La imagen de EM hace visibles los ingredientes, aditivos y contaminantes de los alimentos

Natamicina en el queso

Para proteger las ruedas de queso o los embutidos ahumados de la infestación de moho, las superficies se tratan a menudo con el fungicida natamicina. Un reglamento de la UE establece un límite de un miligramo por decímetro cuadrado para esto y también estipula que la natamicina no debe penetrar más de cinco milímetros en una rueda de queso tratada. Sin embargo, esta profundidad de penetración no puede describirse detalladamente con los métodos de análisis de alimentos utilizados habitualmente hasta ahora. Sin embargo, el equipo de investigación de Bayreuth, dirigido por el Prof. Dr. Andreas Römpp, ha podido utilizar imágenes de EM para mostrar por primera vez dónde y en qué cantidades se encuentra el fungicida en diferentes tipos de Gouda. La penetración de las moléculas de natamicina puede seguirse desde la corteza hasta el interior de la rueda de queso. Los científicos colaboraron con la Autoridad de Salud y Seguridad Alimentaria de Baviera (LGL) en estas investigaciones. A partir de los resultados obtenidos, han desarrollado normas metodológicas para la identificación de la natamicina en el queso. "Partiendo de este enfoque de imágenes de EM recientemente desarrollado, puede ser posible reducir la exposición de los consumidores a los conservantes en el futuro", afirma el profesor Römpp, que ocupa la cátedra de Ciencias Bioanalíticas y Análisis de Alimentos de la Universidad de Bayreuth.

Acrilamida en el pan de especias

Una normativa de la UE también establece límites para la presencia de acrilamida en los alimentos. Se trata de una sustancia cancerígena que se forma a partir del azúcar y la asparagina -un aminoácido- a baja humedad y a temperaturas superiores a 120 grados Celsius. Un método desarrollado en Bayreuth (Alemania), basado en imágenes de EM, visualiza la distribución de la acrilamida en el tradicional pan de jengibre alemán. "Para ello, tuvimos que enfriar las muestras de pan de jengibre a menos de 60 grados centígrados y, a continuación, utilizar una microsierra eléctrica para producir rodajas de pan de jengibre de dos milímetros de grosor. Sólo así pudimos detectar cantidades muy pequeñas de acrilamida", informa el profesor Römpp.

Estudios sobre salchichas de ternera

El nuevo estudio también demuestra que la imagen por EM es igualmente adecuada para analizar productos cárnicos procesados. En las salchichas de ternera, los componentes hidrosolubles y liposolubles se hacen visibles, de modo que se pueden distinguir claramente las regiones con poca y mucha grasa. Asimismo, se hace visible donde se encuentran sustancias de origen vegetal que provienen de hierbas mezcladas. "Sin embargo, la imagen MS no sólo permite localizar los ingredientes en los productos cárnicos, sino que también ayuda, por ejemplo, en las investigaciones sobre la "carne pegajosa" o los llamados aditivos hidrolizados, que supuestamente fingen una mayor calidad cuando no se declaran en el envase. Por tanto, podría ser útil para detectar el engaño en los productos cárnicos y proteger mejor a los consumidores también en este aspecto", afirma el profesor Römpp.

Kiwis y zanahorias

El potencial de aplicación en el campo de las frutas y verduras queda demostrado por los estudios realizados con kiwis y zanahorias. El "mini kiwi" (Actinidia arguta) no sólo es dulce, sino que también tiene numerosos ingredientes bioactivos que promueven la salud. Utilizando rodajas de muestra de sólo unas centésimas de milímetro de grosor y enfriadas a una temperatura de 40 grados bajo cero, los bioanalistas de Bayreuth visualizaron la distribución de varias sustancias en la piel y la pulpa: moléculas de azúcar (disacáridos), polifenol antioxidante y una grasa (lípido) característica de los kiwis. En las zanahorias, por su parte, se detectaron moléculas de betacaroteno, un precursor de la vitamina A. Además, también fue posible identificar la distribución espacial y las estructuras moleculares típicas de diferentes colorantes (antocianinas) que dan a las zanahorias una coloración naranja, amarilla o violeta.

Un método analítico sin colorantes

"Nuestro estudio deja claro que la imagen por EM es un valioso complemento a los métodos de análisis de alimentos ya establecidos: Ofrece nuevos conocimientos sobre la distribución espacial y las proporciones relativas de los ingredientes. Tiene la gran ventaja de que las moléculas de los ingredientes no tienen que ser etiquetadas con colorantes u otros métodos de etiquetado". En la Universidad de Bayreuth -dentro de la recién creada Facultad VII de Ciencias de la Vida: Alimentación, Nutrición y Salud- seguiremos trabajando en el futuro en el perfeccionamiento de las capacidades analíticas de la espectrometría de masas por imágenes, combinándola con otras herramientas de análisis de alimentos y aplicándola a ingredientes no estudiados anteriormente. De este modo, en la Universidad de Bayreuth podemos hacer importantes contribuciones a la protección del consumidor", afirma el profesor Römpp.

Sobre la espectrometría de masas (EM)

La EM se diferencia de otros métodos analíticos, como la espectroscopia UV, de fluorescencia, de infrarrojos o de resonancia magnética nuclear, en que no depende de las propiedades particulares de las moléculas y los átomos, es decir, ni de la absorción de la luz o la fluorescencia ni del espín nuclear, el momento angular de un núcleo atómico alrededor de su centro de gravedad. Si dos moléculas o átomos difieren en masa, esta diferencia puede hacerse visible mediante la espectrometría de masas. En este sentido, un espectrómetro de masas es similar a una balanza para átomos y moléculas, con la única diferencia de que es varios millones de veces más preciso y sensible que cualquier balanza de cocina. Antes de cualquier análisis por espectrometría de masas, es necesario ionizar las moléculas de las sustancias que se van a identificar, para que se creen partículas cargadas. Esto se debe a que sólo las partículas cargadas pueden ser desviadas y aceleradas por los campos magnéticos y eléctricos utilizados en el espectrómetro de masas. Un método de ionización que también se utiliza en la Cátedra de Bioanálisis y Análisis de Alimentos de la Universidad de Bayreuth es la desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI). En este caso, se coloca una sustancia matriz sobre la muestra y se irradia con un láser. La espectrometría de masas por imágenes (MS imaging) combina la información sobre las moléculas obtenida a partir de la MS con la información espacial: al escanear la superficie de una muestra e irradiar cada vez un punto diferente de la misma, píxel a píxel, se puede registrar un espectro de masas para cada punto en el que haya incidido el láser.

Financiación de la investigación:

La investigación presentada en "Food Chemistry" ha sido financiada por la Fundación Alemana de Investigación y la TechnologieAllianzOberfranken (TAO).