En nuestros días, la sociedad muestra, y cada vez más,
un gran interés por la alimentación,
ya sea por la calidad y sabor del producto,
o por la procedencia del mismo.
La importante tarea que supone cubrir las necesidades
de un gran número de consumidores,
provoca que se generen o se añadan compuestos con implicaciones
en la seguridad y la calidad de los alimentos.
Fruncimos el ceño ante palabras como alimentos procesados,
refinados o grasas saturadas.
En este sentido, la Comunidad Autónoma de Madrid
subvenciona un ambicioso proyecto de investigación
dentro del área de Tecnologías Agroalimentarias que,
desde una visión multidisciplinar, propone nuevos avances analíticos
para la determinación de un número importante de esos compuestos
y plantea la resolución de problemas e incertidumbres que puedan surgir
en las empresas relacionadas con la producción de alimentos.
Su nombre es AVANSECAL, más concretamente:
“Estrategias avanzadas para la mejora
y el control de la calidad y la seguridad de los alimentos”.
El Consorcio y su conjunto,
está formado por cinco grupos de investigación consolidados
de cuatro instituciones diferentes
y por dos laboratorios de la RedLab de la Comunidad de Madrid.
Los conocimientos científicos y técnicos
y los recursos instrumentales de los que disponen dichos grupos
y laboratorios avalan la capacidad para enfrentarse a los nuevos retos
que continuamente aparecen relacionados con la calidad
y la seguridad alimentaria.
Su objetivo es contribuir al avance del conocimiento científico,
aportando no solo resultados de alto impacto
en la comunidad científica nacional e internacional
y en el sector empresarial, sino también soluciones
a los problemas actuales de la industria alimentaria.
Acudimos a los centros donde el proyecto AVANSECAL se lleva a cabo;
uno a uno, nos cuentan en qué consiste su investigación
y cómo se transforman en resultados palpables
en las mesas de nuestros hogares.
Este es el recorrido por las sedes en las que se desarrolla AVANSECAL.
Primera parada, el centro coordinador:
El Grupo de Técnicas de Microseparación
de la Universidad de Alcalá tiene una amplia experiencia
en el desarrollo de métodos analíticos
que se basan en la utilización de técnicas de microseparativas,
que se consideran técnicas limpias
porque consumen una baja cantidad de disolventes químicos y de muestras,
por lo tanto tienen un bajo impacto medioambiental
y de ahí su interés.
El grupo en la actualidad está constituido
por 18 investigadores e investigadoras
entre los cuales se cuentan una catedrática de universidad,
varios profesores titulares de universidad,
investigadores postdoctorales e investigadores predoctorales.
Nuestro trabajo se centra en resolver problemáticas concretas
que se generan en el ámbito de la calidad y seguridad de los alimentos.
Por ello tiene un elevado interés para la sociedad.
Los residuos de la industria alimentaria
pueden constituir unas fuentes muy interesantes
para la obtención de sustancias bioactivas
que pueden tener efectos beneficiosos sobre la salud.
En nuestro grupo trabajamos
en revalorizar y reutilizar estos residuos.
Con ello disminuimos el coste económico
y el impacto medioambiental de su eliminación
incrementando la sostenibilidad de la cadena alimentaria.
Nuestro grupo trabaja hace tiempo en revalorizar los huesos de aceituna
y los huesos de frutas, melocotón, ciruela, nectarina,
de manera que al tener un elevado contenido de proteínas,
nos permiten obtener extractos de proteínas,
de los cuales vamos a poder obtener por hidrólisis,
péptidos bioactivos con interesantes actividades biológicas:
antioxidante, antihipertensiva, anticancerígena entre otras.
En nuestro caso, desarrollamos metodologías para la extracción
de estas proteínas y péptidos bioactivos y,
posteriormente, procedemos a su caracterización,
identificación y cuantificación.
La propuesta de moléculas marcadoras
de la calidad y seguridad de un alimento,
nos permite detectar adulteraciones.
Por ejemplo, nuestro grupo ha propuesto aminoácidos no proteicos
para detectar adulteraciones de aceite de oliva virgen
con aceites de semilla.
También hemos propuesto marcadores
para detectar adulteraciones de azafrán con gardenia.
Un método de adulteración muy sofisticado
y bastante difícil de detectar.
En algunos casos, para proponer estos marcadores,
utilizamos técnicas de metabolómica
que proporcionan una información masiva sobre un sistema.
Ello nos ha permitido, por ejemplo,
proponer marcadores para la autenticidad del azafrán.
Finalmente, también desarrollamos métodos
para poder diferenciar los enantiómeros de un compuesto quiral.
Estos enantiómeros pueden tener distinta actividad
si son constituyentes de un alimento
o distinta toxicidad si se trata de contaminantes
o de moléculas de interés medioambiental, de ahí su interés.
El CSIC también participa.
Y lo hace mediante dos grupos dedicados a AVANSECAL.
En el proyecto AVANSECAL, desde el Instituto de Ciencia y Tecnología
de los Alimentos y Nutrición,
participan dos grupos de investigación:
el Grupo Biocell centrado en la investigación
de fitoquímicos en los alimentos y el Grupo Techpro Food
centrado en la investigación de las reacciones química
que ocurren en los alimentos durante su procesado.
De forma conjunta, la investigación global es determinar
contaminantes químicos que ocurren durante el procesado de los alimentos
y tratar de buscar estrategias de mitigación
para la reducción de la formación de estos compuestos.
Entre los compuestos que investigamos se encuentran la acrilamida
y los tres monocloropropanodioles y otros contaminantes emergentes
de procesados como son los productos avanzados de glicación
más conocidos como AGE.
Un ejemplo muy claro de nuestra investigación es la acrilamida.
La acrilamida es un compuesto que se genera
durante el tratamiento térmico de los alimentos
cuando se someten a temperaturas superiores a 120 grados centígrados
y se origina como consecuencia de una reacción
que ocurre entre los azúcares y el aminoácido asparagina.
La acrilamida es un compuesto genotóxico mutagénico y carcinogénico
y ha sido clasificado por la Agencia Internacional
de Investigación contra el Cáncer
como probable carcinógeno para los humanos.
De ahí que la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria, la EPSA,
recientemente, en junio de 2015,
afirmó que la presencia de acrilamida en los alimentos
puede estar relacionada con el desarrollo
de determinados tipos de cáncer,
de ahí que suponga un riesgo para la población.
Cuando tratamos de analizar contaminantes químicos
en los alimentos es necesario utilizar metodología robusta.
En nuestro caso utilizamos la cromatografía de líquidos
acoplados a espectrometría de masa con dilución isotópica
para la determinación de acrilamida en los distintos grupos de alimentos.
Actualmente nuestro grupo está formado por dos investigadores
del Consejo Superior de Investigaciones Científicas
que pertenecen a tres institutos diferentes.
El Instituto de Química Orgánica General,
que es en el que nos encontramos,
el Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos y Nutrición
y el Instituto de Química Física Rocasolano.
Dentro del programa AVANSECAL nuestro grupo de investigación
aborda tareas relacionadas con el desarrollo de nuevas metodologías
o de nuevas estrategias para la mejora y evaluación,
tanto de la calidad como la seguridad de los alimentos.
En la línea de investigación que se centra en la evaluación
de la seguridad de los alimentos, en nuestro grupo de investigación,
desarrollamos nuevas metodologías para la detección
de contaminantes químicos de distinto tipo.
Estudiamos contaminantes orgánicos persistentes como las dioxinas,
los furanos, los pecedés o algunos retardantes de llama bromados,
normalmente en alimentos de origen animal.
Estudiamos también la presencia de pesticidas de distinta naturaleza
en alimentos de origen vegetal y la presencia de compuestos relacionados
con el envasado y conservación de alimentos.
En este caso lo que hacemos es estimar la migración
que se puede producir de estos compuestos
desde los envases a los alimentos que los contienen.
Por último y en esta misma línea, en lo que estamos trabajando
es en la búsqueda de nuevos biomarcadores en orina
que permitan hacer de forma sencilla
una estimación del nivel de exposición
que sufren los individuos a este tipo de compuestos.
En lo que se refiere a la línea en que se centra
el desarrollo de nuevas estrategias
para la mejora de la calidad de los alimentos,
en el grupo de investigación nos centramos en cuatro grandes bloques.
Por un lado, en el desarrollo y caracterización
de nuevos alimentos funcionales
cuyo objetivo final sea la mejora de la salud de los consumidores.
También nos centramos en el estudio del aprovechamiento y recuperación
de residuos de la industria hortofrutícola y vitivinícola
con el fin de conseguir compuestos bioactivos
que tengan unas determinadas propiedades, por ejemplo,
ácidos fenólicos que son conocidas sus propiedades
antioxidantes y antinflamatorias,
o ácidos grasos con características bioactivas como los omega-3.
Un tercer bloque en el que nos centramos en la caracterización
de compuestos bioactivos naturales como terpenos, carbohidratos
y péptidos de cadena corta, extraídos de muestras vegetales
que se usan en la alimentación como, por ejemplo, las mentas.
Por último, trabajamos en otro bloque
que se centra en la detección de adulteraciones
mediante el desarrollo de herramientas metabolómicas
que permitan autentificar distintos extractos vegetales o vinos
o esencias que puedan ser susceptibles de adulteración.
Dos universidades más participan de forma activa,
son la Universidad Complutense y la UNED:
El Grupo de Trazas, Especiación y Proteómica
es un grupo de excelencia consolidado de la UCM.
Tiene una amplia trayectoria investigadora de más de 20 años
y está constituido por 20 investigadores
formados como catedráticos, profesores titulares,
profesores contratados de universidad
y también estudiantes de doctorado.
Las principales líneas de investigación de este grupo,
que han ido variando con el tiempo,
se pueden centrar en la determinación de elementos traza y sus especies,
en la síntesis y caracterización de nanopartículas metálicas y,
en los últimos años, nos hemos centrado en la determinación
de contaminantes emergentes como pueden ser antibióticos
e hidrocarburos aromáticos policíclicos
en una amplia variedad de muestra,
como pueden ser muestras medioambientales, clínicas,
muestras de alimento y, también, estudios toxicológicos.
En los últimos años ha habido notable interés
en el desarrollo de nanomateriales.
Los nanomateriales son sustancias con un tamaño de 1 a 100 nanómetros
y tienen propiedades muy diferentes
a cuando la sustancia se encuentra en tamaño macro.
Estos nanomateriales se están utilizando actualmente
en multitud de campos, de la clínica, la medicina, la electrónica y,
también, en el campo alimentario.
En el grupo de investigación hemos centrado nuestro trabajo
en la síntesis y caracterización de diversos nanomateriales;
y uno de ellos es la nanopartícula de selenio.
Estas nanopartículas de selenio tienen una característica,
son antioxidantes y nos pueden servir
para preservar la vida útil del alimento.
Para ello hemos desarrollado un material
que incorpora nanopartículas de selenio y, por tanto,
disminuye la capacidad del alimento de ser oxidado
e incrementa su vida útil.
Las nanopartículas de selenio las hemos sintetizado en el laboratorio.
La síntesis es muy sencilla y consiste en una reacción
entre el selenio en forma de selenio cuatro, selenito,
y el ácido ascórbico que es un reductor.
A partir de ahí se forma el selenio cero,
nanopartículas de selenio cero.
Con el fin de estabilizar estas nanopartículas de selenio,
se utilizan estabilizantes.
Hemos seleccionado estabilizantes
que sean compatibles con la industria alimentaria,
porque era la aplicación, envases alimentarios,
y uno de ellos ha sido la hidroxietilcelulosa.
Estas nanopartículas de selenio, no solamente las estamos utilizando
para el desarrollo de envases con aplicación
en la industria alimentaria
sino también para la eliminación de biopelículas
o biofilms que es un problema importante de salud
dentro de la manipulación y la industria alimentaria.
La investigación del grupo de la UNED dentro del programa AVANSECAL
está focalizada en el desarrollo de nuevos tratamientos de muestra
para la determinación de antibióticos de distintas familias,
macrólidos o betalactámicos en muestras de de alimentos,
concretamente en muestras de alimentos de leche de oveja.
El análisis de los alimentos tiene una alta prioridad.
La legislación vigente que existe frente a esto
es cada vez más estricta.
Se requieren métodos que sean fiables, sencillos,
rápidos y económicos.
Hay una demanda creciente de métodos de tratamiento de muestra,
o de nuevos materiales que hagan estos más sencillos.
La UNED, dentro de este programa de AVANSECAL,
ha desarrollado nuevos métodos de tratamiento
que consisten en membranas funcionalizadas,
es decir, membranas que llevan injertadas
micropolímeros de impronta molecular, mixs se denominan.
Llevan en su interior una serie de compuestos en pequeñísima cantidad
que los hacen selectivos para los analitos que nosotros queremos,
en este caso para los antibióticos
que queremos determinar en las muestras de alimentos.
El proceso de funcionalización de la membrana es un poco complejo,
pero consiste en varias partes,
una de las primeras es que hay que funcionalizar la membrana de sílice
y hay que activarla;
después tendríamos que pasar a grabar un compuesto
que sería un iniciador para la posible polimerización
del polímero de impronta molecular.
Finalmente pasaríamos a polimerizar esta membrana
poniendo sobre su superficie la mezcla polimérica adecuada
junto con el analito,
o los analitos que queremos determinar de forma selectiva,
en una atmósfera exenta de oxígeno.
Se le va a hacer pasar una corriente
de un gas inerte como en este caso podría ser el nitrógeno.
Una vez que está hecho esto,
podemos utilizar la membrana para pasarla al siguiente paso
que sería la polimerización que se lleva a cabo
mediante una radiación ultravioleta.
Las membranas, una vez se han funcionalizado,
debemos extraer el analito que queda dentro del injerto
del polímero de impronta molecular.
Una vez que está extraído, este queda preparado para recibir
de forma selectiva estos compuestos, estos analitos.
La membrana ya funcionalizada se tiene que colocar en un soporte
y utilizarla como membrana de filtración,
o bien en batch o en continuo.
Si lo hacemos en batch podemos utilizar una jeringa o, si no,
mediante una bomba peristáltica.
La muestra se pasa a través de la membrana,
queda retenido nuestro compuesto y los demás analitos,
o los demás compuestos de la matriz, salen libremente.
Una vez que lo tenemos organizado
simplemente tenemos que eluir nuestro compuesto
y el extracto, que ya sólo contienen los analitos que nosotros queremos,
lo llevamos a la medida, a un instrumento de cromatografía
de líquidos con detección de masas, donde se realiza la separación,
la detección y la cuantificación.
Este método se ha aplicado a la determinación
de antibióticos macrólidos en muestras de leche de oveja.
Y el recorrido termina en los laboratorios
que completan el consorcio:
El de Electroquímica y Técnicas de Separación
y el Centro de Química Aplicada y Biotecnología.
El laboratorio de Electroquímica y Técnicas de Separación
cuenta con diverso equipamiento entre los que cabe destacar
diversos cromatógrafos de líquidos con detector de dioda ray,
triple cuadrupolo trampaiónica, un equipo de electroforesis capilar,
distintos espectrómetros de ultravioleta e infrarrojo,
un potencioestato galvanostato
y un equipo para la caracterización de muestras, un porosímetro.
Gracias a todo este equipamiento el laboratorio ofrece,
a través de un sistema de tarifas,
sus servicios a otros equipos de investigación
de la propia universidad o de otras universidades
y organismos públicos o privados.
El laboratorio participa dentro del programa AVANSECAL
dando apoyo científico y técnico a distintos objetivos del mismo,
fundamentalmente en lo que se refiere
al desarrollo de nuevas estrategias analíticas
para la detección de contaminantes en los alimentos.
Como principal aportación del laboratorio al programa AVANSECAL,
cabe destacar la preparación, caracterización y aplicación
de nuevas sílices mesoestructuradas
a la preparación de muestras tipo carnes, leches, etc.,
para la determinación de contaminantes en estos alimentos.
Los resultados obtenidos hasta el momento
han sido altamente satisfactorios puesto que se han encontrado
mejoras significativas frente a otros materiales comerciales
que se están utilizando hasta el momento.
Estamos en el Centro de Química Aplicada y Biotecnología
de la Universidad de Alcalá que es uno de los dos laboratorios
que participan en el proyecto AVANSECAL.
Este centro pertenece a la red de laboratorios
de la Comunidad de Madrid con el número 147
y es uno de los cuatro centros de investigación
que tiene actualmente la Universidad de Alcalá.
Este centro fue creado con el objetivo, con la idea,
de facilitar y promover la colaboración
de los grupos académicos de investigación
con empresas del sector privado.
La colaboración, fundamentalmente, es con tratos y proyectos
que están orientados en el campo de la farmaquímica.
Nuestra participación en el proyecto AVANSECAL
es colaborar con otros grupos y laboratorios
que forman parte del consorcio
aportando tecnologías analíticas avanzadas
y realizando actividades de síntesis orgánica
para preparar compuestos de interés
que pueden ser de útiles para algunos de los grupos de investigación
que participan en el consorcio, por ejemplo,
estamos trabajando actualmente en la síntesis de líquidos iónicos
para utilizarlos en electroforesis capilar.
A través de su web nos acercamos al seguimiento de los resultados
que surgen de sus investigaciones, que son numerosos y, sobre todo,
relevantes, y que hemos comprobado en los laboratorios.
Según aseguran los máximos responsables,
AVANSECAL nos permite ser testigos
de la mejora de la calidad y seguridad de los alimentos
con el fin de aportar los más seguros y saludables posibles
al conjunto de la sociedad, principal destinatario del proyecto.