¿Qué es la nanotecnología?

La nanotecnología es una rama de la ciencia que se encarga del estudio y la manipulación de estructuras tan pequeñas, en un rango entre 1 y 100 nanómetros de longitud. En esta escala de tamaño, los materiales tienden a contar con propiedades particulares como mayor resistencia, alta reactividad, cambios en color y propiedades magnéticas. Además, debido a su alta relación superficie-volumen, los nanomateriales confieren condiciones óptimas para reacciones químicas, biológicas y penetración celular. Estas cualidades han proporcionado aplicaciones en distintas áreas de innovación como la medicina, alimentos y electrónica [1][2].

Aplicación de nanotecnología en alimentos

En la actualidad la nanotecnología está transformando el sector de la industria alimentaria desde la producción hasta su distribución. En general, sus aplicaciones se enfocan en la mejora de la calidad, sabor, textura y vida útil de los alimentos por medio de la modificación de propiedades a escala nanométrica. [1]

Procesamiento de alimentos

En este caso en particular se busca mejorar la textura de los alimentos y distribuir de mejor manera los nutrientes. Un ejemplo de ello es las nanoemulsiones que les otorgan cremosidad y uniformidad a los helados, mientras que las nanocápsulas son elementos que tienen la capacidad de atrapar olores desagradables, proteger ingredientes y liberar nutrientes de manera controlada (vitaminas, minerales, etc.). Otros desarrollos significativos son los nanoingredientes para reducir grasas, azucares o sales, y los recubrimientos comestibles a nanoescala para conservar frutas, verduras y carnes [1][2].

Envasado y preservación

Los nanomateriales han mejorado los envases al incrementar la resistencia, ligereza y barreras en contra de gases que tienden a deteriorar los alimentos. Por un lado, en el envasado activo, las nanopartículas actúan como agentes antimicrobianos y antioxidantes que ayudan a prolongar la vida útil de los alimentos. Así mismo, el envasado inteligente es un sistema que además de preservar, también monitorea e interactúa de manera directa con los alimentos mediante el uso de nanosensores capaces de detectar patógenos, contaminantes, toxinas y cambios ambientales que podrían conducir al deterioro de los alimentos. Estas herramientas contribuyen a reducir el desperdicio de alimentos [1][2].

Diagnóstico y control

Se han creado biosensores rápidos y sensibles para detectar bacterias y toxinas en alimentos. Para ello se emplean nanotubos de carbono y nanopartículas de oro y plata, como mecanismos para la identificación de patógenos de manera eficaz y confiable, lo cual contribuye en la identificación temprana para evitar la propagación de enfermedades a causa de alimentos [2][3].

Riesgos y precauciones

La nanotecnología nos ha demostrado ser una herramienta poderosa en cuanto al manejo de alimentos, pero también plantea posibles riesgos para la salud de las personas. En este caso, las nanopartículas tienden a llegar a nuestro cuerpo a través de diferentes procesos como son: la ingesta de aditivos o ingredientes nanoestructurados, migrando desde los envases hacia los alimentos o debido a una exposición ocupacional en fábricas [1].

Estas partículas de escala nanométrica pueden ocasionar estrés oxidativo, daño al ADN, desnaturalización de proteínas y acumulación de estas mismas en órganos como el hígado, riñones o tracto gastrointestinal. En algunos casos puede ocurrir que estas nanopartículas liberen materiales pesados o provocar reacciones alérgicas e inflamatorias [1][2]. Por tal motivo el evaluar la seguridad alimentaria en este ámbito se vuelve un desafío complejo, dado que en hoy en día no existen estándares o normativas a nivel global. Se requieren de estudios exhaustivos en relación con la toxicidad a largo plazo de los alimentos, modelos precisos de migración de nanopartículas y técnicas de medición confiables [4].

Perspectivas y Desafíos de la nanotecnología en alimentos

Sin duda la nanotecnología ha demostrado ser una ciencia con alta influencia en el sector de la industria alimentaria al mejorar la calidad, nutrición y conservación de los productos. No obstante, la introducción de nanomateriales plantea retos importantes. Su tamaño diminuto y alta reactividad generan incertidumbre con respecto a su toxicidad y efectos a largo plazo en base a su consumo, incluyendo posibles daños a nivel celular y acumulación en órganos. Asimismo, la producción y eliminación de estos compuestos no solamente repercute de manera negativa en la salud sino también en el medio ambiente, y la aceptación de la sociedad depende de información proveniente de fuentes claras y confiables que hagan hincapié en sus beneficios y posibles riesgos [1][2].

En general, la nanotecnología se expone como una rama con el potencial necesario para innovar en el ámbito de la fabricación y manipulación de alimentos, pero su implementación implica mantener un balance entre la aplicación, investigación rigurosa y gestión responsable, de forma que se garantice que su uso no comprometa la salud ni el medio ambiente.

Referencias

[1] Biswas, R., Alam, M., Sarkar, A., Haque, M. I., Hasan, M. M., & Hoque, M. (2022). Application of nanotechnology in food: processing, preservation, packaging and safety assessment. Heliyon, 8(11), e11795. https://doi.org/10.1016/J.HELIYON.2022.E11795

[2] Singh, T., Shukla, S., Kumar, P., Wahla, V., Bajpai, V. K., & Rather, I. A. (2017). Application of Nanotechnology in Food Science: Perception and Overview. Frontiers In Microbiology, 8. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01501

[3] Nile, S. H., Baskar, V., Selvaraj, D., Nile, A., Xiao, J., & Kai, G. (2020). Nanotechnologies in Food Science: Applications, Recent Trends, and Future Perspectives. Nano-Micro Letters 2020 12:1, 12(1), 1–34. https://doi.org/10.1007/S40820-020-0383-9

[4] He, X., & Hwang, H. M. (2016). Nanotechnology in food science: Functionality, applicability, and safety assessment. In Journal of Food and Drug Analysis (Vol. 24, Issue 4, pp. 671–681). Elsevier Taiwan LLC. https://doi.org/10.1016/j.jfda.2016.06.001