Traducido por José L. Cebollada.
Las esferas de alginato valen tanto para las clases de química como para la gastronomía molecular.
La gastronomía molecular es una nueva tendencia de la alta cocina en la que los chefs proporcionan nuevas experiencias gastronómicas mediante el uso de nitrógeno líquido, geles y espumas. Una de las técnicas más conocida es la esferificación mediante alginato de zumos de fruta u otros sabores. Aunque no frecuentes restaurantes con estrellas Michelin, puedes encontrarte esferas en el té de burbujas o bubble tea.
El té de burbujas se inventó en Taiwán en los años 80 y se extendió desde el lejano oriente hacia los países occidentales sólo hace unos años. Consiste en una bebida basada en el té que tiene gelatina de frutas, esferas de tapioca o alginato, rellenas de zumos de fruta o de jarabes.
La fabricación y el análisis de las esferas de alginato puede ser fascinante y utilizarse para el aprendizaje basado en la investigación en el área de ciencias.
En este artículo proponemos el uso de las esferas de alginato para enseñar varios conceptos científicos que presentaremos de manera atractiva. Vamos a aprender a hacer esferas de alginato y a proponer tres experimentos diferentes que se pueden hacer cada uno en una hora de clase: una reacción ácido base, una de quimioluminiscencia con reacciones redox y una convección con efecto termocrómico.
en disolución de NaCl, sin
enlaces cruzados.
Imagen cortesía de Nicola Graf
Las esferas de alginato se forma cuando una solución acuosa de alginato (figura 1) entra en contacto con una disolución con iones calcio, así se crea en la interfase entre las dos disoluciones una membrana de alginato de calcio (figura 2). El alginato es un polisacárido que crea enlaces entrecruzados en presencia de un catión divalente como el calcio, y crea un gel insoluble en agua.
alginato en CaCl2 (enlaces
cruzados).
Imagen cortesía de Nicola Graf
Cuando los líquidos entran en contacto se forma el alginato de calcio que es gelationoso y encapsula la solución de alginato en esferas. Si añadimos otros compuestos a la disolución como saborizantes, colorantes o indicadores, también se quedarán encapsulados.
Aunque la solución indicadora está en el interior de las esferas la membrana de alginato puede intercambiar iones hidronio (iones hidrógeno hidratados) o iones oxidrilo con el líquido. Los cambios de pH en el líquido que rodea a las esferas producidos por ácidos o bases acaban afectando al pH del interior de las esferas y por eso cambian de color.
Usamos indicadores comerciales en clase pero en casa se pueden utilizar extractos naturales que cambian de color con el pH como la col lombarda o la piel de los rábanos.
También podemos utilizar las esferas de alginato para ilustrar el fenómeno de la luminiscencia. Basta con añadir un compuesto luminiscente a la solución de alginato antes de formar las esferas. Una manera sencilla es utilizar riboflavina (vitamina B2) que muestra fluorescencia con la luz ultravioleta. Puedes usar riboflavina pura o extraerla de algunos alimentos como los sobres de natillas instantáneas.
Extracción de la riboflavina (opcional):
Fabricación de esferas luminiscentes:
Si añadimos tinta termocrómica a la solución de alginato podemos ilustrar el fenómeno de la convección. En Japón existe una tinta termosensible basada en cristales violetas de una lactona (no confundir con la tintas térmicas que se usan en impresoras térmicas) que sirve muy bien para ilustrar fenómenos térmicos.
Las esferas de alginato comenzarán a moverse por efecto de la convección. Comenzarán a ascender al calentarse y disminuir así su densidad y cuando lleguen arriba y se enfríen, volverán a hundirse al aumentar su densidad. Al mismo tiempo las esferas de alginato cambiarán de color mostrando que la convección está asociada a un cambio de temperatura.
Parte de este trabajo ha sido financiado por el proyecto Teaching Enquiry with Mysteries Incorporated (TEMI) (Peleg et al., 2015), perteneciente al 7º programa marco para financiación de la investigación sobre “Ciencia en sociedad” con cargo a la partida Nº 321403.