Técnicas de control, detección y conservación más precisas y cada vez más implantadas
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En la elaboración de este artículo han participado los siguientes expertos de CNTA: Iván Nieto, director de Desarrollo Internacional; Cristina Garrido, responsable de Seguridad Alimentaria y Formación; Mª José Bengoechea, responsable de Calidad; Mª José Sáiz, responsable de aplicaciones analíticas de I+D; Javier Butrón, responsable de Biotecnología; Silvia García, responsable de Desarrollo de Negocio; Jorge Lorenzo, responsable de Aguas y Envases; y Marta Mina, técnica de Seguridad alimentaria y Formación.

 

En el mundo de la alimentación, el control de los parámetros de calidad y seguridad es un factor en el que la industria trabaja con ahínco, puesto que una gran parte de su éxito radica en poner sobre la mesa productos que ofrezcan plenas garantías al consumidor. De un tiempo a esta parte, diversos desarrollos tecnológicos, en campos como la conservación, los sistemas de detección de patógenos o la parametrización de calidad, han contribuido a la mejora de los procesos. Las empresas de la industria, en busca de la optimización de tiempos y de la mejora de la competitividad intentan implementar dichos avances en sus propias plantas de manera gradual. Diversos expertos de CNTA en las áreas de Calidad y Seguridad Alimentaria analizan en este texto de la publicación PANORAMA ALINNOVA cómo la industria navega hacia una mayor implantación de estas tecnologías conforme los desarrollos se vayan ‘democratizando’ en cuanto a coste económico.

 Como explica Iván Nieto, director de Desarrollo Internacional de CNTA, los desarrollos de técnicas cada vez más punteras en los campos del análisis y el control de calidad, la conservación de alimentos o la detección han supuesto “un factor clave en el progreso del sector de la agroalimentación en la última década”, que ha posibilitado que haya pasado de ser un ámbito productivo muy tradicional a tener un enfoque diferente y más actualizado. Así, la actualidad informativa de 2019 nos muestra que los diversos avances en materia de control, conservación y detección son constantes y augura un 2020 en el que los desarrollos seguirán surgiendo.

Cabe destacar un campo especialmente tratado y cuyo potencial es incuestionable. Se trata de la tecnología hiperespectral, que supone un paso adelante con respecto a otras disciplinas similares y ya trabajadas como la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR), tal y como explica Mª José Sáiz, responsable de aplicaciones analíticas de I+D+i de CNTA. “Permite obtener una mayor cantidad de información que con la tecnología NIR. Explicado de forma sencilla, la imagen hiperespectral consiste en la toma de una fotografía de la muestra y, de esa imagen, se obtienen espectros de cada uno de los píxeles. Hay mayor volumen de datos que trabajar pero, a la vez, más precisión”, señala.

Ambas tecnologías cohabitan en el mundo de la industria alimentaria. Su aplicación, no obstante, todavía no está consolidada de manera absoluta, y hasta ahora el trabajo de campo se ha dado con mayor volumen en el ámbito de la investigación y el laboratorio. Sin embargo, Sáiz considera que “la tendencia, a tenor de los desarrollos que van surgiendo y se van conociendo, es que poco a poco se va a ir asumiendo más su implantación en las empresas del sector, también como consecuencia de su abaratamiento progresivo”. Un desarrollo que ha destacado en este acabado 2019 ha sido el de la Universidad de Santiago de Compostela, basado en la tecnología NIR y que, tal y como aseguran sus impulsores, permite diferenciar entre los cuatro tipos de huevos comercializados en la UE.

Las ventajas competitivas que estas tecnologías pueden aportar a las industrias, como recuerda Sáiz, son su capacidad de ofrecer datos en tiempo real, algo que con los sistemas de analítica más tradicionales sería imposible y, por otro lado, su potencial alcance a toda la producción en la línea. Esta particularidad permite a los fabricantes de un determinado producto alimentario tomar decisiones con mayor rapidez y facilidad. Además, estas tecnologías también están mejorando en lo que respecta a la manejabilidad y a sus prestaciones técnicas y el 2020 que iniciamos supondrá a buen seguro un escenario de avances en esa línea. “Se tiende a crear equipos cada vez más precisos y también más portables”, explica Sáiz. A ese respecto, cabe reseñar cómo el Instituto Fraunhofer de Alemania anunció en enero de 2019 la creación de un escáner de bolsillo basado en tecnología NIR cuya funcionalidad era aplicable a varios campos pero especialmente al de la alimentación.

“Tecnologías como la imagen hiperespectral o el NIR podrán aportar importantes ventajas competitivas en la industria alimentaria al permitir obtener datos en tiempo real”

CNTA tiene un protagonismo destacado en varios proyectos que han abordado la optimización del análisis sensorial y de la parametrización de la calidad en diferentes matrices alimentarias mediante estas tecnologías. En HYPERVEG, se han abordado técnicas de análisis de imagen y espectroscopía en base a tecnología hiperespectral para determinar la calidad de diferentes tipos de tomate en base a parámetros como la acidez titulable, el color o el tamaño, entre otros. Una investigación que encaja en la línea estratégica de Sensorial Objetivo de CNTA y que marca el camino en cuanto a los avances que vendrán. Otro de esos proyectos es Meditomato, proyecto europeo cuyo objetivo es desarrollar, a partir de tres demos (una en España, otra en Italia y otra en Turquía) una plataforma de control en la que los datos generados a tiempo real tanto en el invernadero como en la línea de producción estén monitorizados y permitan a los productores no solo evaluar de manera inmediata parámetros de calidad como la textura o la acidez, sino también correlacionar esos datos con la mejora de los sistemas de fertirrigación. “En 2020 está prevista la fabricación de dos dispositivos basados en tecnología NIR, uno más portable y otro diseñado para la línea, sobre los que CNTA realizará las validaciones. La implantación en demos llegará en 2021”, explica Sáiz.

 

El potencial de la Secuenciación de Nueva Generación (NGS)
“Desde el ámbito del control de la seguridad alimentaria, se ha comenzado a apostar por apoyar el uso de tecnologías relativamente novedosas que ofrezcan enfoques más profundos”, destaca Javier Butrón, responsable del departamento de Biotecnología de CNTA. Un ejemplo lo tenemos con una reciente publicación de la EFSA acerca de la Secuenciación de Nueva generación (NGS). “El potencial de este tipo de tecnología genética, perfeccionada en la última década, viene dado por su capacidad de combinar una flexibilidad en la estrategia de diseño, junto con una gran potencia de barrido. La capacidad de elegir entre dos tipos de enfoques principales hace que sea capaz tanto de orientarse por una parte a obtener el genoma completo de un organismo concreto, como, por otro lado, de acomodarse a obtener y separar las secuencias de pequeñas regiones específicas procedentes de poblaciones completas de todos los organismos que cohabitan en un ambiente, muestra o bioma, sin necesidad de aislarlos o buscarlos”, añade Butrón.

 

“La Secuenciación de Nueva generación (NGS) tiene la capacidad de combinar flexibilidad con potencia de barrido y su potencial uso es versátil en diversos campos de la seguridad alimentaria”

Gracias a este potencial, su versatilidad de aplicación es notable. Por ejemplo, tiene altas posibilidades en el campo de los fraudes de sustitución biológica, ya que permite comprobar la presencia de todas las especies presentes en el alimento y aspirar a un control exhaustivo de productos cárnicos, de la pesca, el valioso mundo de las especias o ingredientes vegetales de valor añadido, ente otros. “Otro campo es el estudio de qué microorganismos componen las poblaciones presentes en un hábitat. Así se permite estudiar procesos fermentativos en profundidad, poblaciones ambientales o de interés en procesos, pudiendo comparar su evolución en el tiempo frente a diferentes tecnologías, o incluso realizar rastreos de microorganismos comprometedores en seguridad alimentaria”, añade Butrón, quien también menciona su potencial en áreas como la lucha contra brotes de toxiinfección alimentaria o la optimización de tratamientos preventivos a partir del rastreo de potenciales genes de resistencia. Aunque la llegada a la industria de esta tecnología genética no se prevé inmediata, sus posibilidades son innegables.

 

Nuevas vías para la conservación
Además de precisar los sistemas de control y detección para la calidad y seguridad, desde la industria alimentaria también se trabaja en mejorar y optimizar las tecnologías de conservación de alimentos. Aunque el avance de estas técnicas en las últimas décadas ha sido sobresaliente y muchos de esos métodos han pasado de ser emergentes a estar consolidados a nivel industrial, se continúa progresando en investigaciones y desarrollos que facilitan la optimización de la vida útil de los productos alimentarios. Un ejemplo lo constituyen las altas presiones hidrostáticas (HPP), un método ya extendido pero en torno al que no cesan de surgir mejoras tecnológicas. Hiperbaric, compañía referente en desarrollos de esta índole aplicados a la industria de la alimentación y bebidas, lanzó recientemente el equipo HPP in-bulk. Este hito, explica Silvia García de la Torre, es un ejemplo de cómo se trabaja desarrollando diversas formas de aplicación en torno a esta tecnología, “cada vez más utilizada para diversos tipos de productos”. En concreto, con el HPP in-bulk se abre el potencial de las HPP a “tratar directamente el producto en un proceso continuo o casi continuo”. “Hasta el momento, una de las limitaciones de la tecnología, en el caso de productos alimentarios líquidos, era el imperativo de tratar producto ya envasado, lo que podía repercutir negativamente en el rendimiento del proceso”, explica Silvia García. En 2019, el coproductor y embotellador francés de zumos y bebidas Ateliers Hermes Boissons (AHB) se ha convertido en la primera compañía en adquirir el equipo HPP in-bulk y en abrazar este avance de vanguardia tecnológica. Su previsión es iniciar la producción de zumo con esta nueva funcionalidad en el primer trimestre de 2020.

“CNTA está siendo pionero en la investigación a escala piloto del plasma frío, en torno a la que se prevén desarrollos como tecnología de conservación de alimentos en los próximos años”

Existen otras tecnologías de conservación que han irrumpido con fuerza en los últimos tiempos y cuya mejora y evolución tendrán interés para la industria en este recién estrenado 2020. En el caso del plasma frío, ha sido abordada de manera pionera por CNTA a escala piloto en el proyecto COLDPLAS, enfocado a productos cárnicos. Las ventajas del plasma frío con respecto a métodos de desinfección e higienización más tradicionales radican en su escaso impacto sobre las características sensoriales de los alimentos y en la versatilidad que ofrece como descontaminante, ya que se muestra efectiva contra una gran variedad de microorganismos. Entre otros, está demostrada su eficacia frente a patógenos o alterantes como Listeria Monocytogenes o Salmonella. En COLDPLAS, CNTA ha trabajado de la mano de Avícola AN, empresa tractora, en la búsqueda y selección de los procesos más adecuados a la aplicación en industria cárnica del plasma frío. Este y otros proyectos que profundicen en las funcionalidades del plasma frío pueden abrir muchas puertas a la industria. A ese respecto, Silvia García prevé “un desarrollo en los próximos años por todo el potencial que muestra”.

 Acerca de los tratamientos que utilizan energía eléctrica, García de la Torre asegura que la principal línea de investigación es “el efecto letal” de dichos tratamientos, que “puede ser sinérgico entre el efecto provocado por el calor y el efecto de la corriente o campo eléctrico”. “Esto podría significar que se podrían ajustar los tratamientos a aplicar y conseguir mejor calidad de producto, por lo que se prevén desarrollos futuros”, señala. El calentamiento óhmico, el calentamiento por microondas y radiofrecuencia o los pulsos eléctricos de alto voltaje son algunas de las tecnologías basadas en energía eléctrica que siguen mejorándose.

El sector alimentario también enfoca su atención al potencial de los conservantes naturales. Un ejemplo es el de la startup canadiense Chinova Bioworks, que apostó en 2019 por explorar las posibilidades del quitosano como preservante alimentario. El ozono es otro de esos preservantes emergentes que se observa con lupa. En este pasado 2019 ha sido objeto de un proyecto de investigación aplicado a semillas de tomate e impulsado por el Centro Ifapa de La Mojonera (Almería) y la empresa Agrointec. Este gas presenta propiedades antivirales, antibacterianas y antifúngicas y su aplicabilidad en esta parcela se alinea a la perfección con el driver de la sostenibilidad. “Su uso en contacto con productos alimentarios no está todavía implantado en la agroindustria, debido a varios desafíos técnicos, económicos y legales. Aun así, se prevé que la actual y futura investigación sobre el uso del ozono apoye dicha implementación”, aventura Silvia García de la Torre.

 

¿El despegue del envasado activo?
La conservación de alimentos puede ir más allá del tratamiento previo a la producción. Aunque ya se lleva trabajando en él muchos años, el ámbito del envasado activo es otra línea de innovación en la que brotan los desarrollos y que marcará el futuro más próximo. 2019 ha dejado hitos como el de la colaboración entre UVESA y Termoformas de Levante para la fabricación de una bandeja generadora de CO2 que alarga la vida útil del pollo envasado. Esta iniciativa de creación de un nuevo envase activo se ha desarrollado colaboración de los centros de investigación ITENE (Instituto Tecnológico del Embalaje, Transporte y Logística) e IATA-CSIC (Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos) y tiene como fin la reducción de costes con respecto a la tecnología actual de atmósfera protectora (MAP) debido al ahorro en inversión de maquinaria e instalaciones complejas, gases de alta pureza, mantenimiento de líneas de envasado MAP y eliminación de la almohadilla de celulosa de las bandejas actuales.

Otra innovación que resultó notoria en 2019 y cuyo impacto a nivel industrial será a buen seguro destacado es la llevada a cabo por científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de su empresa de base tecnológica Encapsulae. El pasado mes de noviembre, anunciaron la fabricación de un aditivo para envases de plástico que tiene la capacidad de matar la Listeria Monocytogenes. Para Jorge Lorenzo, responsable del Departamento de Envases y Aguas de CNTA, la tendencia a que surjan desarrollos en la línea del envasado activo, por una parte, e inteligente (aquel que además de interactuar con el alimento da información al consumidor) por otra, será “creciente” en los próximos años.

 

Mejorar las tecnologías… y monitorizar los sistemas
Implementar estas tecnologías de control, detección y conservación será más viable para la industria alimentaria conforme se vayan ‘democratizando y abaratando’. De forma paralela, las tecnologías emergentes como el Big Data o el blockchain pueden contribuir a tratar y monitorizar los datos generados a partir de esas técnicas de control de calidad, conservación y detección y mejorar las prestaciones de las empresas. “Ese salto a la monitorización, esa tendencia a digitalizar los procesos, es un camino por el que la industria alimentaria pasará. Quizás primero lo hagan las grandes empresas, las que tienen músculo financiero, pero es el camino a recorrer”, señala Iván Nieto. La tendencia, como señala Mª José Bengoechea, responsable del departamento de Calidad de CNTA, “dibujará una industria alimentaria en la que se integrarán paulatinamente esos procesos de análisis y control en planta”. Es decir, que cada vez más el laboratorio estará en la propia empresa, aunque se seguirá recurriendo a laboratorios validadores, un punto en el que coinciden los expertos de CNTA consultados al respecto.

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¿Quieres saber más sobre el desarrollo de tecnología NIR para diferenciar los tipos de huevo impulsado por la Universidad de Santiago de Compostela?

¿Quieres conocer más a fondo y con la opinión de nuestra experta Silvia García el trabajo de la startup Chinova Bioworks?

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