Aunque no seamos conscientes de ello, entrar en un supermercado es sumergirse en un mar de compuestos, códigos, concentraciones… Esto es lo que indican las etiquetas nutricionales, pero los productos que no los contienen también esconden todo un universo químico. ¿Cómo puede un consumidor asegurarse, por ejemplo, de que la botella de vino que acaba de comprar es auténtica y no un fraude o una falsificación? La respuesta está en su "huella molecular", que hoy podemos obtener gracias a las sofisticadas tecnologías de análisis disponibles en los laboratorios.
Comemos y bebemos química.
Aunque la mayor parte de la manzana es agua, esta fruta contiene más de 400 sustancias que contribuyen a darle su sabor, textura y aroma característicos, además de los carbohidratos que aporta. La idea de que "todo es química", lejos de ser un cliché, es una realidad para los alimentos que consumimos, ya sean procesados o naturales.
Los seres vivos son los reactores químicos más complejos y optimizados que conocemos, y las plantas utilizan esta optimización para alcanzar su máxima eficiencia. Con la luz solar como fuente de energía, el dióxido de carbono como fuente de carbono, además de agua y algunos minerales, un manzano puede generar toda su materia orgánica.
Tecnología de última generación para descifrar la composición de los alimentos
Tanto las características que los hacen únicos como los aspectos clave de la seguridad alimentaria dependen de la composición del alimento. En las últimas décadas, las técnicas de análisis químico instrumental han experimentado importantes avances. Entre ellas destacan dos: la espectrometría de masas (MS) y la resonancia magnética nuclear (RMN), que abrieron la puerta a nuevas disciplinas científicas. Uno de ellos es la metabolómica, que puede definirse como un análisis exhaustivo y completo de todos los metabolitos -o la mayoría de ellos- de un sistema biológico.
Tanto la EM como la RMN son técnicas complementarias que permiten un análisis cada vez más completo de los perfiles metabólicos de los sistemas biológicos. Hoy, el desafío es abaratar estas tecnologías para que estén disponibles en diversos entornos institucionales y empresariales.
Vino bajo el microscopio molecular
En particular, la RMN aprovecha el comportamiento de los núcleos de determinados átomos cuando se someten a intensos campos magnéticos. Esta respuesta genera señales características -lo que llamamos espectro- en cada tipo de molécula o sustancia que, por ejemplo, compone los alimentos. Es la misma técnica que se utiliza en el diagnóstico médico, pero en este caso convierte las señales en imágenes de nuestro cuerpo.
El vino es una bebida compleja que se desarrolla microbiológicamente a partir del mosto y contiene cientos de compuestos. Por tanto, se considera un producto muy interesante para estudios metabolómicos. Además, proteger su identidad geográfica es clave para garantizar que el consumidor obtenga exactamente lo que compra.
Ya en 2006, nuestro grupo de investigación desarrolló una metodología basada en RMN para el seguimiento y control de la fermentación alcohólica y maloláctica. Estos trabajos se ampliaron con otros que permitieron estudiar el potencial de esta técnica para la cuantificación de diferentes compuestos, abordar la diferenciación de vinos de distintas añadas y zonas geográficas -incluso separados por algo más de 20 kilómetros- y analizar el proceso de crianza.
Esta tecnología ya está al servicio de las bodegas. Por ejemplo, la Estación de Vinos de Haro, en la comunidad autónoma de La Rioja (España), cuenta con equipos de RMN diseñados para controlar y caracterizar el vino, sus derivados y otras bebidas en un único análisis. Esta instrumentación determina la "huella molecular" de cada vino, lo que facilita conocer su trazabilidad, su estado analítico y la especificidad de su elaboración.
Con la ayuda de la resonancia magnética de escritorio
Una de las principales desventajas de este procedimiento es su elevado coste, tanto en términos de adquisición como de mantenimiento. Por esta razón, en los últimos años se han desarrollado equipos de resonancia magnética de bajo campo o de escritorio. Aunque ofrecen menor sensibilidad y resolución (es decir, una capacidad de separación de señales más limitada que las utilizadas en ejemplos anteriores), cuestan menos y prácticamente no requieren mantenimiento.
Estas limitaciones se compensan incorporando software de procesamiento de datos más eficiente. Por ejemplo, se han desarrollado algoritmos muy eficientes que separan automáticamente las señales superpuestas. Además, la aplicación de la inteligencia artificial y todas las técnicas relacionadas nos permitirá extraer mucha más información de la que, para el profano, podrían parecer simples líneas en un espectro.
Este tipo de tecnología permitirá que la RMN no sólo esté reservada a grandes instituciones, sino también llegar a centros tecnológicos y empresas del sector agroalimentario y poder incrementar el valor de los productos del sector primario.
El control de calidad y el fraude alimentario, la protección de la identidad geográfica, la seguridad y, sobre todo, el conocimiento del consumidor sobre la composición nutricional de los alimentos y bebidas son áreas en las que la resonancia magnética de escritorio sin duda jugará un papel protagonista.
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