Nanotecnologia. Ingredients més petits, amb més sabor i més segurs
En les últimes dues dècades, els avenços en enginyeria dels materials han fet possible aconseguir partícules molt, però que molt petites, 10.000 vegades més fines que un cabell humà (entre 1 i 100 nanòmetres). Aquestes nanopartícules tenen una composició química idèntica a la d’aquesta mateixa matèria a gran escala. Tanmateix, en les noves dimensions microscòpiques, aquestes partícules no es comporten de la mateixa manera que les homòlogues més grans.
La ciència que estudia el comportament i les aplicacions de la matèria en aquesta escala és la nanotecnologia. Encara que potser és poc conegut pel gran públic, fa dues dècades que s’aplica en l’agricultura i la indústria alimentària. El Departament d’Agricultura dels EUA va obrir el camí el 2003, però el gran salt ha tingut lloc els últims cinc anys. Aquesta embranzida s’explica pel creixement imparable de la població, que obliga a aplicar noves tecnologies a la producció d’aliments per a aconseguir productes més frescos, que es conserven més temps i amb més sabor.
Paral·lelament, altres sectors han incorporat la nanotecnologia als seus productes. Es fa servir en medicaments per millorar-ne l’assimilació, en cosmètics perquè actuïn allí on desitgem i, fins i tot, a la roba esportiva per a aconseguir mitjons amb propietats antibacterianes. En la cadena alimentària, s’aplica des de l’agricultura fins al disseny de nous aliments i l’envasament.
Collites més segures
Al voltant del 40% del rendiment de la collita mundial és destruïda per plagues abans de la recol·lecció. Aquesta circumstància agreuja el dilema a què s’enfronta el sector agropecuari: donar menjar a una població creixent i afrontar les noves plagues derivades del canvi climàtic. Els fertilitzants i plaguicides són una arma de doble tall: necessaris per a augmentar les collites, però controvertits, quan no perillosos per a la salut si excedeixen d’uns certs límits.
La bionanotecnologia aplicada a l’agricultura millora la capacitat de les plantes per a absorbir els nutrients del sòl i busca alternatives als plaguicides químics en els cultius comercials. Per exemple, es fan servir nanopartícules de silici per a evitar la proliferació de fongs i millorar la qualitat de les baies en els cultius de nabius. O s’apliquen després de la collita per garantir la salubritat de la fruita. Al Centre per al Desenvolupament de la Nanociència i la Nanotecnologia (CEDENNA) de la Universitat de Santiago de Xile desenvolupen nanopartícules fluorescents per detectar concentracions de plaguicides en fruites i hortalisses segons les normatives de residus mínims. “Ens permetran aconseguir menys temps d’anàlisis i menys cost d’operació”, indica Rafael Melo, investigador de CEDENNA.
Aliments amb ingredients mínims
El sector alimentari no es queda al marge d’aquests avanços. Els nanomaterials són presents en alguns additius i colorants a fi de millorar les propietats nutricionals i organolèptiques dels aliments. Poden ser d’origen orgànic, mineral o sintètic. Per exemple, a la cuina, les famoses escumes, les emulsions o la gelatinització no serien el mateix sense la nanotecnologia, que les fa més estables.
Si agafem com a exemple la natura, ja es pot millorar les propietats dels aliments. Pot ser afegint ingredients bioactius a escala microscòpica, com els omega 3 de la llet. O modificant determinats ingredients per retirar aquells micronutrients potencialment perillosos o menys saludables. Aquesta tasca es coneix com a nanobioenginyeria i obre un ventall de possibilitats per a la indústria alimentària, amb ganes d’oferir productes millorats que ajudin a atreure l’interès dels consumidors.
Ara bé, abans que els humans aconseguissin nanomaterials als laboratoris, la natura ja s’encarregava de crear micel·les orgàniques (petites partícules solubles en aigua amb dos pólvores: unes que atreuen l’aigua i unes altres, els lípids) de mida nano per millorar l’assimilació dels aliments. Les micel·les de la caseïna de la llet (càpsules grasses en les quals viatgen les molècules de caseïna) en són un bon exemple. Més encara, durant la digestió, la bilis nano encapsula els greixos en micel·les perquè les puguem absorbir.
Actualment, per decidir si un producte es pot consumir o no, només hi ha dues maneres de saber-ho: la data de caducitat impresa en l’envàs i el control al supermercat per a localitzar un deteriorament evident produït, entre d’altres, per una temperatura o humitat excessiva durant el transport o l’emmagatzematge. Fins i tot si el producte està envasat en atmosfera modificada, la fiabilitat no és del 100%. Els controls de qualitat a la fàbrica per detectar fuites en els envasos són invasius, és a dir, destrueixen el producte. Això fa que les revisions mèdiques de qualitat siguin per mostreig i aleatòries, de manera que no es pot garantir la seguretat en el 100% dels envasos.
Aplicar un embalatge actiu amb indicadors de colors ajudaria a saber com està realment un aliment fresc sense haver de trencar l’envàs. D’aquesta manera es contribuiria a reduir el malbaratament alimentari.
Com encaixaria el consumidor comprar un producte en què l’envàs porti una imprimació de nanometalls? Alguns estudis revelen que els beneficis de l’envàs actiu xoquen amb la mentalitat del consumidor. Allargar la vida útil d’un producte al supermercat sembla una contradicció amb el concepte de frescor, interpretat normalment com d’“envasament recent” i no com “en bon estat”.
Farà falta, doncs, molta pedagogia per vèncer aquestes reticències, encara que segons la tecnòloga dels aliments Beatriz Robles, s’implementaran a mitjà termini. “Aquest tipus de tecnologia aporta més control de l’aliment, que, al seu torn, redunda en més seguretat alimentària i menys malbaratament. Si ho emmarquem, a més, en un context en el qual el comerç en línia d’aliments frescos també creix, és lògic pensar que molt aviat vindran amb l’etiqueta i ens indicaran com han estat transportats i si estan en bones condicions per a ser consumits”, explica la tecnòloga i nutricionista.
Si les etiquetes amb la data de caducitat ens van ensenyar a mirar el paper i no l’aliment per saber si un tall de carn estava en bon estat, potser en un futur no tan llunyà haurem d’aprendre a mirar l’envàs.
Ultraprocessats més saludables?
Menjar millor sense canviar gaire la dieta és el somni del consumidor. El nanoencapsulament ens ho posa més fàcil. N’hi ha prou de treure, posar o protegir uns certs micronutrients –vitamines, proteïnes, carbohidrats, àcids grassos…– embolicar-los en nanomolècules perquè els absorbim millor o fer-los més digeribles. O per a inhibir un possible sabor desagradable. La nanotecnologia aplicada als aliments busca millorar-ne les característiques nutricionals, sense que deixin de ser el que són. És a dir, no canviaran els hàbits de consum, sinó els nutrients o els efectes metabòlics dels productes.
María Romero-Peña, científica del laboratori Active AgriScience al Canadà, aconseguia recentment una margarina de canola (una varietat de la colza) únicament a base d’aigua, oli de canola i una petita quantitat de carbohidrat nanoencapsulat utilitzat com a emulsionant. “Amb aquesta tecnologia podem substituir els olis vegetals alts en greixos saturats per oli de canola, més saludable i amb molts menys greixos saturats. És just el que busquen moltes persones que volen portar una alimentació més saludable”, explica aquesta investigadora.
Una de les dianes de la nanotecnologia aplicada a la indústria alimentària són els àcids grassos omega 3. El valor cardioprotector que té és inqüestionable, però la disponibilitat es concentra bàsicament en els peixos blaus, com la tonyina o les sardines. L’evidència demostra que molts ciutadans consumeixen poc de peix i molt menys el blau pel sabor intens. En canvi, es consumeix molta carn. La nanotecnologia fa possible crear productes carnis amb les propietats del peix.
L’Institut d’Investigació de Carn i Productes Carnis (IProCar) i la Universitat d’Extremadura han estudiat la viabilitat de nanoencapsular els omega 3 per a enriquir delícies de pollastre sense que es noti el sabor de peix. “Els consumidors no són capaços de detectar el sabor en els nuggets quan aquests àcids grassos van encapsulats, mentre que sí que els noten en els que porten l’oli sense encapsular. Això és per l’oxidació dels lípids i les proteïnes”, expliquen els investigadors. En els productes amb omega 3 nanoencapsulats, els àcids grassos no arriben a oxidar-se perquè s’alliberen a l’estómac i això millora notablement el sabor del producte. Especialment, per a aquelles persones a les quals no els agrada el sabor de peix.
És important no perdre de vista que, per moltes vitamines, omega 3 o nutrients d’alt valor biològic que s’afegeixin a un ultraprocessat fregit, continuarà sent poc saludable i de consum ocasional. Així ho recalca la tecnòloga dels aliments, Beatriz Robles. “Les nanotecnologies són la punta de llança per a millorar la composició d’aliments. Però modificar lleugerament o reformular un producte insà no el farà saludable. Si tenim al cap el consumidor, és una tecnologia més beneficiosa en termes de seguretat alimentària que nutricional”, explica.
Sal amb menys sodi
Un altre cavall de batalla és la sal. A la Universitat de Nottingham (Regne Unit) tenien com a objectiu aquest condiment. Aconseguiren modificar els cristalls a escala nanomètrica per intensificar el sabor, però amb fins a un 50% menys de sodi. D’aquesta manera, per a obtenir el mateix sabor, es podria fer servir fins a un 90% menys de sal en els aliments, un dels ingredients crítics en què es recomana reduir-ne el consum per a evitar problemes de salut.
Les investigacions en nanoingredients també treballen a fons per aconseguir additius que millorin el sabor dels aliments i dels conservants que n’allarguen la vida útil. En aquesta direcció, es busca minimitzar la mida d’alguns antioxidants, com el zinc, el seleni, el coenzim Q10, els carotenoides o els licopens. Així, es millora l’absorció i l’estabilitat d’aquests compostos.
La possible acumulació de les nanopartícules i la manca d’estudis concloents sobre els possibles efectes és un dels grans esculls perquè s’apliqui de manera massiva. “Cada vegada són més les aplicacions de la nanotecnologia descrites per a la indústria alimentària i la previsió és que n’augmentin els usos pels avantatges que ofereixen les propietats d’aquests materials. A causa precisament d’aquestes propietats especials dels nanomaterials, hi ha la preocupació sobre la seguretat, sobretot pel limitat coneixement sobre els efectes d’aquests materials en la salut humana i perquè s’hi augmenti l’exposició”, explica Amaia de Ariño Otxoa, responsable de riscs alimentaris de la Fundació Basca per a la Seguretat Agroalimentària (Elika). És a dir, encara són necessaris més estudis que valorin la seguretat d’aquests productes i que se n’aprovi la comercialització. No arribaran al mercat europeu aliments que no siguin completament segurs. Si agafem com a exemple els aliments transgènics i la desconfiança que susciten en part de la població, els responsables de consum, fabricants i autoritats de seguretat alimentària haurien d’aprofitar aquesta lenta implementació per a preparar les estratègies informatives davant dels probables recels de part dels consumidors.
Atenció a l’envàs
Quan l’estat de conservació d’un aliment no és adequat, els microorganismes patògens poden proliferar i produir toxines que fan malbé l’aliment, n’alteren el sabor i generen infeccions digestives potencialment greus. Són perilloses i els efectes no sempre els podem detectar amb la vista o l’olfacte. Els envasos actius incorporen nanopartícules que reaccionen amb aquestes toxines i alerten que l’aliment no està en bon estat. Un exemple són les nanopartícules magnètiques d’òxid de ferro, que detecten si hi ha listèria en la llet, o les d’or, que revelen les aflatoxines de la fruita seca.
Aquests nanosensors, coneguts entre els experts en qualitat com “nanocodis de barres biològics”, funcionen com a indicadors de colors i sembla que es convertiran en una excel·lent eina en l’àmbit de la seguretat alimentària. Són envasos que incorporen una espècie de segell o un film al qual s’afegeixen partícules d’òxid de metall i que canvia de color si el producte que emmagatzema no reuneix les qualitats que el consumidor espera.
Les aplicacions són innombrables. Poden detectar nivells elevats d’histamina en el peix, sulfits en mariscos o nitrits en la carn i d’aquesta manera evitar que els que tinguin quantitats més altes de les permeses puguen arribar als consumidors. També ajuden a conèixer l’estat de l’aliment durant el transport per tota la cadena de subministrament. Fins i tot quan l’aliment a primer cop d’ull sembla apte per al consum i l’etiqueta diu que encara no ha caducat, aquests envasos avisarien si s’ha produït algun contratemps durant el procés logístic i l’aliment ha patit una degradació de les proteïnes o l’enranciment dels àcids grassos, per exemple. En aquests productes l’etiqueta amb la data de consum preferent indicarà que és apte per al consum, però l’indicador colorimètric alertarà que no.
Una tercera funció és detectar el frau pur i dur. Si una empresa pretén vendre com a bio un producte que porti fertilitzants, pesticides no autoritzats, l’envàs canviarà de color.
A Espanya ja hi ha projectes en marxa que treballen sobre aquests envasos actius. L’associació d’empreses d’alimentació i centres d’investigació gallecs, Clusaga, lidera el projecte FoodTechINK, un programa d’investigació sobre com aplicar els nous indicadors colorimètrics en la indústria alimentària amb l’objectiu de monitorar la qualitat i la cadena del fred en aliments frescos envasats. Compta amb finançament del Ministeri d’Indústria, Comerç i Turisme i hi participen el Centre Tecnològic de la Carn (CTC) i les empreses ColorSensing, Cofrico i el grup Eroski.
Conservar els aliments durant més temps
Amb el punt de mira posat a reduir el malbaratament alimentari, entre el 2016 i el 2019, la Unió Europea va finançar el projecte Nanopack, una recerca sobre embalatges antimicrobians amb nanopolímers que alliberaven gradualment olis essencials. Es va aconseguir inhibir la floridura del pa tres setmanes, allargar la vida de les cireres un 40% i la del formatge groc un 50%. “Treballem amb molts tipus d’aliments frescos, pa, rebosteria, lactis i proteïnes càrnies. L’objectiu és trobar la millor combinació i concentració d’olis essencials i el millor format d’embalatge per a cadascun”, explicava Elisa Valderrama, participant en el projecte i investigadora al Centre Tecnològic Alimentari (CTIC-CITA) de La Rioja.
Ester Segal , coordinadora del projecte, reconeixia que la tecnologia existeix, “però cal aconseguir l’acceptació dels consumidors”. Els que treballen en aquests projectes ja tenen l’exemple de les reticències que causen els transgènics. El dilema amb què es troben és com comunicar aquests avenços perquè no hi hagi una part de la societat que es tanqui en banda per pors infundades.
També necessiten el vistiplau de les autoritats sanitàries, un tràmit que la urgència de la pandèmia ha retardat en gran manera. Sense oblidar que l’alça dels preus dels aliments i les matèries primeres dificulten a curt termini la introducció de tecnologies que, si bé podrien millorar la seguretat alimentària, encariran de segur l’envasament. I cal ser realistes: qualsevol nova incorporació que encareixi el cistella d’anar a comprar en un moment tan inflacionista com l’actual ho té difícil per prosperar.
Però aquests productes serien més cars? Evidentment, tots els avenços que s’afegeixen encariran la producció. Aquest sobrecost es pot compensar amb la possibilitat d’allargar la vida útil del producte uns quants dies més enllà de la data de consum preferent. Però, el sobrecost també pot repercutir en el producte final, com un plus que el consumidor paga per tenir més informació sobre el que compra. Per exemple, aquest tipus de tecnologia es pot utilitzar només per a fruites ecològiques seleccionades, ja més cares de sortida.
En definitiva: la ciència avança a passos vertiginosos, fins i tot en l’àmbit més minúscul. Sens dubte, molt més de pressa del que les autoritats de seguretat alimentària arriben a aprovar. Totes dues velocitats són comprensibles i necessàries perquè el que mengem demà sigui millor, però també, més segur.
Els nanomaterials artificials s’inclouen legalment en la categoria de nous aliments, regulada pel Reglament 2015/2283. Es defineixen com “qualsevol material produït intencionadament que tingui una o més dimensions del voltant dels 100 nanòmetres (nm) o menys, o que estigui compost de parts funcionals diferenciades, internament o en superfície, moltes de les quals tinguin una o més dimensions del voltant de 100 nm o menys”. La tecnòloga dels aliments Beatriz Robles explica que “per a ser comercialitzats han de passar per un procés previ d’autorització, que la Comissió Europea tan sols atorga si l’aliment no planteja risc per a la salut i no indueix a error”. De l’avaluació d’aquests aliments se n’encarrega l’Autoritat Europea de Seguretat Alimentària (EFSA). “Els consumidors podem saber si un aliment en porta, ja que el Reglament 1169/2011 obliga que s’identifiquin en la llista d’ingredients mitjançant la paraula ‘nano’ entre parèntesis després de l’ingredient al qual es refereixen”, indica Robles.
La Unió Europea ja ha autoritzat l’ús en material d’envasament per a aliments alguns nanomaterials, com el carbonat de calci (E170) o l’argila bentonita (E558). També està aprovat com a additiu el diòxid de silici (E551), un antiaglutinant nanomètric habitual en càpsules de cafés, condimentats i arrebossats.