¿Cómo se forma un Ooho (envase resistente y biodegradable hecho a base de algas pardas y cloruro de calcio), del punto de vista de la química?

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Esta doble textura se consigue a través de un proceso conocido como gelificación. La gelificación es el proceso mediante el cual se espesan y estabilizan soluciones líquidas. En el caso de la esferificación, la gelificación se produce por la unión entre moléculas solubilizadas de alginato con iones de calcio. Se trata pues, de una gelificación iónica de tipo externa o interna (relacionada con nuestro proyecto).

La gelificación interna es aquella que sucede cuando, los átomos de calcio migran desde el exterior de la esfera a su interior, es decir, desde la solución de calcio donde se sumergen las esferas, hacia el interior de las mismas, por unión al alginato que rodea dichas esferas. Como consecuencia de esta unión, se produce un reordenamiento estructural, resultando en la formación de un gel.

Proceso (esferificación básica):

El líquido a esterificar se mezcla con una solución de alginato (2 gramos de alginato/150ml de líquido) y se bate en una batidora; se debe dejar disolver un tiempo y se deben eliminar las burbujas producidas en el batido (pueden crear puntos débiles en la membrana de gelificación). Esta mezcla, se aplica sobre una solución de cloruro de calcio (4 gramos de cloruro cálcico/500ml de líquido), produciéndose la gelificación interna.

Tras la mezcla, existe un gradiente osmótico entre el interior esfera y el baño de cloruro cálcico, que actúa como fuerza motriz, para que el calcio pueda migrar a través de la matriz de alginato. El calcio dispersa los iones de sodio y crea cadenas que se van uniendo.

Cuando dos cadenas de bloque G se alinean, se forman sitios de coordinación (un ion de Calcio) (divalente)) se une a dos grupos carboxilos del bloque G de dos molécula de alginato diferentes, lo que permite que las moléculas de alginato se unan. Al formarse uniones ion-dipolo y dipolo-dipolo entre las cadenas de moléculas del alginato y los iones de calcio finalmente se disponen formando una malla o membrana semirrígida, presentando una forma similar a una “caja de huevos“. [pic 5]

[pic 6][pic 7][pic 8]

Datos:

- Treinta segundos, es el tiempo óptimo para conseguir la gelificación de la membrana externa y mantener el interior líquido.

- El alginato sólo es capaz de gelificar a valores de pH neutros o en el rango entre 4 y 7. Para estabilizar estos valores de pH, en las esferificaciones se suele usar el citrato de sodio.

- Si en la estructura polimérica del alginato hay mayor cantidad de bloques G, generalmente el gel es duro y frágil, mientras que con la presencia de mayor proporción de bloques M, el gel formado se presenta suave y elástico.

Conclusión:

Tal como lo pensamos, “al mezclarse el cloruro de calcio con el alginato de sodio en las justas proporciones en presencia de agua, utilizando la técnica de la esterilización, se logra formar una membrana impermeable tridimensional que logra contener agua en su interior sin reventar”

Pero ahora sabemos que todo esto se debe a las propiedades del alginato, de formar retículos poliméricos y su carácter polianiónico, lo que le da una gran capacidad al momento de retener líquidos y la influencia de una fuente de iones de calcio, siendo en éste caso el cloruro de calcio, colaborando a la gelificación interna, provocando una reordenación de la estructura y trayendo por consecuencia la formación de uniones ion-dipolo y dipolo-dipolo entre las cadenas de moléculas del alginato y los iones de calcio que se disponen de tal manera que se forme la membrana tridimensional, semirrígida e impermeable, llegando a la tan nombrada esterificación.

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