Nanotecnología en alimentos, te contamos qué es

La nanotecnología en la industria alimentaria tiene su aplicación en áreas como la calidad y la seguridad alimentaria, el desarrollo de nuevos productos y el envasado. En un futuro cercano, una hamburguesa que reduzca el colesterol no será imposible.

La nanotecnología, a través de la nanociencia, definida por algunos como la reestructuración de los alimentos a nivel atómico o molecular, orientados a la obtención de nanoingredientes con mejores propiedades, es una realidad en la que tanto gobierno como iniciativa privada invierten en investigación y desarrollo de esta rama de la nanotecnología.

Sin necesariamente tener que hacer referencia a su orden de importancia, es posible definir al menos dos funciones básicas de un alimento:

• Hedónica
• Fisiológica

Nanotecnología y sus aplicaciones en la industria de alimentos y bebidas

Desde un punto de vista hedónico, la función del alimento es la de satisfacer las expectativas relacionadas con los atributos sensoriales del mismo a través de la percepción de sus sabores, aromas, colores y texturas, complementada ésta con la ingesta apropiada que permite saciar el apetito generado por el consumo de energía producto tanto de la actividad física como mental.

Mientras que, desde lo fisiológico, la principal función consiste en aportar en calidad y cantidad los macro y micro-nutrientes necesarios para cubrir los requerimientos nutricionales que en una dieta equilibrada, serán – en parte – responsables de la salud y bienestar de los individuos.

En este sentido, existen cada vez más pruebas científicas que apoyan la hipótesis de que ciertos alimentos, así como algunos de sus componentes tienen efectos físicos y psicológicos beneficiosos, gracias al aporte de nutrientes básicos.

Lo que se complementa con el hecho de que hoy en día, la ciencia de la nutrición desde la definición clásica, de cómo evitar las deficiencias de micro-nutrientes y mantener la adecuada suficiencia de macro-nutrientes, ha evolucionado hacia los conceptos de nutrición "positiva" u "óptima".

Nutrición adecuada

A medida que la ciencia de la nutrición evoluciona de la propuesta de "nutrición adecuada" al de "nutrición óptima", los investigadores y tecnólogos han pasado a centrarse más en la identificación de componentes biológicamente activos en los alimentos. Los cuales ofrezcan la posibilidad de mejorar las condiciones físicas y mentales, así como de reducir el riesgo a contraer enfermedades.

Se ha descubierto que muchos productos alimenticios tradicionales, como las frutas, las verduras, la soja, los granos enteros y la leche contienen componentes que pueden resultar beneficiosos para la salud. A lo que se agrega el desarrollo de nuevos alimentos que añaden o amplían estos componentes beneficiosos por las ventajas que suponen para la salud y sus convenientes efectos psicológicos.

Todo ello dentro de un grupo de alimentos que ha dado en denominarse “funcionales”, y que consumidos como parte de una dieta normal aporta nutrientes específicos, que en muchos casos actúan a nivel de las rutas del metabolismo básico del organismo humano.

Esto hace especialmente necesario que sumado a sus propiedades “funcionales” perse, estos nutrientes específicos deban poseer atributos de estabilidad fisico-química y bio-disponibilidad tales que aseguren su absorción, aún biológicamente activos en el punto donde deben ser partícipes de las reacciones metabólicas correspondientes.

Es desde este requerimiento, donde es entonces posible observar la sinergia existente entre Alimentos Funcionales y Nanotecnología, que da nacimiento al innovador concepto de “Nanoalimentos Funcionales o Interactivos”.

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Particularidades de la nanotecnología

Es a partir de que el físico Richard Feyman, durante una conferencia de la American Physical Sociaty llevada a cabo en el año 1959, hace referencia al inicio de una era en la que átomos individuales y moléculas podrían ser utilizados para crear estructuras complejas a muy pequeña escala, que surge el concepto de “Nanotecnología”.

Hoy, la nanotecnología se caracteriza por el desarrollo de nuevos productos y procesos que utilizan materia cuyo tamaño varía de aproximadamente de 0,1 a 100 nanómetros. Dado que un nanómetro (nm) es la millonésima parte de un milímetro, verdaderamente se trata de la "ciencia de lo diminuto".

Para darnos una idea en términos comparativos, el diámetro de un átomo es aproximadamente una décima parte de un nanómetro, una molécula de agua tiene un diámetro de casi 0,3 nm una molécula de ADN mide alrededor de 2,5 nm de ancho y el espesor de un cabello humano es de unos 80 mil nm.

La nanotecnología explota el hecho de que, a nanoescala, las propiedades de un material pueden diferir sustancialmente de las que ese mismo material posee a mayor escala.

En áreas como la agricultura, ya se han desarrollado y aprobado para su uso intensivo, nanocidas o pesticidas inteligentes, que utilizan un sistema de liberación controlada por una nanocápsula de polímero modificado para que adquiera propiedades selectivas de adhesión sobre las partes de los organismos vegetales que requieren ser protegidos.

De este modo las nanocápsulas se mantienen inertes hasta que son ingeridas por los insectos depredadores y una vez en su aparato digestivo, por efecto de los jugos del tracto digestivo liberan la sustancia activa dentro del cuerpo del insecto.

De igual forma que ha revolucionando el mundo de la medicina y la agricultura, la nanotecnología ya ha comenzado a incorporarse como una tecnología emergente en el mundo de los alimentos desarrollando el concepto de lo que se ha dado en llamar “nanoalimentos”.

Nanotecnología aplicada al diseño de alimentos

El microscopio electrónico y más recientemente el desarrollo de herramientas tales como microscopios de sonda, han proporcionado oportunidades sin precedentes para comprender la estructura heterogénea de alimentos en los sub-niveles de su estructura molecular.

Esto ha proporcionado nuevas soluciones a problemas previamente intratables en la ciencia y tecnología de los alimentos ofreciendo nuevos enfoques para la selección racional de las materias primas, o el tratamiento de esos materiales para mejorar la calidad de los productos alimenticios.

Esta capacidad de utilizar la nanociencia para mejorar la calidad de los materiales a través de la comprensión y el perfeccionamiento de sus estructuras a nanoescala es un ejemplo de una forma de la nanotecnología que se ha llamado nanotecnología incremental.

Mientras que, cuando la reducción en el tamaño de las estructuras es acompañada por cambios en las propiedades que brindan soluciones radicalmente nuevas a nivel de innovación y desarrollo de nuevas oportunidades de mercado, las mismas se consideran ejemplos de lo que se ha denominado nanotecnología evolutiva.

El potencial impacto de la nanotecnología aplicada al diseño de alimentos, no es ajeno a los gobiernos de los principales países desarrollados, quienes en lo que va de la década han incrementado sustancialmente la inversión en investigación y desarrollo en el área de nanoalimentos.

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Rediseñando alimentos

En estos mismos niveles de inversión en investigación y desarrollo por parte de sus organizaciones gubernamentales, se encuentran países como Japón y los principales miembros de comunidades como la Unión Europea, entre ellos Inglaterra y Alemania.

Hoy en día la aplicación de esta novel tecnología facilitaría el potencial desarrollo de productos con regularmente niveles de grasa entre un 25.0% y un 35.0 %, rediseñándolos con contenidos menores a 1.0%, y manteniendo sus características de textura y palatibidad al nivel de aceptación del producto regular.

Sería factible elaborar hamburguesas que pudieran reducir el colesterol o modificarlas de acuerdo al gusto o requerimientos nutricionales de su consumidor. Además de envasarlas en empaques que por su composición “inteligente”, detecten e inactiven microorganismos deteriorativos que pueda haber contaminando el producto, evitando sus efectos o alertando sobre su presencia en el mismo.

A partir de ello, algunos definen a esta tecnología como la reestructuración de los alimentos a nivel atómico o molecular, generando nanopartículas de ingredientes y componentes activos, con el objetivo de mejorar la seguridad alimentaria y optimizar las propiedades nutritivas, además de mejorar aspectos organolápticos característicos.

En la actualidad, las compañías productoras de alimentos más importantes del mundo, tienen establecidas a nivel de horizonte I y II, plataformas de innovación relacionadas con el desarrollo de procesos y obtención de nuevos ingredientes para aplicar al diseño y elaboración de nanoalimentos funcionales.

¿Qué comemos?

Nanoingredientes utilizados en estas aplicaciones incluyen nanopartículas de hierro o zinc, nanocápsulas que contienen coenzima Q10 u Omega 3 y nanoaditivos estabilizantes. Se cuenta también con nanopartículas de carotenóides solubles en agua con mejora de su biodisponiblidad en jugos de frutas asépticos, y licopenos sintéticos aprobados como GRAS.

Actualmente se estima que existe en el mercado internacional una oferta de nanoalimentos cercana a 600 productos y alrededor de 400 a 500 diferentes aplicaciones de nanotecnología en envases. Es posible encontrar aplicaciones del concepto de nanoalimentos funcionales en productos elaborados en base a aceite de canola, panificación, aditivos y suplementos alimentarios, margarinas y jugos envasados.

Por ejemplo en Israel se ha desarrollado un aceite de canola que contienen nanogotas (micelas) con vitaminas, minerales y fitoquímicos como antioxidantes. Otro ejemplo puede ser visto en Australia, donde una compañía de panificación diseñó nanocápsulas que contienen aceite de pescado con alto contenido de Omega 3.

El cual es incorporado a sus productos de tal modo que ingeridos los mismos éste no se libera hasta tanto el producto llega al estómago eliminando la percepción negativa de los sabores característicos de los aceites de pescado durante el consumo de los panes.

Nanopartículas con inclusión de antioxidantes, son elaboradas por proceso de encapsulación y adicionadas a diferentes productos logrando de este modo evitar su inactivación a nivel del estómago y primer tramo del tracto gastrointestinal, con lo cual se incorporan al torrente sanguíneo hasta en concentraciones superiores al 70%, aumentando de este modo la eficacia de su función a nivel celular.

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Orientación de la nanotecnología en la industria

Dado que el concepto de nanotecnología se está expandiendo rápidamente, especialmente en países de alto desarrollo tecnológico, es de esperar que en un muy corto lapso de tiempo los elaboradores de nanoalimentos funcionales presenten al mercado una importante oferta de nuevos productos y envases diseñados en base a esta tecnología.

En principio, el foco de los desarrollos se orienta a la obtención de nanoingredientes con mejores propiedades en términos de absorción y biodisponibilidad, que incluyen vitaminas, minerales, ácidos grasos esenciales y otros nutrientes y nutracéuticos, que a la luz de la existencia de las ingestas diarias recomendadas, significaría la posibilidad de optimizar su contenido en la composición de los nanoalimentos en los que estén presentes.

Esto hace que estos mismos productores y comercializadores se encuentren frente a una serie de desafíos que son clave de éxito o fracaso en el desarrollo e introducción al mercado de estos novedosos productos, y que incluyen factores relacionados con:

• Tecnología
• Regulación
• Comunicación

Desde lo tecnológico la gestión y manejo del conocimiento de modo tal que el mismo esté disponible en el momento adecuado para la toma de decisión así como la capacidad para poder llegar al mercado en tiempo y forma son elementos que están presentes desde el momento de analizar la factibilidad de nuevos proyectos que incluyan el diseño de nanoalimentos como los mencionados en párrafos anteriores.

Teniendo en cuenta que las proteínas en los alimentos son a menudo estructuras globulares de entre 1 y 10 nm de tamaño, y que la mayoría de los polisacáridos y lípidos son estructuras lineales del orden de nanómetros, es posible pensar en cientos de posibles aplicaciones de la nanotecnología alimentaria.

Nanotecnología y la regulación alimentaria

Comprender la naturaleza de las nanoestructuras en los alimentos permitirá una mejor selección de materias primas y de una mayor calidad de los alimentos a través de la transformación.

Técnicas como la microscopía electrónica y los nuevos microscopios de sonda, tales como la microscopía de fuerza atómica (AFM), han empezado a revelar la naturaleza de estas estructuras, lo que permitirá la selección racional, modificación y transformación de ellas como ingredientes funcionales más eficientes.

Yendo a los aspectos relacionados con regulación alimentaria, la evolución en el ámbito de la alimentación hacia el concepto de “alimentación óptima”, y la más creciente perspectiva de la utilización de productos de la nanotecnología en esta área genera grandes debates.

Es por ello, que sin lugar a duda alguna, a la capacidad técnica de las empresas productoras y comercializadoras, así como a la de los grupos de investigación y desarrollo, debe agregarse la capacidad de incorporar desde las etapas tempranas del proyecto a los expertos en regulación alimentaria.

De tal modo conocer con suficiente anticipación los requerimientos legales correspondientes para la elaboración y comercialización de nuevos productos basados en el uso de nanotecnología. Como así también promover la participación de sus expertos, en los foros de análisis y discusión de las normas y legislaciones actuales y futuras incorporando a estas regulaciones con suficiente antelación los avances logrados por la ciencia.

Aunque las autoridades de reglamentación promueven las políticas de ser cautos en la utilización de la nanotecnología, anticipan que la mayoría de sus aplicaciones en alimentos son consideradas para su aprobación como segura y beneficiosa para el consumidor.

De cara al futuro

Es por ello, que a pesar de que la nanotecnología promete mucho de cara al futuro, es natural que, como en el caso de toda tecnología incipiente, los consumidores se preocupen por sus posibles riesgos para la salud humana y el medio ambiente.

Estudios realizados en el mercado estadounidense durante el año 2007, muestran que en la actualidad el nivel de conocimiento sobre nanotecnología por parte de los consumidores en general es bajo, y más específicamente su aplicación en el área de nanoalimentos. Esto hace que la correcta comunicación hacia los consumidores respecto del rol de los alimentos funcionales o interactivos en la alimentación, y de los beneficios asociados a su consumo, sea un claro desafío.

Es muy importante tener en cuenta el hecho de que estudios con consumidores realizados recientemente muestran una tendencia en aumento de la desconfianza de estos.

Especialmente sobre la veracidad de las propiedades y beneficios declarados en las etiquetas de los nuevos productos, lo que desde un punto de vista del mercado es una variable fuerte en la toma de decisión de compra por parte de los potenciales consumidores. Ver material complementario

Nanotecnología y consumidores

La opinión de los consumidores tiende a ser vital para la exitosa aplicación de la nanotecnología en la industria alimentaria. Teniendo en cuenta las lecciones del debate global sobre el uso y aplicación de organismos genéticamente modificados, es importante que tanto beneficios como riesgos de la nanotecnología se discutan abiertamente, considerando en ello la cuestión del etiquetado.

En particular, el uso del término "nano" o términos relacionados, como parte de la marca de un producto es en la actualidad una cuestión que no está claramente definida. Sería útil si los organismos de regulación alimentaria proporcionen directrices de cómo hacer uso de los términos correctos y armonizados desde el inicio.

Por ejemplo, cuando el término “nano” se utiliza debería ser importante definir en la etiqueta cómo la nanotecnología ha sido utilizada en el desarrollo del producto, y por qué este proceso mejora la calidad del mismo.

En general, ha aumentado considerablemente el interés de los consumidores por conocer la relación que existe entre la dieta y la salud. Hoy en día, la gente reconoce en mayor medida, que llevar un estilo de vida sano, incluida la dieta, puede contribuir a reducir el riesgo de padecer enfermedades y dolencias, y a mantener el estado de salud y bienestar.

Esto hace que los consumidores se interesen mucho más por entender y comprender las propiedades tanto de los productos terminados como de sus ingredientes. Ver material complementario.
Sin embargo, consultados sobre los riesgos y/o beneficios asociados al consumo de nanoalimentos su nivel de conocimiento está muy por debajo de los valores de otros tipos de alimentos, lo que da también la oportunidad de planear adecuadamente su comunicación.

Conservación natural de alimentos con nanotecnología

Nanoalimentos

Un enfoque desigual por parte de las diferentes organizaciones gubernamentales respecto de la definición de nanoalimentos así como de su rotulación y etiquetado, podría ser percibido por los consumidores como una laguna que permitiría introducir al mercado productos sin los adecuados protocolos y pruebas para su aprobación.

Dada la ambigüedad de la situación de la utilización de nanopartículas de alimentos, ingredientes o aditivos autorizados en los alimentos o materiales en contacto con los mismos, las autoridades responsables de la regulación deben hacer recomendaciones claras sobre su uso y consumo.

Finalmente, es probable que la mayoría de los aspectos de la nanotecnología incremental que permiten mejorar la calidad del producto y la elección de mejores ingredientes, se perciban como cambios progresivos en la tecnología estándar.

No obstante hay algunas cuestiones, en particular las relacionadas con el uso accidental o deliberado de las nanopartículas en los alimentos o materiales en contacto con los alimentos, que pueden provocar la preocupación de los consumidores.

Es particularmente importante garantizar que los consumidores puedan tener las herramientas necesarias para acompañar la toma de decisión en la compra de los productos diseñados en base al uso de la nanotecnología, disponiendo en tiempo y forma de la información para evaluar los beneficios y propiedades declaradas en sus etiquetas.

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