y elaborados.

La mayoría de estas formas de cristal necesitan tiempo, espacio y aire húmedo para crecer o ramificarse, y una máquina batidora de helados no proporciona tales comodidades. En cambio, los cristales de helado se parecen más a los simples prismas o plaquetas que se forman en condiciones muy frías y secas. El movimiento constante del mezclador también desgasta los cristales como el océano desgasta la arena, lo que da como resultado granos microscópicos e irregulares.

Si bien los cristales de hielo en su helado pueden parecer nada más que pequeños guijarros, son un excelente alimento para la reflexión. “Todos los procesos en la Tierra están controlados por la misma física y química, ya sea helado, formación rocosa dentro de la Tierra o clima en el cielo”, dijo Post. “Si entendemos la física y la química, entonces podemos entender nuestro mundo y podemos crear un mejor helado”. ¿Y quién no quiere un mejor helado?

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