Desarrollan biosensores para alimentos libres de microorganismos

Científicos del Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos (DCTA), de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN), en México, desarrollan biosensores que inactivaran microorganismos dañinos en alimentos, además de que permitirán el chequeo y control de las temperaturas durante su proceso, para conservar y garantizar al máximo su calidad nutricional.

Los biosensores aplicados a los procesos térmicos en alimentos son dispositivos sencillos y además de bajo costo que presentan una dependencia al tiempo y temperatura e indican un cambio irreversible. Asímismo tienen la capacidad de inactivar los microorganismos o enzimas indeseables en los alimentos, lo que permite evaluar un proceso alimenticio sin emplear contaminantes.

Los procesos térmicos en los alimentos se basan en la aplicación de calor durante un tiempo determinado para la destrucción de los microorganismos patógenos que puedan existir en el producto, y prevenir el desarrollo de aquellos que puedan causar un deterioro del mismo.

El monitoreo y control de las temperaturas de almacenamiento y proceso de los alimentos es imprescindible, debido a que un proceso con exceso de calor puede reducir la calidad del producto y sus propiedades nutricionales, aunque asegure su inocuidad; es decir, que el alimento no dañará la salud del consumidor.

Los procesos térmicos en alimentos o la elaboración de los mismos requieren suficiente calor para desactivar el desarrollo de microorganismos y, de manera paralela a este proceso, se llevan a cabo cambios en características nutricionales y sensoriales de los mismos. “La optimización de las operaciones en el procesamiento de alimentos se enfoca en alcanzar el objetivo del proceso térmico, que es pasteurizar o esterilizar, mientras se minimiza el daño a los nutrimentos y componentes sensoriales. Esto se logra mediante el mejor control de los tiempos de calentamiento y la optimización de sus perfiles”, explicó el doctor Armando Robledo Olivo, profesor investigador del Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos y candidato del Sistema Nacional de Investigadores (SNI).

Los biosensores aplicados a los procesos térmicos en alimentos también son conocidos como integradores o indicadores tiempo-temperatura (TTI, por sus siglas en inglés), son dispositivos sencillos y de bajo costo que presentan una dependencia al tiempo y temperatura e indican un cambio irreversible. Además tienen la capacidad de inactivar los microorganismos o enzimas indeseables en los alimentos, lo que permite evaluar un proceso alimenticio sin emplear contaminantes.

“Este tipo de sensores tiene un uso muy relevante, porque nos pueden dar una idea de qué está pasando con el alimento durante los procesos térmicos. Es muy importante el diseño de nuevos alimentos con algunos aditamentos que puedan prevenir o dar mayor información sobre el producto dentro de la industria del alimento”, comentó el doctor Mario Alberto Cruz Hernández, jefe del Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos de la UAAAN.

“La importancia de los integradores tiempo-temperatura o biosensores es que se puede realizar una evaluación en el lugar, tanto del contenido microbiano como del contenido vitamínico, utilizando modelos matemáticos mediante la función del integrador tiempo-temperatura”, señaló el doctor Robledo Olivo.

Los biosensores o integradores tiempo-temperatura se componen de dos materiales principales. El contenedor que es un material polimérico, plástico; y el contenido, que en este caso son enzimas. En estos sensores se encapsula la enzima dentro del contenedor, su tamaño y forma deben simular algún alimento, ya sea de forma esférica, como son los chícharos, o de forma cilíndrica semejante a los frijoles, pueden ser cuadros simulando carne cortada, etcétera.

“Un punto frío es el lugar donde no se aplica el calor para llevar a cabo la pasteurización o esterilización en cuanto a su tiempo y temperatura. Estos biosensores los colocamos dentro del proceso de pasteurización, ya sea en una lata o dentro de un contenedor para comida precocida, y estos dispositivos nos van a permitir encontrar algunos puntos fríos dentro de la lata o dentro del proceso del alimento”, detalló el doctor Robledo Olivo.

Además, de manera alternativa, el proceso térmico puede ser evaluado con el uso de estos integradores o biosensores como un indicador de la seguridad y la calidad de los procesos en alimentos.

El científico Robledo Olivo indicó que la innovación en estos biosensores recae en el uso de enzimas provenientes de microorganismos termófilos o termotolerantes en este tipo de compuestos. Estas enzimas tienen la capacidad de poder evaluar tiempos largos e incluso temperaturas elevadas en la esterilización.

Los biosensores o integradores tiempo-temperatura se componen de dos materiales principales. El contenedor que es un material polimérico, plástico; y el contenido, que en este caso son enzimas. En estos sensores se encapsula la enzima dentro del contenedor, su tamaño y forma deben simular algún alimento, ya sea de forma esférica, como son los chícharos, o de forma cilíndrica semejante a los frijoles, pueden ser cuadros simulando carne cortada, etcétera.

“Un punto frío es el lugar donde no se aplica el calor para llevar a cabo la pasteurización o esterilización en cuanto a su tiempo y temperatura. Estos biosensores los colocamos dentro del proceso de pasteurización, ya sea en una lata o dentro de un contenedor para comida precocida, y estos dispositivos nos van a permitir encontrar algunos puntos fríos dentro de la lata o dentro del proceso del alimento”, detalló el doctor Robledo Olivo.

“Estamos iniciando esta línea de investigación, se están sumando cada vez más tesistas con el interés de desarrollar este tipo de tecnologías y también tenemos contacto con empresas del ramo de los jugos para una posible aplicación de estos biosensores. Estamos abiertos a más participaciones con instituciones o empresas”, añadió Robledo Olivo.

Para finalizar, el doctor Cruz Hernández aseveró que esta investigación cuenta con gran potencial de aplicación en diversas áreas, principalmente en el sector alimentario.

“El futuro del proyecto, en lo que hemos visto hasta ahora, tiene gran relevancia en el desarrollo de nuevos productos y nuevos procesos, porque habrá necesidad de trabajar sobre la evaluación de estos productos o procesos y ver cómo funciona el biosensor. Van a salir diferentes aplicaciones, ahora estamos iniciando con estas, pero buscaremos más”. (Fuente: AGENCIA INFORMATIVA CONACYT/DICYT)