NutriChakgazine No.1

Aplicación de ultrasonidos en alimentos

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1 AÑO 00 AGOSTO 2020

TECNOLOGÍA

ALIMENTARIA

¿Qué es un OMG?

Alimentos funcionales

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Aplicación de ultrasonidos en alimentos 2 DIRECTORIO Ramsés Santamaría Domínguez Director General

53193013-9 Matrícula

Universidad de Ciencias de la Salud UNIDEP Escuela

Nutrición Licenciatura

Alimentación y Cultura Materia

L. N. Juana Ma. Teobal Hernández Maestra

COMITÉ EDITORIAL TÉCNICO Ramsés Santamaría Domínguez Presidente

[ ÍNDICE ]

Ramsés Santamaría Domínguez Marketing y publicidad

Ramsés Santamaría Domínguez Ejecutivo de ventas

Ramsés Santamaría Domínguez Diseño Editorial

Seguridad Alimentaria 3

NutriChakzagize Año 0, Núm. 1, Agosto 2020, es una publicación mensual gratuita, editada por NutriChaknnel, Cerro del Metate 56A esq. Cerro Prieto, Col. Los Volcanes, Veracruz, Ver, C.P. 91727.

Teléfono: (229) 908-5736. Registros de Reserva de derecho al uso exclusivo e ISSN ante el Instituto Nacional del Derecho de Autor en trámite. Certificado de Licitud de Título y de Contenido ante la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación en trámite. Revista elaborada por Chak Piixan. Cerro del Metate 56A esq. Cerro Prieto, Col. Los Volcanes, Veracruz, Ver, C.P. 91727. Teléfono: (229) 908-5736.

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Nanotecnología y alimentos funcionales

¿Qué es un OMG? 4

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Alimentos funcionales 5

[ EDITORIAL ]

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Nanotecnología y alimentos funcionales

a nanotecnología aplicada a la industria alimentaria está teniendo un gran avance en los últimos años. Numerosos artículos científicos ponen énfasis en los beneficios que confiere la nanotecnología en el procesamiento de alimentos funcionales, mercado que tiene un auge exponencial.

Aplicando los mismos principios de los sistemas de liberación controlada de medicamentos, desarrollados para la industria farmacéutica, se están desarrollando sistemas de administración adecuados para la industria alimentaria. Por ejemplo, se ha nanoencapsulado compuestos biactivos (constituyentes que se presentan en pequeñas cantidades en los alimentos pero que son capaces de modular uno o más procesos metabólicos) para el desarrollo de alimentos funcionales.

Reduciendo el tamaño de las partículas, la nanotecnología puede contribuir a mejorar las propiedades de los compuestos alimenticios, tales como de suministro, solubilidad, y absorción eficiente a través de células. Por ejemplo, compuestos altamente lipofílicos como carotenoides, omega-3 y fitosteroles son muy importantes en la dieta, pero su absorción es muy baja en el organismo. Recientemente se ha estado desarrollando sistemas de encapsulamiento para este tipo de compuestos, encontrándose especialmente que los portadores nanoestructurados lipídicos son muy eficientes para mejorar la absorción y biodisponibilidad de estos nutrientes en el organismo.

La investigación en este campo aún es muy tí-

mida. Generalmente se centra en el estudio de las modificaciones de las propiedades de ciertos compuestos bioactivos durante su procesamiento en la elaboración de bebidas y alimentos. Se requiere la integración de grupos multidisciplinarios para aplicar la nanotecnología en la industria alimenticia, no solamente para la mejora de los procesos de los alimentos (gelatinización, espumas y emulsiones), sino también en áreas como el envasado (envases activos y envases inteligentes), el desarrollo de nuevos productos (nanoalimentos funcionales, micorcápsulas), la calidad y la seguridad alimentaria (biosensores).

De otro lado, hay que tener en cuenta los riesgos potenciales de las nanotecnologías para la alimentación. La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) concluyó, en el 2009, que aún existían muchas incertidumbres sobre su seguridad, y que podía ser muy difícil ofrecer unas conclusiones plenamente satisfactorias. Incluso elaboró la “Guía para la evaluación de riesgos derivados de la aplicación de la nanociencia y las nanotecnologías en los alimentos y piensos” con un enfoque práctico para evaluar los riesgos potenciales. Esto contrasta con el mercado asiático, donde los consumidores parecen mucho más receptivos a la nanotecnología como un paso positivo para la industria alimentaria. En USA los consumidores sitúan en un punto medio respecto a su aceptación de la aplicación de nanotecnología en los alimentos.

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[ INNOVACIÓN ]

a escala de laboratorio y no se ha realizado un escalado industrial. Algunos autores han apuntado que, en comparación con los tratamientos térmicos convencionales, se precisa una mayor cantidad de energía para llegar a inactivar los microorganismos.

Aplicación de ultrasonidos en alimentos La combinación de ultrasonidos con calor o presión puede llegar a ser una tecnología alternativa a los tratamientos térmicos

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urante el tratamiento con ultrasonidos los efectos son principalmente mecánicos, y se producen ciclos de expansión y compresión de forma alterna. Durante los ciclos de expansión los ultrasonidos provocan el crecimiento de las burbujas existentes en el medio o la formación de otras nuevas. Cuando éstas alcanzan un volumen al que no pueden absorber más energía, implosionan violentamente, provocando microcorrientes, el colapso de las moléculas del líquido y, consecuentemente, inactivación microbiana. Este fenómeno es lo que se conoce como cavitación.

Durante la cavitación se llegan a alcanzar dentro de las burbujas, durante tiempos muy cortos, temperaturas de hasta 5.500°C y presiones de 50 MPa. Hay autores que creen que los microorganismos sobreviven bajo estas condiciones, ya que los tiempos son muy cortos, pero no son capaces de soportar los cambios bruscos de presión que se originan durante la cavitación. Otras hipótesis consideran que la formación de radicales libres puede afectar al ADN de los microorganismos. Aunque es un proceso no térmico, también ha de considerarse que parte de la energía puede absorberse como calor elevando en cierta medida la temperatura del alimento.

Es difícil establecer los límites entre todas estas hipótesis y, probablemente, la inactivación microbiana se produzca como consecuencia de una

mezcla de los mecanismos anteriores. De cualquier modo, lo que sí se ha demostrado es que las formas esporuladas son tremendamente resistentes a la acción de los ultrasonidos (se requieren horas para su inactivación), mucho más que las formas vegetativas. Respecto a los enzimas, existen estudios contradictorios. Parece ser que el efecto es complejo, ya que pueden producirse activaciones e inactivaciones dependiendo de diversos factores, entre ellos la estructura molecular del enzima.

Aplicaciones de los ultrasonidos La combinación de ultrasonidos con calor o presión inactiva microorganismos y enzimas especialmente resistentes al calorLos ultrasonidos de alta intensidad se han venido utilizando para limpieza de equipos, desgasificado de líquidos, homogeneización, inducción de reacciones de oxidación/ reducción, extracción de enzimas y proteínas, inducción de la nucleación durante la cristalización, entre otras aplicaciones. Hasta el momento se han desarrollado equipos a escala semi-industrial e industrial encaminadas a la eliminación de espumas y deshidratación de vegetales.

La mayor parte de los estudios sobre la aplicación de los ultrasonidos de alta intensidad como técnica de conservación han sido llevados a cabo

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Dado que se ha visto un escaso efecto de los ultrasonidos sobre los enzimas y los microorganismos, la mayoría de las investigaciones se han encaminado a la combinación de los ultrasonidos con calor (termosonicación), presión (manosonicación) o ambos (manotermosonicación), encontrándose un efecto aditivo o sinérgico, dependiendo de cada caso. Estas combinaciones han resultado ser muy útiles en la inactivación de microorganismos y enzimas especialmente resistentes al calor. La manosonicación y la manotermosonicación pueden ser particularmente eficaces en la pasterización y esterilización de mermeladas, salmueras o huevo líquido, y para la descontaminación de vegetales crudos.

Inactivación microbiana y enzimática Para llevar a cabo un tratamiento exitoso con ultrasonidos (con o sin combinación con otros procesos) han de tenerse en cuenta factores como la amplitud de las ondas, el tiempo de exposición, el tipo de microorganismo o enzima, el volumen, composición y pH del alimento, así como la temperatura y la presión en los procesos combinados.

Uno de los sustratos en los que más ha sido estudiado el efecto de los ultrasonidos es la leche. La mayor parte de los estudios se han realizado en discontinuo. Sin embargo, en los procesos en flujo continuo resulta más fácil llevar a cabo el escalado a nivel de planta piloto e industrial.

En el año 2000 se desarrolló un sistema en flujo continuo mediante ultrasonidos de alta intensidad en el que se alcanzaban temperaturas cercanas a 70°C. Dicho sistema permitía llevar a cabo inactivaciones eficaces de microorganismos tales como Pseudomonas fluorescens y Streptococcus thermophilus en sistemas modelos. Mediante este proceso se lograba no sólo la pasterización de la leche sin efectos adversos sobre proteínas y enzimas nativas de la leche, sino también la homogeneización simultánea de la misma. Además, una ventaja añadida de este sistema es que la temperatura de la pared de la cámara de tratamiento es inferior a la del alimento.

[ ALIMENTACIÓN ]

Seguridad alimentaria

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a gestión de la seguridad alimentaria requiere hoy trabajar en tres niveles paralelos: Control, prevención y anticipación, en esta triple vía están evolucionando los sistemas de prevención, higiene e inspección actuales. Esto no es posible sin innovación y sin abordar con soluciones nuevas a las problemáticas habituales y otras emergentes.

Seguridad Alimentaria y riesgos físico-químicos: El reto de los residuos y contaminantes bajo control Los principales peligros físico-químicos existentes hoy en la cadena agroalimentaria son: • Residuos farmacológicos y fitosanitarios (plaguicidas, residuos de medicamentos en la producción animal, nitratos y nitritos…)

• Contaminantes ambientales (metales pesados, contaminantes orgánicos persistentes COP…).

• Residuos tóxicos derivados del procesado de los alimentos (acrilamidas, ácidos grasos trans, hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), furano…) o de materiales en contacto con alimentos (Bisfenol A (BPA), 4-metilbenzofenona (4MBF) y otros) • Residuos tóxicos naturales del alimento origen (alcaloides tropánicos…)

• Sustancias prohibidas o no autorizadas (melamina, colorantes no autorizados…)

• Micotoxinas, Aflatoxinas, Ocratoxina A, Biotoxinas marinas…

El futuro de la seguridad alimentaria cuando tiene que ver con riesgos físico-químicos pasa por una apuesta firme en la innovación en: • La innovación en técnicas analíticas que permitan una identificación rápida, segura y fiable, con costes económicos cada vez más reducidos para las empresas, y que ayuden a mejorar los sistemas de higiene, inspección y control alimentario.

La introducción de nuevas tecnologías de visión avanzada, tecnologías ópticas y electrónicas en general… constituye hoy uno de los pilares de la moderna inspección de alimentos, consiguiendo detecciones en tiempo real y en automático de

manera no invasiva, con niveles de detección elevados, lo que constituye, a la vez, un gran avance en el ámbito de la calidad del producto.

Seguridad Alimentaria: Una visión actualizada de los riesgos biológicos Desde el punto de vista de los riesgos biológicos y microbiológicos, los puntos de atención se centran hoy en el control de patógenos y biofilms (Listeria monocytogenes, E.Coli, Campylobacter Spp, Salmonela y Staphylococcus aureus son los principales que afectan a los alimentos) y en los virus (Norovirus, Rotavirus, Hepatitis A y otros virus entéricos).

Los avances tecnológicos y en innovación en este ámbito de la seguridad alimentaria son significativos. Hoy nos gustaría resaltar los siguientes: • Las nuevas técnicas para la identificación de microorganismos de forma rápida y segura. Para conocer más lean este artículo: “Cómo identificar microorganismos de forma rápida y segura, una aproximación técnica”. También la incorporación de las técnicas moleculares PCR para la identificación de patógenos en alimentos ha supuesto importantes ventajas: El avance en biosensores y su aplicación al control de microorganismos en superficies en contacto con alimentos es uno de los campos de avance en innovación de interés creciente. En el enlace explicamos por qué.

• También hay que destacar las nuevas investigaciones en el uso de fagos, va a ser una de las líneas de más destacadas de la seguridad alimentaria de los próximos años.

Prevención y anticipación: Claves en la seguridad alimentaria del siglo XXI La prevención marca la clave de la seguridad del siglo XXI en la UE. No se trata solo de controlar las crisis y alertas alimentarias, sino de conseguir que no se produzcan. La prevención supone apostar por:

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• El diseño higiénico de equipos e instalaciones.

Los equipos e instalaciones que intervienen en los procesos de elaboración de alimentos y productos farmacéuticos juegan un papel decisivo en la minimización del riesgo de contaminación de dichos productos. Considerar la variable higiénica en el diseño, construcción, instalación y uso de estos equipos e instalaciones es una de las mejores estrategias preventivas.

• El desarrollo de nuevos tratamientos de conservación de alimentos procesados, que velen por la calidad del producto, su valor nutricional, y, a la vez, alarguen la vida útil y la seguridad alimentaria. Nos referimos a tratamientos térmicos de conservación como radiofrecuencia, microondas, calentamiento óhmico; y a tratamientos no térmicos como pulsos eléctricos, ultrasonidos, luz pulsada UV… Hicimos un análisis del tema en: “Atacar los procesos de conservación para diferenciarse en el lineal” • Convertir al envase en elemento activo para la seguridad alimentaria, velando por la seguridad del alimento ante el contacto con el material. Desde la perspectiva de las tecnologías de envase, pueden profundizar en el tema leyendo: “Envases activos para alimentos frescos y naturales con mayor vida útil: ¿Qué hay en el lineal?” y “¿Quiere garantizar que su envase cumple con los aspectos de seguridad alimentaria?”.

• El desarrollo de plataformas “Cloud Computing” para el control automático de la trazabilidad.

El potencial de las tecnologías TICs en seguridad alimentaria es muy grande y se está convirtiendo en un área de innovación clave que va a marcar un punto de inflexión muy significativo. Al respecto, recomendamos la lectura de este artículo: “TIC y alimentación: Plataformas “Cloud Computing” para el control automático de la trazabilidad” Por último, en un mundo interconectado, la clave está en ir por delante del resto. Nunca antes el análisis de riesgos emergentes había jugado un papel tan decisivo. O el conocimiento de las tecnologías emergentes aplicadas al control de los mismos, un ejemplo es Foodriskscan. Y, por qué no, también la prospectiva sobre la legislación alimentaria que en Europa o en cualquier otra parte del mundo va a marcar el campo de juego de la industria y del consumidor. Por último, otro de los retos que marcan tendencia es el estudio del consumidor y cómo su percepción de la seguridad alimentaria moviliza al resto de agentes implicados en la cadena alimentaria.

[ CIENCIA ]

¿Qué es un OGM? O

GM son las siglas de Organismo Genéticamente Modificado. Éste es el nombre que recibe cualquier organismo cuyo material genético ha sido transformado de una manera ajena a los métodos naturales de multiplicación o combinación. Para su transformación se ha recurrido a una tecnología que conocemos como manipulación o modificación genética.

Esta técnica provoca cambios muy precisos en los caracteres hereditarios de un organismo y le dota de una característica de la que antes carecía, mediante técnicas de biotecnología. Gracias a ella se pueden insertar genes de una especie en otra, algo que resulta imposible los cruces (la técnica clásica de mejora genética de las especies agrícolas).

¿Es lo mismo transgénico que genéticamente modificado?

No exactamente: todos los transgénicos son OGM, pero no todos los OGM son transgénicos.

Los transgénicos son los organismos genéticamente modificados a los que se les han añadido genes de otra especie. Los OGM a los que simplemente se les inhibe o potencia la expresión de uno de sus genes son OGM a secas (no transgénicos).

¿Tomar OGM es malo para la salud?

Las repercusiones de los OGM en la seguridad de los alimentos y, por tanto, en la salud de los consumidores, es una cuestión que ha suscitado mucha polémica.

Sin embargo, al no disponer de estudios a largo plazo, no se puede dar una respuesta categórica a esta pregunta. Es cierto que la modificación genética puede dar lugar a la introducción involuntaria de sustancias tóxicas o de alergenos, pero en principio se trata de un riesgo fácilmente controlable.

Algo que debe dar seguridad al consumidor es que, según establece la ley, los alimentos que contengan OGM sólo pueden comercializarse si han pasado estrictos controles, aún más rigurosos que los de los productos tradicionales, y en esos controles sería posible detectar los problemas de alergenicidad o toxicidad, si existieran.

¿Provocan los OGM riesgos al entorno?

La introducción de plantas genéticamente modificadas puede tener efectos en el medio ambiente: De entrada, en muchos casos lo que se busca lograr es una planta más resistente a los herbicidas, y esas plantas son después más difíciles de combatir si crecen fuera de su sitio. Otras veces se desea una especie menos vulnerable a las plagas, con lo que se integran insecticidas en las plantas: esto también tiene efectos, pues los insectos crean nuevas resistencias. Y a su vez, eso repercute en otras especies animales (aves, pequeños mamíferos...), en la biodiversidad a fin de cuentas.

Otro riesgo viene de la posible transferencia a plantas silvestres de genes introducidos en las plantas cultivadas. Los problemas aparecen cuando en una misma zona se cultiva una misma especie, por ejemplo el maíz transgénico junto a uno convencional e incluso junto a un cultivo ecológico de maíz. Para evitar la contaminación cruzada de unas variedades a otras hay que tomar determinadas medidas, que se denominan de coexistencia y que van desde la separación mínima de los cultivos a barreras biológicas como arbustos o árboles.

De todas formas a veces la coexistencia de diferentes cultivos de una misma especie en una zona concreta acarrea problemas entre los agricultores, ya que, por ejemplo, si una cosecha de maíz ecológico se contamina con plantas OGM ya no se puede vender como ecológico y pierde la mayor parte de su valor comercial.

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¿Qué ventajas tienen los OGM para los consumidores?

Pues, hoy por hoy, ninguna.

La actual generación de OGM puede ser económicamente rentable para los productores y contribuye a reducir el uso de herbicidas, etc.. Pero para el consumidor de a pie estos OGM no entrañan ningún beneficio, pues no hay cambios ni en la calidad de las plantas, ni en las características funcionales de las especies. Incluso la última variedad aprobada, la patata Amflora, es sólo de uso industrial, no está autorizada para consumo humano.

Por otro lado, tampoco se ha producido una bajada en los precioS de los productos de origen animal de animales alimentados con piensos OGM, esa ventaja en productividad o costes de producción no ha llegado al consumidor.

No obstante, siempre se ha comentado que hay en desarrollo variedades de plantas OGM con mejoras nutricionales, como el arroz dorado con mayor cantidad de vitamina A, o con mejor adaptación a aguas con sal o a la sequía que podrían ser percibidas por el consumidor como una ventaja más directa. Pero, hoy por hoy, los OGM que están aprobados y comercializados en Europa no tienen estas ventajas.

¿Cómo puedo saber si un alimento contiene OGM? Porque lo pondrá en su etiqueta: cualquier alimento destinado a alimentación humana que tenga ingredientes en su composición que procedan de alguna planta OGM deben indicarlo en la etiqueta.

Sólo se admite una tolerancia de 0,9% para cubrir la posible contaminación accidental, por causas no intencionadas.

La legislación también establece un sistema de trazabilidad, de forma que las plantas OGM se procesen y transporten de forma separada y con documentación que las acompañe e identifique.

Todos los agentes de la cadena de producción de alimentos deben tener en su poder y guardar la información relativa a sus materias primas para poder suministrar información adecuada a través del etiquetado o a las autoridades si lo demandaran.

[ NUTRICIÓN ]

Alimentos funcionales Alimentos que ejercen una acción beneficiosa para la salud

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onsideramos alimentos funcionales aquellos que además de sus propiedades nutritivas básicas, tienen un efecto beneficioso adicional sobre nuestra salud. Algunas características de los alimentos funcionales son: •Tienen una presentación similar a la de un alimento convencional.

•Se consumen como parte de una dieta normal.

•Tienen propiedades beneficiosas para la salud o reducen el riesgo de desarrollar enfermedades crónicas.

Pueden tratarse de alimentos naturales o alimentos que han sido manipulados para añadirles o quitarles algún componente.

Entre los ejemplos de alimentos funcionales podemos mencionar los que están enriquecidos con vitaminas y minerales, como los cereales o los lácteos.

Otros tienen modificado algunos de sus componentes, como los ácidos grasos, la fibra o su contenido en ácidos grasos omega 3.

Existen muchas enfermedades crónicas íntimamente relacionadas con la nutrición, como es el caso de la obesidad y numerosas enfermedades cardiovasculares, que pueden atribuirse a hábitos alimentarios inadecuados.

Ejemplos de alimentos funcionales

Beneficios para la salud La base de la nutrición, es una alimentación completa y variada, que nos aporte los nutrientes necesarios para el buen funcionamiento del organismo.

Los alimentos funcionales, complementan la función nutritiva y ayudan a la prevención de ciertas enfermedades.

•Probióticos: contienen bacterias vivas que tienen efectos en el intestino: ayudan a la rehidratación (sobre todo en niños y ancianos), proporcionan antibióticos naturales que parecen reducir la intensidad de las diarreas, y algunas hipótesis afirman que podrían mejorar la respuesta inmune del organismo.

•Prebióticos: favorecen el desarrollo de determinadas bacterias beneficiosas presentes naturalmente en nuestro intestino. Los prebióticos pueden producir en el intestino ácidos grasos de cadena corta, que ayudan al funcionamiento del sistema digestigo y a la prevención de enfermedades, pudiendo incluso disminuir el riesgo de cáncer.

• Fibra dietética: se trata de materia vegetal que resiste a la digestión y absorción por el aparato digestivo. La fibra está naturalmente presente en vegetales, legumbres, frutas y cereales.

Su consumo se asocia a diversos efectos beneficiosos sobre la salud: favorece el tránsito intestinal, menor riesgo de desarrollar enfermedades coronarias, disminución del colesterol en sangre o efecto protector frente al cáncer.

•Ácidos grasos omega 3: presentes en aceites de pescado, se han estudiado por su papel en la prevención de enfermedades como el cáncer de mama o enfermedades cardiovasculares.

Tipos de alimentos funcionales: Ingredientes funcionales

Efecto

Ejemplos

Prebióticos

Mejoran la función intestinal.

Lactobacilos y bifidobacteris (Yogures bio)

Probióticos

Favorecen el crecimiento de las bacterias intestinales beneficiosas.

Fructo-oligosacáridos (cereales integrales)

Vitaminas

Reducen el riesgo de enfermedades cardiovasculares y osteoporosis.

Vitamina B6, Vitamina B12, ácido fólico, vitamina D y vitamina K.

Minerales

Reducen el riesgo de osteoporosis y fortalecen el sistema inmune.

Calcio, magnesio y zinc.

(Productos lácteos)

Antioxidantes

Reducen el riesgo de enfermedades cardiovasculares y el desarrollo de tumores.

Vitamina C y E, carotenos, flavonoides y polifenoles (zumos y refrescos)

Ácidos grasos

Reducen el riesgo de enfermedades cardiovasculares y el desarrollo de tumores. Reducen los síntomas de la menopausia.

Ácidos grasos Omega 3. (Lácteos, huevos…) Ácido Linoleico Conjugado (CLA) (Lácteos)

Fitoquímicos

Reducen los niveles de colesterol y los síntomas de la menopausia.

Fitoesteroles, isoflavonas y lignina.

(Margarinas y lácteos)

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Las hojas del té tienen compuestos químicos cuyas propiedades pueden actuar sobre nuestro cuerpo y mente.

Así como todos los tés verdes, el matcha es un poderoso antioxidante que genera beneficios importantes en nuestra salud.