Nanotecnoloxía. Ingredientes máis pequenos, con máis sabor e máis seguros
Nas últimas dúas décadas os avances en enxeñaría dos materiais fixeron posible lograr partículas moi, pero que moi pequenas, 10.000 veces máis finas que un cabelo humano (entre 1 e 100 nanómetros). Esas nanopartículas teñen unha composición química idéntica á desa mesma materia a grande escala. Con todo, nas súas novas dimensións microscópicas, estas partículas non se comportan igual que as súas homólogas máis grandes.
A ciencia que estuda o comportamento e as aplicacións da materia a esta escala é a nanotecnoloxía. Aínda que poida que sexa algo pouco coñecido polo gran público, leva dúas décadas aplicándose na agricultura e a industria alimentaria. O Departamento de Agricultura dos EUA abriu o camiño en 2003, pero o gran despegue tivo lugar nos últimos cinco anos. Este salto explícase polo crecemento imparable da poboación, que obriga a aplicar novas tecnoloxías á produción de alimentos para lograr produtos máis frescos, que se conserven máis tempo e con maior sabor. Paralelamente, outros sectores foron incorporando a nanotecnoloxía aos seus produtos. Úsase en medicamentos para mellorar a súa asimilación, en cosméticos para que actúen alí onde se desexa e ata na roupa deportiva para lograr calcetíns con propiedades antibacterianas. Na cadea alimentaria, as súas aplicacións van desde a agricultura ata o deseño de novos alimentos e o envasado.
Colleitas máis seguras
Ao redor do 40% do rendemento da colleita mundial é destruída por pragas antes da recolección. Esta circunstancia agrava o dilema ao que se enfronta o sector agropecuario: dar de comer a unha poboación crecente e afrontar as novas pragas derivadas do cambio climático. Os fertilizantes e praguicidas son unha arma de dobre fío: necesarios para aumentar as colleitas, pero controvertidos, cando non perigosos para a saúde se exceden de certos límites.
A bionanotecnoloxía aplicada á agricultura mellora a capacidade das plantas para absorber os nutrientes do chan e busca alternativas aos praguicidas químicos nos cultivos comerciais. Por exemplo, úsanse nanopartículas de silicio para evitar a proliferación de fungos e mellorar a calidade das bagas nos cultivos de arandos. Ou aplícanse despois da colleita para garantir a salubridade da froita. No Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología (CEDENNA) da Universidad de Santiago de Chile desenvolven nanopartículas fluorescentes para detectar concentracións de praguicidas en froitas e hortalizas acorde ás normativas de residuos mínimos. “Permitirannos alcanzar menores tempos de análises e menor custo de operación”, sinala Rafael Melo, investigador de CEDENNA.
Alimentos con ingredientes mínimos
O sector alimentario non se queda á marxe destes avances. Os nanomateriais están presentes nalgúns aditivos e colorantes para mellorar as propiedades nutricionais e organolépticas dos alimentos. Poden ser de orixe orgánica, mineral ou sintética. Por exemplo, na cociña, as famosas espumas, as emulsións ou a xelatinización non serían o mesmo sen a nanotecnoloxía, que as fai máis estables.
Se tomamos exemplo da natureza, xa é posible mellorar as propiedades dos alimentos. Pode ser engadindo ingredientes bioactivos a escala microscópica, como os omega 3 do leite. Ou modificar determinados ingredientes para retirar aqueles micronutrientes potencialmente perigosos ou menos saudables. Esta tarefa coñécese como nanobioenxeñaría e abre un abanico de posibilidades para a industria alimentaria, desexosa de ofrecer produtos mellorados cos que atraer o interese dos consumidores.
Agora ben, antes de que os humanos lograsen nanomateriais nos seus laboratorios, a natureza xa se encargaba de crear micelas orgánicas (pequenas partículas solubles en auga con dous polos: un que atrae a auga e o outro os lípidos) de tamaño nano para mellorar a asimilación dos alimentos. As micelas da caseína do leite (cápsulas graxas nas que viaxan as moléculas de caseína) son un bo exemplo diso. Máis aínda, durante a dixestión, a bile nanoencapsula as graxas en micelas para que poidamos absorbelas.
Na actualidade, para decidir se un produto pode ou non consumirse, só hai dúas ferramentas: a data de caducidade impresa no envase e o control no supermercado para localizar un deterioro evidente producido, entre outras, por unha excesiva temperatura ou humidade durante o transporte ou almacenamento. Ata se o produto está envasado en atmosfera modificada, a fiabilidade non é do 100%. Os controis de calidade na fábrica para detectar fugas nos envases son invasivos, é dicir, destrúen o produto. Isto fai que os seguimentos da calidade sexan por mostraxe e aleatorios, de forma que non se pode garantir a seguridade no 100% dos envases.
Aplicar un packaging activo con indicadores de cores axudaría a saber como está realmente un alimento fresco sen ter que romper o envase. Desta forma contribuiríase a reducir a dilapidación alimentaria.
Como encaixaría o consumidor comprar un produto cuxo envase leve unha imprimación de nanometais? Algúns estudos revelan que os beneficios do envase activo chocan coa mentalidade do consumidor. Alongar a vida útil dun produto no supermercado parece unha contradición co concepto de frescura, interpretado normalmente como de “envasado recente” e non como “en bo estado”.
Fará falta, pois, moita pedagoxía para vencer esas reticencias, aínda que segundo a tecnóloga dos alimentos Beatriz Robles, acabarán implementándose a medio prazo. “Este tipo de tecnoloxía achega un maior control do alimento, que, á súa vez redunda en maior seguridade alimentaria e menor desperdicio. Se o enmarcamos, ademais, nun contexto no que o comercio online de alimentos frescos tamén está crecendo, é lóxico pensar que pronto virán coa súa etiqueta onde indique como foron transportados e se están en boas condicións para ser consumidos”, explica a tecnóloga e nutricionista.
Se as etiquetas coa data de caducidade nos ensinaron a mirar o papel e non o alimento para saber se un filete estaba en bo estado, talvez nun futuro non tan afastado teñamos que aprender a mirar o envase.
Ultraprocesados máis saudables?
Comer mellor sen cambiar demasiado a dieta é o soño do consumidor. O nanoencapsulado ponllo máis fácil. Basta con quitar, poñer ou protexer certos micronutrientes –vitaminas, proteínas, hidratos de carbono, ácidos graxos…– e envolvelos en nanomoléculas para que os absorbamos mellor ou facelos máis dixeribles. Ou para inhibir un posible sabor desagradable. A nanotecnoloxía aplicada aos alimentos busca mellorar as características nutricionais destes, sen que deixen de ser o que son. É dicir, non van cambiar os hábitos de consumo, senón os nutrientes ou os efectos metabólicos dos produtos.
María Romero-Pena, científica do laboratorio Active Agri-
Science no Canadá, lograba recentemente unha margarina de colza, unicamente a base de auga, aceite e unha pequena cantidade de hidrato de carbono nanoencapsulado usado como emulxente. “Con esta tecnoloxía podemos substituír os aceites vexetais altos en graxas saturadas por aceite de colza, máis saudable e con moitas menos graxas saturadas. É xusto o que buscan moitas persoas que queren levar unha alimentación máis saudable”, explica esta investigadora.
Nanocápsulas de omega 3
Unha das dianas da nanotecnoloxía aplicada á industria alimentaria son os ácidos graxos omega 3. O seu valor cardioprotector é incuestionable, pero a súa dispoñibilidade concéntrase fundamentalmente nos peixes azuis, como o atún ou as sardiñas. A evidencia demostra que moitos cidadáns consumen pouco peixe e moito menos o azul polo seu intenso sabor. En cambio, consómese moita carne. A nanotecnoloxía fai posible crear produtos cárnicos coas propiedades do peixe.
O Instituto de Investigación de Carne y Produtos Cárnicos (IProCar) e a Universidad de Extremadura estudaron a viabilidade de nanoencapsular os omega 3 para enriquecer nuggets de polo sen que se note o sabor a peixe. “Os consumidores non son capaces de detectar o sabor nos nuggets cando eses ácidos graxos van encapsulados, mentres que si os notan nos que levan o aceite sen encapsular. Isto débese á oxidación dos lípidos e proteínas”, explican os investigadores. Nos produtos cos omega 3 nanoencapsulados, os ácidos graxos non chegan a oxidarse porque se liberan no estómago e iso mellora notablemente o sabor do produto. En especial, para aquelas persoas ás que non lles agrada o sabor a peixe. É importante non perder de vista que, por moitas vitaminas, omega 3 ou nutrientes de alto valor biolóxico que se engadan a un ultraprocesado frito, vai seguir sendo pouco saudable e de consumo ocasional. Así o recalca a tecnóloga dos alimentos, Beatriz Robles. “As nanotecnoloxías son a punta de lanza para mellorar a composición de alimentos. Pero modificar lixeiramente ou reformular un produto insán non o vai facer saudable. Tendo en mente ao consumidor, é unha tecnoloxía máis beneficiosa en termos de seguridade alimentaria que nutricional”, explica.
Sal con menos sodio
Outro cabalo de batalla é o sal. Na Universidade de Nottingham (O Reino Unido) o seu obxectivo foi este condimento. Lograron modificar os cristais a escala nanométrica para intensificar o sabor, pero con ata un 50% menos de sodio. Desta forma, para obter o mesmo sabor, poderíase usar ata un 90% menos de sal nos alimentos, un dos ingredientes críticos cuxo consumo é recomendable reducir para evitar problemas de saúde .
As investigacións en nanoingredientes tamén se empregan a fondo para lograr aditivos que melloren o sabor dos alimentos e conservantes que alarguen a súa vida útil. Nesta dirección, búscase minimizar o tamaño dalgúns antioxidantes, como o zinc, o selenio, a coenzima Q10, os carotenoides ou os licopenos. Así, mellórase a absorción e a estabilidade destes compostos.
A posible acumulación das nanopartículas e a falta de estudos concluíntes sobre os seus posibles efectos é un dos grandes escollos para a súa aplicación masiva. “Cada vez son máis as aplicacións da nanotecnoloxía descritas para a industria alimentaria e a previsión é que os seus usos vaian en aumento debido ás vantaxes que ofrecen as propiedades destes materiais. Debido precisamente a estas propiedades especiais dos nanomateriais, existe preocupación sobre a súa seguridade, sobre todo polo limitado coñecemento sobre os efectos destes materiais na saúde humana e porque a exposición vaia en aumento”, explica Amaia de Ariño Otxoa, responsable de riscos alimentarios da Fundación Vasca para la Seguridad Agroalimentaria (Elika). É dicir, aínda son necesarios máis estudos para valorar a seguridade destes produtos e que se aprobe a súa comercialización. Non chegarán ao mercado europeo alimentos que non sexan completamente seguros. Se tomamos como exemplo os alimentos transxénicos e a desconfianza que suscitan en parte da poboación, os responsables de consumo, fabricantes e autoridades de seguridade alimentaria deberían aproveitar esta lenta implementación para preparar as estratexias informativas fronte aos probables receos de parte dos consumidores.
Atención ao envase
Cando o estado de conservación dun alimento non é o adecuado, os microorganismos patóxenos poden proliferar e producir toxinas que estraguen o alimento, alteren o seu sabor e ocasionen infeccións dixestivas potencialmente graves. Son perigosas e os seus efectos non sempre son detectables coa vista ou o olfacto. Os envases activos incorporan nanopartículas que reaccionan con esas toxinas e alertan de que ese alimento non está en bo estado. Un exemplo son as nanopartículas magnéticas de óxido de ferro, que detectan se hai listeria no leite, ou as de ouro para revelar as aflatoxinas dos froitos secos.
Estes nanosensores, coñecidos entre os expertos en calidade como “nanocódigos de barras biolóxicos” funcionan como indicadores de cores e están chamados a converterse nunha excelente ferramenta no ámbito da seguridade alimentaria. Son envases que incorporan unha especie de selo ou un filme ao que se lle engaden partículas de óxido de metal e cambia de cor se o produto que se almacena neles non reúne as calidades que o consumidor espera.
As aplicacións son innumerables. Poden detectar niveis elevados de histamina no peixe, sulfitos en mariscos ou nitritos na carne e así evitar que aqueles con cantidades máis altas das permitidas poidan chegar aos consumidores. Tamén axudan a coñecer o estado do alimento durante o seu transporte por toda a cadea de subministro. Ata cando o alimento a primeira ollada parece apto para o consumo e a etiqueta di que aínda non caducou, estes envases avisarían se se producise algún contratempo durante o proceso loxístico e o alimento sufriu unha degradación das proteínas ou o enranciamento dos ácidos graxos, por exemplo. Nestes produtos a etiqueta coa data de consumo preferente indicará que é apto para o consumo, pero o indicador colorimétrico alertará de que non.
Unha terceira función é a de detectar a fraude pura e dura. Se unha empresa pretende vender como bio un produto que leve fertilizantes, praguicidas non autorizados, o envase cambiará de cor.
En España xa existen proxectos en marcha que están a traballar sobre estes envases activos. A asociación de empresas de alimentación e centros de investigación galegos, Clusaga, lidera o proxecto FoodTechINK, un programa de investigación sobre como aplicar os novos indicadores colorimétricos na industria alimentaria co obxectivo de monitorizar a calidade e a cadea de frío en alimentos frescos envasados. Conta con financiamento do Ministerio de Industria, Comercio e Turismo e nel participan o Centro Tecnolóxico da Carne (CTC) e as empresas ColorSensing e o grupo Eroski.
Conservar os alimentos máis tempo
Coa vista posta en reducir o desperdicio alimentario, entre 2016 e 2019, a Unión Europea financiou o proxecto Nanopack, unha investigación sobre embalaxes antimicrobianos con nanopolímeros que soltaban paulatinamente aceites esenciais. Logrouse inhibir o mofo do pan tres semanas, alargar a vida das cereixas un 40% e a do queixo amarelo un 50%. “Traballamos con moitos tipos de alimentos frescos, pan, repostaría, lácteos e proteínas cárnicas. O obxectivo é atopar a mellor combinación e concentración de aceites esenciais e o mellor formato de embalaxe para cada un”, explicaba Elisa Valderrama, participante no proxecto e investigadora no Centro Tecnológico Alimentario (CTIC-CITA) da Rioxa.
Ester Segal, coordinadora do proxecto, recoñecía que a tecnoloxía existe, “pero hai que lograr a aceptación dos consumidores”. Os que traballan nestes proxectos xa teñen o exemplo das reticencias que causan os transxénicos. O dilema co que se atopan é como comunicar estes avances para que non haxa unha parte da sociedade que se peche en banda por medos infundados.
Tamén necesitan o visto bo das autoridades sanitarias, un trámite que a urxencia da pandemia atrasou moito. Sen esquecer que a alza dos prezos dos alimentos e as materias primas dificultan a curto prazo a introdución de tecnoloxías que, aínda que poderían mellorar a seguridade alimentaria, encarecerán seguro o envasado. E hai que ser realistas: calquera nova incorporación que encareza a cesta da compra nun momento tan inflacionista como o actual ten difícil prosperar.
Pero estes produtos serían máis caros? Evidentemente, todos os avances que se engadan encarecerán a produción. Ese aumento de custo pódese compensar coa posibilidade de alargar a vida útil do produto varios días máis aló da data de consumo preferente. Pero, ese aumento de custo tamén pode repercutir no produto final, como un plus que o consumidor paga para ter máis información sobre o que compra. Por exemplo, este tipo de tecnoloxía pódese empregar só para froitas ecolóxicas seleccionadas, xa máis caras de saída. En definitiva: a ciencia avanza a pasos vertixinosos, ata no ámbito máis minúsculo. Sen dúbida, moito máis rápido do que as autoridades de seguridade alimentaria alcanzan a aprobar. Ambas velocidades son comprensibles e necesarias para que o que comamos mañá sexa mellor, pero tamén, máis seguro.
Os nanomateriais artificiais inclúense legalmente na categoría de novos alimentos, regulada polo Regulamento 2015/2283. Son definidos como “calquera material producido intencionadamente que teña unha ou máis dimensións da orde dos 100 nanómetros (nm) ou menos, ou que estea composto de partes funcionais diferenciadas, internamente ou en superficie, moitas das cales teñan unha ou máis dimensións da orde de 100 nm ou menos”. A tecnóloga dos alimentos, Beatriz Robles, explica que “para ser comercializados deben pasar por un proceso previo de autorización, que a Comisión Europea só outorga se o alimento non suscita risco para a saúde e non induce a erro”. De avaliar estes alimentos encárgase a Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA). “Os consumidores podemos saber se un alimento os leva, xa que o Regulamento 1169/2011 obriga a que se identifiquen na lista de ingredientes mediante a palabra “nano” entre parénteses despois do ingrediente ao que se refiran”, sinala Robles.
A Unión Europea xa autorizou para o seu uso en material de envasado para alimentos algúns nanomateriais, como o carbonato de calcio (E170) ou a arxila bentonita (E558). Tamén está aprobado como aditivo o dióxido de silicio (E551), un elemento que evita o amazocamento nanométrico habitual en cápsulas de café, sazonados e rebozados.