Lo que necesita saber sobre nano-alimentos
¿Cuáles son las aplicaciones prácticas de los nano-alimentos?
La nanotecnología es la ciencia de lo muy, muy pequeño. Medidas en mil millonésimas de metro, las nanopartículas tienen una escala similar a la de los virus, las proteínas y los anticuerpos. Podría caber miles de nanopartículas dentro de solo uno de sus glóbulos rojos, dejando un amplio espacio de sobra.
Manipular los alimentos a esta escala podría ayudar a desarrollar alimentos bajos en grasa que aún tienen un gran sabor, o permitir a los fabricantes empacar más nutrientes en alimentos sin vitaminas. Esta tecnología no debe ser necesariamente alarmante, porque el cuerpo humano ya está acostumbrado a tratar con alimentos a nanoescala. Nuestras entrañas descomponen lo que comemos en trozos de tamaño nano para que el cuerpo pueda absorber los nutrientes en el intestino, por ejemplo.
La nanotecnología también está preparada para crear mejores envases para alimentos. Podría reducir la cantidad de plástico utilizado, por ejemplo, o hacer que los contenedores sean más inteligentes mediante la construcción de sensores que nos digan si la comida en el interior aún está fresca.
La industria alimentaria ha estado utilizando la nanotecnología sin saberlo durante años. La mayonesa es una emulsión de partículas diminutas, donde el aceite y el agua se mezclan sin separarse. Pero los investigadores ahora están desarrollando técnicas que permiten que estas pequeñas gotitas se adapten con precisión, para darles sabores o texturas específicos. La mayonesa se mantiene espesa y cremosa porque «hay tantas gotas de grasa que dividen el agua en bolsas», dice Kathy Groves, microscopista de la empresa de investigación por contrato Leatherhead Food Research en el Reino Unido. Eso significa que es típicamente 70% de grasa, lejos de ser ideal si estás a dieta.
Una forma de reducir el contenido de grasa por debajo del 40% es agregar más agua, además de un poco de almidón para asegurarse de que la mayonesa no se vuelva demasiado líquida. Pero un enfoque totalmente más sabroso es manipular la estructura de las gotitas en la nanoescala. Groves y sus colegas están desarrollando técnicas para reemplazar el interior de las gotitas de grasa con agua, creando una emulsión que tiene la misma textura, pero menos grasa que la cosa real.
Los investigadores también están desarrollando granos de sal de tamaño nanométrico, aproximadamente mil veces más pequeños que la sal de mesa normal. Dividir un grano de sal en estas partículas más pequeñas aumenta su área de superficie un millón de veces, lo que significa que su comida necesita mucha menos sal para darle a sus papilas gustativas el mismo toque salado. Eso podría ser una bendición para aquellos que, preocupados por la presión arterial alta, están tratando de reducir su ingesta de sal.
En cuanto al envasado, la nanotecnología ya se está utilizando en los Estados Unidos para evitar que las cervezas se agoten. Las botellas de cerveza de plástico utilizadas por la cervecera SABMiller contienen nanopartículas escamosas de arcilla, que llenan mucho más espacio en las paredes de la botella que las moléculas de plástico. Eso hace que sea mucho más difícil que el dióxido de carbono efervescente escape de la cerveza – o que el oxígeno, que puede estropear el sabor de la cerveza, entre. En el futuro, los nano envases inteligentes podrían cambiar de color si detectan los gases que emiten los alimentos que se echan a perder, lo que permite a los consumidores tomar decisiones informadas sobre lo que es seguro comer.
¿Por qué comería nano-alimentos?
Se está desarrollando una variedad de nanotecnología para usar en alimentos, y algunos productos han llegado al mercado. Pero los expertos dicen que es poco probable que la industria alimentaria tradicionalmente conservadora adopte la nanotecnología a gran escala a menos que tenga beneficios convincentes para su negocio o sus clientes.
Uno de los usos principales podría ser proporcionar más vitaminas y minerales a través de los alimentos que comemos. Las nanopartículas podrían encapsular suplementos vitamínicos, que podrían añadirse a alimentos cotidianos como el pan.
Los minerales esenciales podrían recibir el mismo tratamiento. «Estamos trabajando para fabricar suplementos de hierro a base de nano que sean seguros y libres de efectos secundarios», dice Jonathan Powell, jefe de investigación biomineral en el Centro de Investigación de Nutrición Humana del Consejo de Investigación Médica en Cambridge, Reino Unido.
Cada vez hay más pruebas de que el cuerpo almacena hierro en forma de nanopartículas sólidas e insolubles que solo se descomponen en átomos útiles una vez que entran en nuestras células. Los suplementos que contienen hierro en forma soluble pueden ser tóxicos en dosis muy altas, porque dañan el intestino. Powell quiere colar hierro directamente en las células en su forma de nanopartículas insolubles, montando a cuestas en la ruta natural del cuerpo – para hacer un suplemento más efectivo.
Powell también ha estado investigando los impactos en la salud de las nanopartículas que son extrañas al cuerpo. Las nanopartículas de dióxido de titanio se usan comúnmente en cremas solares, donde ocultan los dañinos rayos ultravioleta. Powell ha descubierto que si las nanopartículas de dióxido de titanio entran en el cuerpo, pueden acumularse en partes del intestino delgado utilizadas por nuestro sistema inmunitario. Aunque no se entienden las implicaciones para la salud de esta acumulación, Powell piensa que los fabricantes deben evitar el uso de aditivos de nanopartículas que no tienen un beneficio claro.
Entonces, ¿dónde nanopartículas si el cuerpo no puede descomponer?
Los investigadores están empezando a abordar esa pregunta. La Autoridad de Seguridad Alimentaria (FSA) del Reino Unido ha estado ejecutando dos proyectos que analizan específicamente lo que sucede cuando se ingieren nanopartículas y los resultados se esperan en los próximos meses.
Sandy Lawrie, directora de nuevos alimentos de la FSA, espera que la investigación ayude a las empresas que planean usar nanotecnología a probar la seguridad de sus productos.
Aparte de estos estudios, hay relativamente pocos datos toxicológicos sobre las nanopartículas ingeridas, aunque eso no significa necesariamente que las nanopartículas sean peligrosas, dice Lawrie.
¿Quién hace nano-alimentos?
Trate de averiguar los detalles de lo que las empresas de alimentos están haciendo con la nanotecnología, y es probable que quede en blanco. «La aplicación de las nanotecnologías en la industria alimentaria se encuentra en una etapa temprana, y hasta donde sabemos, la industria de fabricación de alimentos y bebidas del Reino Unido no utiliza actualmente nanomateriales diseñados en productos alimenticios, su procesamiento o su envasado.»Así lo dice la Federación de Alimentos y Bebidas del Reino Unido, que representa a los fabricantes de alimentos.
Nestlé dice que está vigilando atentamente los avances en nanotecnología de alimentos, pero no está haciendo ninguna de sus propias investigaciones. Heinz sigue la misma línea, diciendo que está monitoreando el campo, pero no participando activamente.
Fue una historia bastante diferente en 2005, cuando el analista de la industria Mark Bünger, director de investigación de Lux Research en San Francisco, California, asistió a la Conferencia Mundial de Tecnología e Innovación Alimentaria en Dublín, Irlanda. En un informe de la reunión, escribió: «Hablamos con empresas que van desde Unilever hasta la startup Derevo sobre las aplicaciones de la nanotecnología en la industria alimentaria en cada etapa de la cadena de valor de la nanotecnología.»
¿Por qué las empresas se han vuelto tan tímidas desde entonces? Bünger sugiere que puede reflejar una disminución genuina del interés, tal vez debido a desafíos regulatorios. Espera que las nanotecnologías utilizadas para suministrar complementos alimenticios, por ejemplo, se introduzcan primero en aplicaciones médicas, un ámbito en el que los nuevos productos pasan por pruebas más rigurosas.
Esto está respaldado por cifras del Proyecto sobre Nanotecnologías Emergentes en el Woodrow Wilson International Center for Scholars en Washington, DC. En su inventario de más de 1.000 productos comerciales que contienen nanopartículas, solo cinco se enumeran en la categoría de alimentos.
Pero David Carlander, director de promoción de la Asociación de Industrias de Nanotecnología (NIA), con sede en Lisboa, Portugal, sospecha que las empresas pueden estar haciendo más trabajo en nanotecnología de lo que están dispuestas a admitir. «Creo que así es como están actuando varias grandes corporaciones, y la cantidad de ‘monitoreo’ que realizan en la práctica puede ser bastante sustancial», dice Carlander.
En 2010, el comité de ciencia y tecnología de la Cámara de los Lores realizó una investigación en profundidad de los nanoalimentos, y su informe criticó a la industria alimentaria por su secreto sobre el tema. Y el año pasado, la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación publicó un informe sobre alimentos y nanotecnología que planteó preocupaciones similares sobre la falta de transparencia sobre lo que la industria alimentaria estaba haciendo con la nanotecnología.
Sandy Lawrie, directora de nuevos alimentos de la Agencia de Estándares Alimentarios del Reino Unido, dice que animan a las empresas a que acudan a ellos con información sobre lo que han desarrollado, pero hasta ahora solo ha habido un «pequeño número de consultas» de empresas que desarrollan nuevos alimentos utilizando nanotecnología. A pesar de toda la promesa de los nano alimentos, agrega, «se habla mucho de ellos, pero muy pocos productos para mostrar».
¿De dónde vienen los nano-alimentos?
Algunas nanoestructuras se producen naturalmente en los alimentos; otros pueden ser añadidos por los fabricantes de alimentos. Pero hay otra forma en que la nanotecnología puede entrar en la cadena alimentaria, desde cero. En la Universidad de Clemson en Carolina del Sur, el biólogo de alimentos Jeremy Tzeng está utilizando la nanotecnología para abordar los problemas que puede causar la alimentación de antibióticos a los animales. El uso rutinario de antibióticos en la alimentación animal está prohibido en Europa, porque los microbios son cada vez más resistentes a estos medicamentos esenciales. Esto, a su vez, puede hacer que las infecciones humanas sean más difíciles de tratar.
Tzeng está desarrollando nanopartículas que podrían sustituir a estos antibióticos en pollos. Las partículas se unen a las bacterias y luego se agrupan, pasando a través del pollo junto con otra materia fecal. Hasta ahora, las partículas a base de poliestireno que utiliza no parecen causar angustia o pérdida de peso a los pollos, pero aún hay problemas importantes que abordar. «Nuestra preocupación es cuál es el impacto del nanomaterial en el medio ambiente», dice Tzeng.
Esa no es la única forma en que la nanotecnología podría usarse en la granja. «Las nanotecnologías se utilizan para fabricar diversos plaguicidas», dice Kai Savolainen, director del Centro de Investigación sobre Nanoseguridad del Instituto Finlandés de Salud Ocupacional de Helsinki, que aporta una serie de beneficios. «Tienen una mejor capacidad para pegarse donde se supone que deben, a las raíces, a las hojas o a las malas hierbas», dice.
Los fertilizantes se pueden entregar en nanopartículas que entregan los nutrientes esenciales de manera más eficiente. Cuando se aplican fertilizantes convencionales a un campo, más de la mitad del nitrógeno que contienen se filtra a través del suelo o se pierde en el aire, dice la investigadora de nanotecnología Maria DeRosa de la Universidad de Carleton en Ottowa, Canadá. Los cultivos no solo pierden su alimento, sino que también aumentan la contaminación por nitrógeno que puede causar floraciones de algas no deseadas en los cursos de agua. El uso de fertilizantes en forma de nanopartículas podría facilitar mucho la absorción de las plantas, reduciendo drásticamente la cantidad que los agricultores necesitan poner en sus campos. Esto podría tener otros beneficios derivados: aproximadamente el 1% de la producción de energía del mundo se utiliza actualmente para fabricar fertilizantes, por lo que la reducción podría reducir las emisiones de gases de efecto invernadero que crea el proceso.
Agregar nanopartículas de dióxido de titanio a los fertilizantes podría ayudar a descomponer las bacterias no deseadas, mientras que otras nanopartículas se han utilizado para liberar lentamente compuestos químicos que regulan el crecimiento de las plantas, agrega DeRosa.
¿Es seguro?
En Europa, la llegada de alimentos genéticamente modificados (GM) en la década de 1990 desencadenó un desastre de relaciones públicas que ha cerrado efectivamente la industria. Los defensores de la nanotecnología están desesperados por evitar ser alquitranados con el mismo pincel.
«Los paralelismos son innegables», dice Kathy Jo Wetter, que trabaja en temas de nanotecnología con el Grupo ETC, una organización de campañas interesada en el impacto de la tecnología en la salud y el medio ambiente. «Los productos se han lanzado al mercado sin una evaluación adecuada y prácticamente sin debate público.»
Pero incluso si quisieran, a las empresas alimentarias no se les permite utilizar nuevas nanotecnologías inteligentes en sus productos sin la aprobación reglamentaria. «A pesar de algunas preocupaciones anteriores de que el uso de nanomateriales en los alimentos estaba esencialmente no regulado, está claro que las nanotecnologías en los alimentos están reguladas», dice Diana Bowman, experta en riesgos y salud pública de la Universidad de Michigan.
Todos los alimentos que incluyen nanomateriales, o que se procesan utilizando nanotecnología, están sujetos a las mismas regulaciones que los alimentos convencionales. El siguiente desafío, que Bowman dice que aún no se ha abordado, es averiguar qué tan efectivos son los marcos regulatorios existentes para analizar los efectos novedosos asociados con las nanotecnologías. «Esta sigue siendo una pregunta abierta y muy debatida», dice Bowman.
Hasta hace poco, la industria no estaba obligada a etiquetar productos que contenían nanomateriales. Pero eso está cambiando. La Unión Europea introdujo recientemente nuevas regulaciones para el etiquetado de cosméticos y alimentos, dice Bowman. A partir de finales de 2014, se convertirá en un requisito legal etiquetar claramente los productos alimenticios que contienen nanomateriales, aunque las regulaciones no cubren los procesos de fabricación.
Es un paso en la dirección correcta, dice Kai Savolainen, director del Centro de Investigación sobre Nanoseguridad del Instituto Finlandés de Salud Ocupacional. Dice que le preocupa que en este momento, los productores de alimentos no tengan que declarar específicamente si usan nanotecnología. «Siento que debería tener el derecho de saber lo que pongo en mi boca», dice.
Savolainen dice que, si bien no anticipa ningún riesgo importante de los nanoalimentos, se necesitan más estudios de seguridad que se centren específicamente en la ingestión de nanopartículas. «Hay miles de estudios de nanoseguridad, pero muy pocos de ellos se pueden utilizar para la evaluación de riesgos», dice.
Los reguladores europeos también están tratando de garantizar que la nanotecnología no se convierta en el próximo GM. Las próximas regulaciones sobre la supervisión de nuevos alimentos se están reescribiendo para incorporar controles y equilibrios para la nanotecnología.
Bowman dice que es vital investigar y debatir el uso de las nanotecnologías en los alimentos ahora, en lugar de esperar hasta que haya una reacción negativa de los consumidores. «Países como Estados Unidos, el Reino Unido, la Unión Europea en general, Australia y Nueva Zelanda han sido extremadamente proactivos al examinar la eficacia de sus marcos regulatorios para tratar con las nanotecnologías», dice.
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