Nanotecnología y seguridad alimentaria

En la actualidad, el papel de la nanotecnología en la vida humana es innegable, dado que una amplia gama de industrias, en particular los sectores de la alimentación y la medicina, se han visto drásticamente influenciados.

Los nanomateriales pueden contribuir a la seguridad alimentaria mediante la formación de nuevos ingredientes de tamaño nanométrico con características fisicoquímicas modificadas. Las nanotecnologías pueden inhibir el crecimiento de microorganismos que deterioran los alimentos al reclutar agentes nuevos y únicos que participan en la eliminación de microbios de los alimentos o prevenir la adhesión de células microbianas a las superficies de los alimentos. Por lo tanto, la nanotecnología podría considerarse una herramienta de alto potencial en el envasado, la seguridad y la conservación de alimentos. Además, la prevención de la formación de biopelículas al alterar la adherencia de bacterias a la superficie de los alimentos es otro enfoque nanotecnológico útil.

Recientemente, se han diseñado y desarrollado biosensores basados en nanopartículas para detectar patógenos transmitidos por los alimentos y sustancias peligrosas a través de complicados mecanismos. A lo largo del último medio siglo, se han empleado muchos métodos como la liofilización y el secado por aspersión para aumentar la viabilidad en las industrias alimentarias; sin embargo, también se han desarrollado otros enfoques novedosos, como los métodos de encapsulación. Es cierto que algunas bacterias beneficiosas, como los probióticos, aportan diversos beneficios para la salud humana, aunque solo sea en un número suficiente y con viabilidad en los productos alimenticios y el tracto gastrointestinal (GI).

La encapsulación de estas valiosas cepas microbianas mediante nanopartículas mejora la supervivencia de los probióticos en condiciones extremas, como niveles extremos de temperatura, pH y salinidad durante el procesamiento de productos alimenticios y dentro del tracto gastrointestinal. La supervivencia y eficacia de los microorganismos encapsulados depende de distintos factores, incluida la función de los componentes de la pared celular en las bacterias y el tipo de materiales de revestimiento.

Aplicación de la nanotecnología para la seguridad alimentaria

• Detección de sustancias nocivas en los alimentos

Los nanosensores resultan beneficiosos para las fábricas de alimentos, dado su gran potencial para cuantificar y detectar bajas concentraciones de compuestos orgánicos, patógenos y otras sustancias químicas. Además, estos dispositivos pueden indicar una respuesta rápida, alta sensibilidad, así como recuperación e integrar arrays a gran escala. Por ejemplo, los nanosensores se utilizan para la detección de organofosforados (procedentes de pesticidas) en el agua y las frutas.

Existen muchos méritos respecto a la utilización de nanosensores en la categoría de tecnología alimentaria, por ejemplo, bajos costes e instrumentación portátil con respuestas rápidas, alta sensibilidad (bajos límites de detección) y excelente sensibilidad.

El nanosoporte es el tipo más reciente de nanosensor que ha surgido como los componentes fundamentales de los sistemas micro (nano)electromecánicos, como los sensores de masa de base nanomecánica. El núcleo principal de estos nanosensores está compuesto por sustancias derivadas de pequeñas piezas de silicio capaces de detectar patógenos microbianos y proteínas tóxicas en los alimentos. Si bien las interacciones biomoleculares específicas ocurren entre un objetivo en solución y el receptor inmovilizado en la superficie de un nanosoporte, surge una flexión mecánica en este último como resultado de un cambio en la tensión superficial, la masa, el ángulo óptico y la frecuencia, lo que convierte las interacciones bioquímicas en una respuesta nanomecánica dependiente de la concentración de los nanosoportes.

Puntos de seguridad en nanotecnología alimentaria

Recientemente, muchas industrias se han visto gravemente afectadas por la nanotecnología; como resultado, el mercado de productos que contienen nanopartículas ha experimentado un crecimiento considerable. Junto con los diferentes méritos de la nanotecnología en la ciencia de los alimentos, como la reproducción rápida, también se han planteado otras cuestiones como los aspectos éticos, normativos y políticos, así como cuestiones de seguridad pública y medioambiental.

Los nanomateriales pueden presentar características biológicas y fisicoquímicas sustancialmente diversas en comparación con sus respectivos equivalentes a granel, y estas características desconocidas presentan riesgos impredecibles. A pesar de los numerosos estudios realizados en este ámbito, las consecuencias del contacto directo de la ingesta oral y los nanomateriales en los seres humanos continúan sin estar claras y requieren una evaluación de riesgos más detallada.