Tendencias: más rapidez y fiabilidad

Mónica Daluz12/06/2009

12 de junio de 2009

La sociedad y la normativa empujan a los distintos sectores industriales a optimizar los controles de calidad de sus productos. Para ello necesitan aplicar en sus análisis las últimas innovaciones, tanto en las técnicas como en la instrumentación. La rapidez y la fiabilidad de los resultados constituyen las necesidades más significativas de la industria, necesidades que están dinamizando el mercado del instrumental de laboratorio. Los proveedores de aparatología están dando rápida respuesta a estas exigencias de automatización, que permitirá determinaciones a niveles inferiores, mayor especificidad y mayor facilidad en la detección de fraudes y que abre la puerta a un etiquetaje que satisfaga las exigencias de información del consumidor. Hemos centrado este reportaje en las metodologías e instrumental utilizados en el segmento de la seguridad y el control de calidad alimentario. A continuación, desgranamos todas las tendencias del sector.

Panorámica del sector

Las exigencias en el control de las características y la seguridad de los alimentos que consumimos, unido a la diversidad y complejidad de matrices a analizar, a que el número de compuestos a caracterizar y determinar va en aumento y a que las cantidades a reportar disminuyen progresivamente, constituyen algunos de los más importantes retos del sector. A su favor, toda una industria dispuesta a responder a estas nuevas necesidades, surgidas como consecuencia de la globalización y de la presión ejercida por el consumidor y los organismos reguladores. Los métodos de análisis, basados en gran medida en avances químicos e instrumentales desarrollados por la industria, permiten afrontar tales retos con unas garantías impensables en otro tiempo.

Estos avances metodológicos e instrumentales están muy directamente relacionados con las necesidades del control de calidad de los diferentes sectores industriales, así como de las normativas de los mismos. Y sobre las necesidades de la industria agroalimentaria nos pone al día David Martín, director de Producto de Mettler Toledo: “Las principales necesidades se centran en una mayor simplicidad en los análisis, pero a la vez con una mejora en la fiabilidad de los mismos. Por otro lado, se requiere una seguridad tanto para el usuario (tratando de minimizar la exposición a reactivos químicos) como de la reproducibilidad de los resultados obtenidos. Además se demanda una mayor productividad lo cuál se traduce en una mayor automatización. Otra necesidad se centraría en la mejora en los procesos de gestión de datos y en una clara apuesta por los soportes digitales, y por lo tanto conectar los distintos instrumentos a PC o a redes. Y lógicamente las normativas, junto con los requerimientos de calidad y productividad, son la fuerza conductora de los avances presentes y futuros”.

Por su parte, Javier Ignacio Jáuregui, director del área de Servicios Analíticos del Centro Nacional de Tecnología y Seguridad Alimentaria nos explica que, si bien no se han producido cambios drásticos o grandes revoluciones en materia de control analítico, sí se observan algunas tendencias significativas en los últimos años que marcarán lo que ha de ser el futuro de las técnicas y la industria suministradora al laboratorio. En este sentido Jáuregui comenta que “se está imponiendo la cromatografía como método analítico en detrimento técnicas de valoración tradicionales como las basadas en la química, caracterizadas por ser más manuales”. Los laboratorios incorporan nuevos equipos, cada vez más sofisticados, como los sistemas de cromatografía líquida, que permiten acortar el tiempo en la generación de resultados, además de poder procesar un mayor número de muestras con un mismo equipo.

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Analizador de humedad.
No hace tantos años tan sólo los centros de investigación se dotaban de estos sofisticados sistemas de análisis, como por ejemplo los detectores de espectrometría de masas, mientras que ahora estos aparatos se están imponiendo en los laboratorios de servicios. Lo mismo está ocurriendo con las técnicas de genética molecular, hasta ahora utilizadas en el sector sanitario, y cuya aplicación se introduce progresivamente en la industria alimentaria. Este proceso de sofisticación se debe a la aparición de nuevas necesidades de especificidad en la detección de los compuestos. Sobre este extremo, Jáuregui cita las técnicas de genética molecular, “que cubren -dice- la necesidad y el interés de la sociedad por estar informada”. Este tipo de técnicas constituyen una alternativa al método tradicional PCR, y su freno se halla en que “tienen -dice Jáuregui- un campo de aplicación limitado; además de la detección de transgénicos, las técnicas de genética molecular también se utiliza para detectar fraudes en especies”.

Por lo que respecta a las tendencias en instrumentación, la investigación se focaliza en dotar al mercado de equipos que permitan bajar los niveles de detección. Técnicas cada vez más rápidas que permiten conocer los resultados en tiempo real, la automatización del sector y la especialización del personal de laboratorio, la importancia del equipamiento informático y la progresiva implantación de sistemas de calidad (ISO 17025), constituyen las tendencias más significativas del sector.

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Determinador de humedad basado en el método Karl Fischer.
Instrumento y tipo de análisis que puede realizar

Valoradores automáticos: Índice de acidez de zumos, aceites, refrescos, etc.; contenido de sal (cloruros): patatas fritas, salsas, agua, etc.; determinación del contenido de vitamina C; y medición de pH.

Analizadores de humedad: Determinación del contenido de humedad, es decir agua más compuestos volátiles. Tipos de muestras: frutos secos, harinas, productos de cacao, cafés, etc.

Karl Fischer: Determinación del contenido de agua con múltiples aplicaciones en el sector agroalimentario: chocolate, aceites, margarinas, preparados de comida…

Refractómetros y densímetros: Estos equipos de sobremesa permiten determinar las características finales de los productos líquidos y/o chequear la pureza. Por ejemplo en batidos de chocolate, aceites, miel, refrescos…

Medidores Brix: Se trata de medidores portátiles que permiten determinar el contenido de azúcar. Aplicaciones: zumos de frutas, producción de bebidas…

Seguridad y calidad

La particularidad de la industria alimentaria con respecto a otros sectores que requieren controles de calidad en laboratorio, es su doble vertiente a considerar: por un lado la seguridad y por otro la calidad.

Así, existe el riesgo, por una parte, de contaminación microbiológica, que implica una contaminación inmediata y, por otra parte, de contaminación química, que es una contaminación a largo plazo, derivada del consumo crónico; este sería el caso de metales pesados en los alimentos, productos plaguicidas o, en el sector cárnico, las hormonas o los antibióticos.

Las empresas productoras de alimentos están obligadas a garantizar que sus productos cumplen con la normativa para ser considerados seguros y para ello llevan a cabo verificaciones a lo largo de todo el proceso.

Tal como nos cuenta Vima Delgado, responsable técnica de Anorsa, “el grueso de todo laboratorio de alimentación es la microbiología”. “En la elaboración de un alimento -prosigue Delgado- se pueden identificar una serie de pasos en los que puede producirse la contaminación del alimento por microorganismos o en los que los microorganismos ya presentes en el alimento pueden multiplicarse con mayor facilidad. Estos pasos del proceso se denominan puntos críticos y sobre ellos hay que actuar a la hora de mejorar las características microbiológicas del alimento en cuestión. Puesto que el control microbiológico es un proceso analítico es necesario seguir una serie de criterios sobre la toma de muestras y el análisis microbiológico desde la materia prima hasta el producto final”. Esta trazabilidad resulta fundamental para la rápida localización de cualquier problema derivado de la ingesta de un producto; la verificación de estos sistemas es una de las tareas habituales de los laboratorios dedicados al sector industrial agroalimentario ya que, como comenta Jáuregui “un problema de seguridad alimentaria tiene una repercusión muy negativa para el fabricante; destruye la marca. La empresa debe equilibrar los mínimos exigibles a que obliga la ley y ver qué costes puede soportar dentro de su estrategia comercial.” Jáuregui alerta acerca del peligro que supone la situación de crisis económica en la que nos hallamos, “que puede inducir -advierte- a que se descuiden los mecanismos de control de calidad con el objeto de ahorrar costes, lo que supone un riesgo…” Ante este panorama la industria alimentaria debe ser rigurosa en los controles de la materia que recibe de sus proveedores “y -apunta Jáuregui- la Administración debe aplicarse en la verificación de tales mecanismos”.

Además de la cuestión de la seguridad, el sector agroalimentario tiene necesidades de medición y control de parámetros relacionados con la adaptación de la oferta alimentaria a las nuevas exigencias del consumidor así como a la globalización de los mercados. En este sentido, los laboratorios al servicio de esta industria desarrollan modelos de predicción de vida útil basados en parámetros microbiológicos, químicos y sensoriales, modelos que satisfacen una demanda cada vez más numerosa por parte de la industria de estudios de vida útil de distintos alimentos. Este desarrollo se centra en la aplicación de modelos matemáticos a las cinéticas de crecimiento microbiano y de degradación de diversos componentes de los alimentos durante su procesamiento y/o conservación a partir de modelos de laboratorio, permitiendo conocer y controlar factores extrínsecos que afectan a los mismos.

Otro campo de acción del laboratorio alimentario es el desarrollo de técnicas y parámetros instrumentales de caracterización organoléptica de alimentos.

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En la popular serie CSI las pruebas de laboratorio son determinantes para la resolución de los casos.
En numerosas ocasiones vemos a los agentes utilizando técnicas cromatográficas. Fotos, cortesía de Tele 5.

Cromatografía líquida ¿qué es?

Nuevas exigencias implican nuevos desarrollos: nuevas químicas, nuevos instrumentos, nuevos métodos. Entre ellos, la cromatografía líquida y más concretamente la UPLC, que en los últimos años “se ha convertido -declaran desde Waters Cromatografía- en una herramienta imprescindible en los análisis tanto medioambientales como de alimentos.” Sobre esta técnica, asociada a la espectrometría de masas, la compañía explica que “una adecuada preparación de las muestras y herramientas de software, permiten hacer análisis de control de calidad seguros y fiables, así como cumplir con las demandas de productos prohibidos o sometidos a MRLs, o hacer controles de origen, posibles adulteraciones o fraudes.”

La cromatografía líquida, o de líquidos, es una técnica de separación. Se trata de una técnica analítica ampliamente utilizada, que permite separar físicamente los distintos componentes de una solución por la absorción selectiva de los constituyentes de una mezcla. En toda cromatografía existe un contacto entre dos fases, una fija que suele llamarse fase estacionaria, y una móvil (fase móvil) que fluye permanente durante el análisis, y que en este caso es un líquido o mezcla de varios líquidos. La fase estacionaria por su parte puede ser alúmina, sílice o resinas de intercambio iónico. Los intercambiadores iónicos son matrices sólidas que contienen sitios activos (también llamados grupos ionogénicos) con carga electrostática (positiva o negativa). De esta forma, la muestra queda retenida sobre el soporte sólido por afinidad electrostática. Dependiendo de la relación carga/tamaño unos constituyentes de la mezcla serán retenidos con mayor fuerza sobre el soporte sólido que otros, lo que provocará su separación. Las sustancias que permanecen libres más tiempo en la fase móvil, avanzan más rápidamente con el fluir de la misma y las que quedan más unidas a la fase estacionaria o retenidas avanzan menos y por tanto tardarán más en salir o fluir.

El día a día en el laboratorio: adiós a la rutina

Las tendencias en el día a día del laboratorio se dirigen hacia el uso de técnicas más automatizadas, que minimicen la actividad manual, de modo que el laboratorio del futuro tendrá menos personal, pero más cualificado. Así lo corrobora Javier Ignacio Jáuregui: “Se sustituirán técnicas de extracción de producto manuales y rutinarias que no exigen excesiva cualificación, por otras más rápidas y que requieran menor manipulación.” “Para el control de los equipos -prosigue nuestro interlocutor-, más automatizados y sofisticados, se requerirá personal altamente cualificado; habrá menos mano de obra involucrada pero ésta será muy cualificada y deberá conocer el funcionamiento de estos complejos equipos”. La automatización reduce el tiempo de manipulado de las muestras lo cual “minimiza el riesgo de errores”, señala Jáuregui.

Otra tendencia significativa es la presencia cada vez más contundente de equipos informáticos, y es que los equipos para las comunicaciones, así como los softwares especializados, constituyen hoy una herramienta imprescindible en el día a día del laboratorio.

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Javier Ignacio Jáuregui, director del área de Servicios Analíticos del Centro Nacional de Tecnología y Seguridad Alimentaria.
“Los laboratorios deben adaptarse a la demanda del cliente: trabajar con técnicas cada vez más rápidas, en tiempo real, que permitan conocer los resultados a medida que se van generando.

Por otra parte, la progresiva implantación de sistemas de calidad acreditados, como la ISO 17025, obligan a la dotación de un control automatizado que permite detectar si hay algún problema en las tecnologías utilizadas.

En materia de equipos la investigación se centra en bajar los niveles de detección, pues las normativas son cada vez más restrictivas y exigen bajar cada vez más los límites de cuantificación de sustancias nocivas, sobre todo en aguas, ya que por su alto consumo, en relación con otros productos, los límites máximos permitidos para determinadas sustancias son inferiores a los fijados para otros alimentos.”

Biotecnología y alimentos genéticamente modificados

La mayor evolución en las técnicas de laboratorio se ha dado a nivel molecular. La biotecnología ofrece la tecnología necesaria para producir alimentos más nutritivos y de mejor sabor, rendimientos más altos de cosecha y plantas que se protegen naturalmente contra enfermedades, insectos y condiciones adversas. La tecnología de alimentos genéticamente modificados, o alimentos transgénicos, permite efectuar la selección de un rasgo genético específico de un organismo e introducir ese rasgo en el código genético del organismo fuente del alimento, por medio de técnicas de ingeniería genética. Esto ha hecho posible que se desarrollen cultivos para alimentación con rasgos ventajosos específicos u otros sin rasgos indeseables. Frente a los métodos de hibridación tradicional, que implicaban diez o doce años desarrollando plantas mezclando millares de genes para mejorar un cultivo determinado, la biotecnología actual permite la transferencia de solamente uno o pocos genes deseables, obteniendo cultivos con las características deseadas en tiempos muy cortos.

Estos métodos, como tantas otras novedades científicas, suscitan el debate social y mucha tinta queda por verter al respecto. Sobre este asunto, he aquí la opinión de Vima Delgado, bióloga y responsable del departamento Técnico y Marketing de Anorsa: "Probablemente se trata de uno de los temas más controvertidos en la actualidad, por los altos márgenes de inseguridad y la falta de conocimientos sólidos, pero el uso de OGMs por ejemplo para la producción de alimentos puede ayudar a mejorar las prácticas agrícolas, la calidad alimentaria, la nutrición y la salud. En el futuro también será posible aumentar el valor nutricional de las cosechas mejorando características funcionales deseables, como reducir la toxicidad o alergenicidad, alterar el contenido en grasas o proteínas o aumentar la cantidad de nutrientes y otros compuestos fitoquímicos. Esta nuevas tecnologías pueden contribuir a paliar los problemas de malnutrición en el mundo, como las carencias de vitamina A, yodo o zinc. Resaltar que la introducción de alimentos transgénicos en el mercado europeo está estrictamente regulada y está sujeta a los resultados de una evaluación extensiva de seguridad alimentaria”.

El reto de hallar lo desconocido

Hoy no se concibe la distribución de productos alimentarios sin uno de sus componentes clave, el envase. Un campo de investigación en pleno auge pero en el que queda también mucho camino por recorrer. Aunque las atmósferas modificadas para el envasado de algunos productos no interaccionan con éste, las empresas productoras deben tener en cuenta el tipo de envase utilizado en cada caso para evitar que se produzcan migraciones o interacciones de sustancias del envase al producto. Sobre esta cuestión, Jáuregui manifiesta que “queda mucho por investigar pues, en un futuro, se incrementará el uso de materiales reciclados y reutilizados, en los que habrá multitud de sustancias en su composición, polímeros derivados del petróleo con múltiples componentes de los que se desconoce la actividad nociva que puedan tener y que se van descubriendo a medida que avanza la investigación.” Y para dar respuesta a estas incógnitas el organismo que ya se ha puesto a trabajar es Itene, que recurre a la nanotecnología en su búsqueda de nuevos materiales para el envase. En la última cita ferial de Hispack Itene expuso estos nuevos materiales para envase a través de una serie de films extruidos elaborados con materiales biodegradables, no dependientes del petróleo.

Se trata de una muestra de los desarrollos en los que Itene trabaja de forma pionera en nuestro país con muy buenos resultados en barrera de oxigeno y resistencia, igualable a los materiales plásticos dependientes del petróleo.

Según los responsables “los nuevos materiales diseñados, utilizando arcillas minerales como refuerzo, consiguen mejorar la rigidez, la estabilidad térmica, las propiedades barreras, así como las propiedades conductoras y la resistencia al fuego del producto final sin detrimento en la transparencia o la densidad del material“.

En cualquier caso, en la actualidad, tal como nos comenta Juan Luis Mejías, responsable del Área de Alimenta-ción de Abelló Linde, “en cuanto a la cuestión de la migración de sustancias del envase al alimento, el tema se encuentra totalmente legislado en el Reglamento (CE) Nº 1935/2004 (13/11/2004) sobre los materiales destinados a entrar en contacto con alimentos”.

Aditivos alimentarios: ¿cómo se evalúa la seguridad?

Todos los aditivos alimentarios deben tener un propósito útil demostrado y han de someterse a una valoración científica rigurosa y completa para garantizar su seguridad, antes de que se autorice su uso. El comité que se encarga de evaluar la seguridad de los aditivos en Europa es el Comité Científico para la Alimentación Humana de la UE (Scientific Committee for Food, SCF). Además a nivel internacional, hay un Comité Conjunto de Expertos en Aditivos que trabaja bajo los auspicios de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), y la Organización Mundial de la Salud (OMS).

Sus valoraciones se basan en la revisión de todos los datos toxicológicos disponibles, incluidos los resultados de las pruebas efectuadas en humanos y animales. A partir del análisis de los datos de los que disponen, se determina un nivel dietético máximo del aditivo, que no tenga efectos tóxicos demostrables. Dicho contenido es denominado el “nivel sin efecto adverso observado” (no-observed-adverse-effect level o NOAEL) y se emplea para determinar la cantidad de “ingesta diaria admisible” (IDA) para cada aditivo. La IDA, que se calcula con un amplio margen de seguridad, es la cantidad de un aditivo alimentario que puede ser consumida en la dieta diariamente, durante toda la vida, sin que represente un riesgo para la salud.

El SCF aboga por que se añadan a los alimentos los niveles más bajos posibles de aditivos. Para asegurarse de que las personas no consuman una cantidad excesiva de productos que contengan un determinado aditivo, que les lleve a sobrepasar los límites de la IDA, la legislación europea exige que se realicen estudios de los niveles de ingesta en la población, para responder a cualquier variación que se presente en los modelos de consumo.

A nivel mundial, la Comisión del Codex Alimentarius, una organización conjunta de la FAO y la OMS, que se encarga de desarrollar normas internacionales sobre seguridad alimentaria, está preparando actualmente una nueva Normativa General sobre los Aditivos Alimentarios con el propósito de establecer unas normas internacionales armonizadas, factibles e incuestionables para su comercio en todo el mundo. Sólo se incluyen los aditivos que han sido evaluados por el Comité Conjunto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios.

Los envases activos antioxidantes son aquellos que incorporan un agente antioxidante a-tocoferol, más conocido como vitamina E. Esta vitamina incorporada en el material de envase evita la oxidación lipídica (enranciamiento) de los alimentos grasos.

Los envases activos antimicrobianos son aquellos que incorporan como agente antimicrobiano carvacrol, que es el principio activo del extracto de orégano. Este extracto natural incorporado en el material de envase evita el crecimiento microbiológico de microorganismos, mohos y levaduras.

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Ejemplo de envase activo.
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Los envases inteligentes se basan en la tecnología que usa la función de la comunicación para mejorar la calidad, seguridad o aportar información sobre los productos que contiene. En la imagen probetas de materiales plásticos en los que se ha inyectando una etiqueta inteligente; las mostró ITENE en la pasada edición de Hispack y se enmarca dentro del proyecto europeo Chill-on.

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