Nanotecnología en alimentos
Date
2021-10-29
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Nanotecnología
Es el uso o creación de pequeñas herramientas de nano escala que a partir de la síntesis, manipulación y creación de aparatos y sistemas funcionales; lo que incluye materia orgánica e inorgánica muy pequeños en el rango de 0.2nm-100nm.
Algo remarcable de esto, es que cuando manipulamos la materia en esta escala de átomos y moléculas se muestran algunas propiedades nuevas. Ya que esto los puede volver más reactivos, afecta su resistencia, y propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas. Estas nuevas propiedades se siguen explorando para conocer más y explotarlos.
Nanotecnología de Alimentos
Los consumidores cada vez buscamos una mejora de los procesos y alimentos para tener productos frescos, menos procesados pero que luzcan y conserven propiedades de un producto recién elaborado. Como por ejemplo, alimentos poco procesados, platillos precocidos o preparados, semipreparados o que solo requieran calentamiento y la comida rápida.
Las nanotecnologías de alimentos incluyen el procesamiento y empaquetamiento de los alimentos. Tales aplicaciones pueden incluir la liberación de nano partículas (como micelas, liposomas, nanoemulsiones, nanoparticulas y nanoparticulas biopolimericas), bioseguridad, así como nanotoxicidad.
Pues se han desarrollado herramientas tecnológicas o técnicas que logran mantener la conservación de alimentos buscando alternativas de tratamientos térmicos y el uso de tratamientos no térmicos de conservación para conseguir alimentos más sanos y no tan perecederos [1–6].
Aplicación de nanotecnología en alimentos
Empaques y recubrimientos
Se hace el uso de nanomateriales que van a proteger ante los efectos mecánicos, térmicos, químicos o microbiológicos externos.
Un ejemplo de esto es el uso de arcilla montmorillonita para mejorar características del nailon, como propiedades mecánicas y térmicas. Los nano materiales al mejor tales características permiten la reducción del material utilizado funcionando como rellenos. Entre ellos la arcilla de montmorillonita, caolinita, nanotubos de carbono y láminas de grafeno.
Liberación nutraceútica
Existe una gran variedad de ingredientes funcionales tales como: drogas, vitaminas, antimicrobianos, antioxidantes. Saborizantes colorantes, preservantes. Que son componentes importantes de productos de la industria como medicamentos, productos de cuidado de la salud, cosméticos, agroquímicos y alimentos.
Un sistema de liberación conlleva varias características:
· Funciona como vehículo del ingrediente
· Protección del ingrediente de la degradación biológica y química
· Mantener una controlada liberación
· Mantener compatibilidad con los demás componentes; manteniendo las propiedades físicas, químicas y organolépticas
También el enriquecimiento de muchos alimentos como; leche desnatada con omega 3, huevos con DHA, los probioticos, prebióticos, alimentos con más fibra, alimentos con sustancias excitantes (como cafeína o ginseng) o sustancias tranquilizantes que se extraen de plantas y estos pueden mejorar funciones psicológicas relacionadas con la saciedad y sensación de hambre, rendimiento cognitivo, el humor y manejo del estrés.
Un ejemplo especifico es la adición de esteroles vegetales y estanoles en margarinas; disminuyendo su contenido de colesterol.
Seguridad y percepción
Se trata de que los alimentos se mantengan inocuos y con prevalencia de las propiedades organolépticas. Y es donde entra la participación de la nanotecnología que tiene múltiples aplicaciones como:
· Microdetector
· Uso de nanopartículas de plata, para mantener libre de bacterias entre otros microorganismos.
· Mayor seguridad en los procesos y traslado de alimentos a través de los sensores para patógenos y detección de contaminantes.
Un ejemplo un poco más específico es la detección de virus en este caso para la detección de SARS-CoV-2.
Para ello se requiere el uso de biosensores de transistor de efecto campo (Bio-FET) por sus siglas en inglés, el funcionamiento requiere la unión de un transistor con una biomolécula que va a ser el receptor del analito [4].
Ventajas y desventajas
Ventajas:
· Corrección de los desbalances en relaciones ambientales utilizando artefactos que pueden reorganizarlos los átomos y moléculas de la biosfera.
· Técnica bottom-up; consiste en la preparación de alimentos, pero sin desperdicios ni productos secundarios peligrosos.
· La posibilidad de producir materiales con mejor relación fuerza-peso, lo que podría eliminar la necesidad de infraestructura para sistemas masivos de generación de energía u otras características ya descritas.
Desventajas:
· Nanoproductos, que en un escenario insostenible podrían afectar el entorno y dañar la biosfera
· Podrían extender la brecha entre ricos y pobres.
· Una posible autorreplicaión agresiva de los nanobots que ocasionaría la destrucción de la biosfera [7].
Nanotecnología en la agricultura y alimentación
Dentro del sector alimenticio existen 4 ramas importantes de la tecnología tales son: la explotación agropecuaria y marina, procesamiento de alimentos y suplementos, empaquetamiento y nanobiotecnologia [5].
Tanto con la explotación agropecuaria, como con el procesamiento de alimentos y el empaquetamiento se busca que se aumente el rendimiento, el sabor, nutrientes y seguridad de los alimentos y con ello conseguir que estos nutrientes lleguen directamente a las células o los órganos que los necesitan.
La otra rama importante es la nanobiotecnología donde hay una construcción de estructuras artificiales a partir de nucleótidos una aplicación de estos en los alimentos es el uso de ADN origami, para transportar de fármacos micelas de polímero y partículas orgánicas [8].
Alimentos transgénicos
Dentro de esta categoría tenemos a los alimentos que fueron modificados genéticamente o que se le hayan agregado genes de la misma especie o de otras.
Las modificaciones se pueden realizar a través de varios métodos existen de tipo físico: microinyección, electroporación de protoplastos y biobalística. Y de tipo biológico como el caso del uso de Agrobacterium tumefaciens que incorpora de manera natural la secuencia transgénica al infectar a las plantas. Tales modificaciones han provocado la producción de multiples alimentos modificados y transgénicos en la industria alimentaria como: Cultivos con resistencia a plagas, herbicidas y virus, también se ha conseguido maduración retardada, colores diferentes en flores y enriquecimiento nutrimental [2]. Disminuir enfermedades por carencia vitamina A. Con el proyecto banana 21 se trata de atacar el problema de la deficiencia de precursor de vitamina A en áfrica.
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