Nuevas tecnologías buscan reducir los residuos alimentarios mediante fagos, envases inteligentes y recubrimientos biobasados
Aproximadamente una quinta parte de los alimentos producidos en el mundo se pierde antes de llegar a la mesa. Además del impacto sobre la disponibilidad de alimentos, estas pérdidas están asociadas al consumo de recursos empleado en su producción, transporte y distribución y a las emisiones generadas cuando los alimentos descartados terminan degradándose.
Ante este escenario, diferentes grupos de investigación están desarrollando tecnologías destinadas a evitar la contaminación, detectar antes el deterioro y prolongar la vida útil de los alimentos, reduciendo así la cantidad que termina convertida en residuo.
Bacteriófagos para controlar la contaminación
En la Universidad McMaster, el equipo de Tohid Didar trabaja con bacteriófagos, virus capaces de atacar bacterias específicas, como agentes para la descontaminación alimentaria.
Los investigadores han desarrollado microgeles que contienen bacteriófagos y que pueden aplicarse sobre las superficies de los alimentos mediante parches desprendibles o soluciones pulverizables. En ensayos anteriores, estos sistemas permitieron eliminar una cepa de Escherichia coli multirresistente presente en lechuga y carne cruda.
El equipo también está desarrollando parches de microagujas capaces de introducir los fagos más allá de la superficie del alimento. Los ensayos demostraron que estos parches podían eliminar E. coli de la carne y, mediante cócteles de bacteriófagos, actuar simultáneamente frente a E. coli y Salmonella enterica.
Levaduras como vehículos de antimicrobianos
Otra línea de investigación utiliza levaduras como sistemas de transporte de compuestos antimicrobianos.
El equipo de Nitin Nitin, de la Universidad de California en Davis, aprovecha las características de la pared celular de las levaduras para encapsular sustancias y dirigirlas hacia microorganismos. Entre los compuestos estudiados se encuentra el timol, principal componente del aceite de tomillo.
Los investigadores demostraron que estas levaduras podían encapsular timol y utilizarlo para inactivar biopelículas bacterianas sobre superficies en contacto con alimentos.
Envases capaces de controlar el estado del alimento
La prevención del desperdicio también pasa por conocer con mayor precisión cuándo un alimento empieza a deteriorarse.
El equipo de Didar ha desarrollado un sistema denominado lab-in-a-package, que integra biosensores fluorescentes para detectar patógenos y una membrana con los reactivos necesarios para identificarlos. El sistema se incorpora al envase y permite analizar los fluidos liberados naturalmente por el alimento.
Las señales de los biosensores pueden detectarse mediante escáneres portátiles y visualizarse incluso desde un teléfono móvil.
Paralelamente, investigadores trabajan con inteligencia artificial para acelerar la detección microbiológica. En uno de los trabajos citados, un modelo permitió identificar E. coli en muestras de lechuga en aproximadamente tres horas, frente a los varios días que pueden requerir métodos convencionales de cultivo.
Recubrimientos para prolongar la vida útil
Otra estrategia consiste en evitar que frutas y hortalizas se deterioren antes de llegar al consumidor.
En el MIT, el equipo de Benedetto Marelli investiga la utilización de fibroína de seda, una proteína procedente de la seda que puede obtenerse como subproducto de la industria textil, para desarrollar recubrimientos comestibles. Trabajos anteriores demostraron que estos recubrimientos podían prolongar aproximadamente una semana la vida útil de determinadas frutas.
Más recientemente, los investigadores han desarrollado microagujas de fibroína de seda cargadas con melatonina. En ensayos con hojas de pak choi, los parches retrasaron el amarilleamiento y prolongaron la vida útil durante 10 días bajo refrigeración y cuatro días sin refrigeración.
También se están estudiando recubrimientos basados en redes metal-fenólicas combinadas con nanopartículas de almidón. Estos materiales han mostrado capacidad para retrasar la maduración, mantener la firmeza de los frutos, inhibir el crecimiento bacteriano y contribuir a eliminar residuos de pesticidas.
Del desperdicio a la prevención del residuo
Las tecnologías descritas por The Scientist actúan en distintos puntos de la cadena alimentaria, pero comparten un mismo objetivo: evitar que los alimentos lleguen a convertirse en residuos.
El reto pendiente es trasladar estas soluciones desde los ensayos de investigación a la cadena alimentaria. Entre las dificultades señaladas por los investigadores figuran el coste adicional que podrían introducir algunas tecnologías y la aceptación por parte de productores y consumidores de materiales como la nanotecnología o los envases inteligentes.
