Download Nanotecnología en la industria alimentaria

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID
ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERIA
TECNICA AGRICOLA
MASTER EN GESTION DE LA CALIDAD
ALIMENTARIA
TEMA DE TESIS:
NANOTECNOLOGIA EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
ESTUDIANTE:
WILSON ROLANDO CHALCO SANDOVAL
Programa de Becas “CONVOCATORIA ABIERTA 2009”
MADRID – ESPAÑA
2010 – 2011
1
NANOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA.
1.- RESUMEN:
La nanotecnología ha sido definida como la ciencia que controla y manipula la materia a
escala entre 1 a 100 nanómetros (esto es 10-9 partes de un metro). En este trabajo se
explican algunas aplicaciones en el campo de la industria alimentaria y concretamente
en la cadena alimentaria, mediante el desarrollo de nuevas sustancias, dispositivos y
sistemas para desarrollar aplicaciones en los campos de la producción primaria,
procesamiento de alimentos, desarrollo de nuevos productos, almacenamiento,
seguridad alimentaria, trazabilidad, entre otros. Además se realiza una evaluación de las
oportunidades y riesgos de la nanotecnología en la industria alimenticia, destacándose la
potencialidad que tiene esta tecnología para mejorar y crear productos que solamente
está limitada por la imaginación y la capacidad creativa de los científicos. Sin embargo
hay que tomar en cuenta los posibles riesgos sanitarios y ambientales de los
nanomateriales. Y por último, se realiza un análisis de las perspectivas futuras de la
nanotecnología en la industria alimentaria.
Palabras Claves: Nanotecnología, industria alimentaria, nanomateriales, cadena de
valor, nuevos productos.
ABSTRACT:
Nanotechnology has been defined as the science of control and manipulation of matter
at a scale of 1 to 100 nanometers (that is 10 – 9 parts of a meter). In this paper describes
some applications in the food industry and particularly in the food chain, by means of
developing new substances, devices and systems to develop applications in the fields of
primary production, food processing, new product development, storage, food safety,
traceability, among others. Also, opportunities and risks of nanotechnology assessment
in the food industry, highlighting the potential of this technology to improve and create
products that is limited only by imagination and creativity of scientists. However, we
must consider the potential health and environmental risks of nanomaterials. Finally, an
analysis of future prospects of nanotechnology in the food industry.
Key Words: Nanotechnologies, nanomaterials, food industry, value chain, new
products.
2
2.- INDICE
Contenido
Pág.
1. Resumen………………………………………………………………….…..…….…2
2. Indice……………………………………………………………………….…..……..3
3. Introducción…………….……………………………………………………..……...4
4. Concepto de la Nanotecnología………………………………………….……..…….4
5. Desarrollo de la Nanotecnología……………………………………….………..……5
5.1. Tipos de nanomateriales………………………………………………….……..5
5.2. Breve historia………………………………………….………………...…....…6
5.3. Nanotecnología en la actualidad…………………………………………….…..6
6. Resultados y Discusión……………………………………………………..….……..8
6.1. Impacto de la nanotecnología en la industria alimentaria…….………….……..8
6.2. Aplicaciones de la nanotecnología en la cadena de valor de la industria
alimentaria……………………………………………….…………………......10
6.2.1. Producción primaria………………………………………….………......10
6.2.2. Procesamiento de alimentos……………………………….……………..12
6.2.3. Almacenamiento de los alimentos…………….………………………….18
6.3. Oportunidades y riesgos de la nanotecnología….……………………………..18
6.3.1. Oportunidades de la nanotecnología………..………..…..….……….......18
6.3.2. Riesgos de la nanotecnología…………..………...………………………20
6.4. Perspectivas futuras de la nanotecnología en la industria alimentaria………...23
7. Conclusiones……………………………………………………………………..….25
8. Referencias…………………………………………………………………………..26
9. Anejo 1………………………………………………………………………………29
3
3.- INTRODUCCION:
La Nanotecnología, es la manipulación de
4.-
la materia a nivel atómico y molecular que
NANOTECNOLOGÍA
CONCEPTO
DE
LA
se está convirtiendo en la base de una
revolución industrial de escala mundial y de
Entre las definiciones más utilizadas esta la
alcance a muchas ramas de la actividad
adoptada por la Royal Society and the
económica.
Royal Academy of Engeneering, la cual
define a la nanotecnología como el diseño,
Aunque
las
investigaciones
en
caracterización, producción y aplicación de
nanotecnología se venían realizando desde
estructuras,
dispositivos
y
sistemas
hace varias décadas, es a comienzos de este
controlando el tamaño y la forma a escala
siglo es cuando los gobiernos y el sector
nanométrica.
privado de muchos países deciden invertir
en la investigación y desarrollo de estas
Otra definición muy utilizada es la que
tecnologías.
define
la
International
Standard
Organization (ISO), como la compresión y
Al trabajar a escala tan diminuta la
dominio de la materia y proceso a
nanotecnología hace que los materiales
nanoescala, normalmente, pero no de forma
manifiesten
exclusiva,
nuevas
propiedades,
por
debajo
de
los
100
desconocidas en la escala macro. Con ello,
nanómetros en una o más dimensiones (un
muchos
utilizan
nanómetro es la millonésima parte de un
nanotecnología serán más durables, o
metro 10-9). Para tener una referencia un
resistentes,
virus tiene un tamaño entre 20 y 200
productos
o
que
livianos,
o
limpios,
o
multifuncionales, y podrán desplazar a sus
viejos
competidores
provocando
nanómetros.
una
disrupción en los mercados y en la
En una definición más sintetizada la
sociedad. También estas tecnologías y sus
nanotecnología podría ser definida como un
productos implicarán riesgos a la salud
campo de las ciencias aplicadas, encargada
humana
y
del control y manipulación de la materia a
representarán un reto para legisladores,
escala manométrica (10-9), es decir, a nivel
políticos,
sindicalistas,
y
hasta
para
de átomos y moléculas.
religiosos
y
(Foladori
y
y
al
medio
filósofos
ambiente;
Invernizzi, 2008).
4
5.DESARROLLO
NANOTECNOLOGIA
DE
LA
utilizadas como agentes antimicrobianos en
En general, la nanotecnología puede ser
vista como una serie de “herramientas,
dispositivos y materiales inteligentes o
máquinas” que unidos a otros instrumentos
(microscopio
de
fuerza
microscopio
de
exploración
atómica,
por
tunelización, software de modelización
molecular) permiten la visualización y/o
manipulación
células,
de
nanoelementos
bacterias,
virus
de alimentos, o las nanopartículas de plata
y
como
moléculas
(Coppo, 2009)
los paneles de los frigoríficos, en los
recipientes de almacenamiento, líneas de
envasado y otras superficies destinadas a
entrar en contacto con los alimentos. Las
nanopartículas
orgánicas
principalmente
para
se
mejorar
emplean
el
valor
nutritivo de los alimentos, utilizándose
como vehículo para la liberación de
vitaminas y otros nutrientes (nanocápsulas).
Nanofibras: Se caracterizan por tener un
diámetro de unos 5 nm y longitudes
superiores
5.1.- Tipos de nanomateriales
a
15
μm.
En
el
sector
agroalimentario se utilizan como agentes
En relación con la industria alimentaria,
espesantes. Muchas proteínas globulares
dentro de la nanotecnología se distinguen
(lactoalbúmina,
por
nanopartículas,
pueden dar lugar a nanofibras cuando se
nanofibras, nanoemulsiones y nanoarcillas,
tratan con temperaturas elevadas a bajo pH.
su
relevancia
las
ß-lactoglobulina,
etc.)
a continuación se presenta una descripción
Nanoemulsiones. Se caracterizan por su
de cada una de ellas.
pequeño tamaño (50-500 nm) y mono
Nanopartículas: Se clasifican en orgánicas
dispersibilidad dando lugar a que sus
o
propiedades reológicas, microestructurales
inorgánicas,
en
función
de
sus
características químicas, su capacidad para
y
transportar diferentes ingredientes y para
significativamente de las encontradas en
reaccionar frente a diferentes condiciones
emulsiones obtenidas mediante técnicas
medioambientales.
las
estándar. Se utilizan en el encapsulamiento
son
de componentes activos de alimentos
modificaciones de aditivos alimentarios
funcionales, estabilización de ingredientes
como por ejemplo, el dióxido de titanio,
biológicamente activos o para aumentar la
colorante alimentario que puede utilizarse
viscosidad a bajas concentraciones de la
como barrera de protección en el envasado
fase oleosa (Cacho et al., 2009).
nanopartículas
Muchas
inorgánicas
de
estabilidad
termodinámica
difieran
5
Nanoarcillas: Se utilizan en botellas de
en el 2001, predijo que la nanotecnología
plástico, cartones y films para el envasado
nos llevará a una segunda revolución
de alimentos, ya que crean barreras
industrial en el siglo XXI.
impermeables frente a diversos gases como
el oxígeno y el dióxido de carbono.
Se admite que la más cuantiosa financiación
Además, permiten obtener plásticos más
para la investigación de nanopartículas fue
finos, ligeros, fuertes y resistentes al
instaurada por el presidente Clinton, a
calentamiento (Cacho et al., 2009).
iniciativas de Drexler. A este último se le
atribuye
la
creación
del
término
5.2.- Breve historia
nanotecnología (Coppo, 2009).
Según varios artículos esta tecnología surge
El término de nanoalimentos se refiere a
a partir de los trabajos de Richard Feynman
aquellos que contienen nanopartículas, fue
que le valieron en 1959 el premio Nobel en
utilizado por primera vez por el profesor
Física, el propuso fabricar productos a base
Dong-Myong Kim en 1998 (BBC Mundo,
de reordenamiento de átomos y moléculas.
2010).
Luego en los años 1980 fue Eric Drexler
5.3.- Nanotecnología en la actualidad
quién hizo
importantes
aportes
a la
nanotecnología, construyó maquinas hechas
La
nanotecnología
se
considera
una
de átomos capaces de construir otros
"plataforma tecnológica" sobre la cual se
componentes moleculares.
puede transformar drásticamente el actual
estado del arte de casi todos los sectores
industriales,
incluyendo
alimentación,
agricultura,
medicina,
electrónica,
informática, materiales y manufacturas,
entre otras (Ribeiro, 2006).
Por medio de estas tecnologías se pueden
Figura 1. Richard Feynman, pionero de la
nanotecnología.
Después Charles Vest, fue un gran impulsor
de los descubrimientos de nanomateriales y
modificar las propiedades de los materiales
conocidos, mucho más radicalmente de lo
conseguido hasta ahora, así como crear
materiales completamente nuevos.
6
Existe una gran variedad nanomateriales,
Más de 200 compañías alrededor del mundo
destacando las nanopartículas, nanofibras,
están desarrollando nanomateriales para el
nanoemulsiones
uso en embalajes de alimentos y productos
y
nanoarcillas,
estos
materiales se incorporan en el producto de
farmacéuticos.
manera
principal país en investigación, seguido por
directa
o
indirecta
para
la
elaboración de nuevos productos.
Estados
Unidos
es
el
Japón y China. Se pronostica que Asia, con
el 50% de la población mundial, será el
Una necesidad importante es encontrar una
gran
definición para nanotecnología y otros
(Moncada, 2007).
términos
relevantes
que
se
mercado
para
estos
productos
acepte
comúnmente, como nanopartículas y nano-
Un problema que se está enfrentando la
biotecnología. En la Organization for
nanotecnología es que la investigación
Economic Cooperation and Development
científica en toxicología para evaluar los
(OECD)
de
riesgos potenciales de la ingeniería de los
mundo,
nanomateriales apenas comienza y tardará
Standards
algunos años antes que se tengan datos
European
sistematizados disponibles, esto se traduce
Committee for Standardization (CEN), los
en falta de información para evaluar la
representantes nacionales, los especialistas,
evaluación y gestión de posibles riesgos
la industria, los consumidores y los
para la seguridad alimentaria y el medio
representantes
ambiente.
y
en
normalización
incluyendo
la
Organization
los
en
organismos
todo
el
International
(ISO)
de
y
las
el
organizaciones
ambientalistas, están tratando de llegar a un
acuerdo de usar una misma terminología.
Los gobiernos están evaluando si la
legislación existente que regula el acceso al
En los principales países tecnológicamente
mercado de los productos que no está
avanzados se están llevando a cabo grandes
diseñada concretamente para hacer frente a
inversiones, en la investigación en este
la nanotecnología, Actualmente no existe
campo; de igual forma están emergiendo
consenso acerca de la necesidad de algún
numerosas iniciativas industriales. Además,
cambio, y si se debe cambiar la normativa
los países en vías de desarrollo ya destinan
vigente o simplemente las directrices para
importantes recursos a la investigación en la
su aplicación de tal manera que se
nanotecnología, pudiendo esta tecnología
especifiquen criterios para las pruebas de
contribuir para un avance sostenible de
seguridad (Noormans, 2010).
estos países.
7
seguridad
6.- RESULTADOS Y DISCUSION
alimentaria
superficies
que
a
través
contienen
de
productos
6.1.- Impacto de la nanotecnología en la
antimicrobianos, un rango más amplio de
industria alimentaria.
obtener alimentos más saludables para el
consumidor,
En
la
industria
identificado
las
nanotecnología
alimentaria
se
áreas
que
la
contribuyendo
al
está
en
han
aumento
de
la
calidad
alimentaria mediante la mejora de textura,
flavor y la apariencia (Ribeiro, 2006).
desarrollo de nanoproductos, gracias a los
La mayor área de aplicación de la
nuevos materiales, productos y aplicaciones
nanotecnología en el sector de alimentos es
derivadas de la nanotecnología han hecho
el empaquetado de alimentos. Los nuevos
posibles grandes mejoras en los alimentos y
desarrollos de los "nanoparticule - polymer"
las áreas relacionadas, impactando en la
pueden ofrecer un número inmejorable de
agricultura y producción de alimentos,
las propiedades mecánicas, tales como
procesamiento de alimentos, empaquetado,
propiedades de seguridad funcional como
distribución, almacenamiento y desarrollo
es la propiedad antimicrobial.
en la innovación de nuevos productos.
Según los datos que proporciona el
La aplicación de la nanotecnología en la
ObservatoryNANO (2009), en la actualidad
industria alimentaria está en una etapa
existen en el mundo más de 400 empresas
temprana de su desarrollo, la contribución
cuyas investigaciones se centran en el área
de
industria
de la nanotecnología, de ahí que según el
alimentaria está empezando a ser muy
director del Nanocentro de la Universidad
prometedora, ya que los beneficios de los
Católica de Lovaina, en Bélgica, Jeroen
nanoalimentos se podrían transferir al
Lammertyn,
consumidor, a través de: el aumentos de la
supermercados circulan alrededor de 500
calidad nutricional de los alimentos, alargar
productos que contienen nanopartículas
la vida útil de los productos naturales y
(BBC, 2010).
la
nanotecnología
a
la
estima
que
en
los
procesados, mejora del manejo de la
trazabilidad a través de los nanosensores
En el campo de la Industria alimenticia
permitiéndonos conocer la historia y los
según
potenciales
Nanotecnologías Emergentes del Centro
riesgos
de
los
productos,
datos
del
para
Proyecto
Eruditos
de
desarrollo de envases más fuertes, más
Internacional
Woodrow
livianos y menor costo, mejora de la
Wilson en Washington, Estados Unidos se
8
cree que existen 84 alimentos o artículos
compañías de la industria agrícola y de
relacionados con alimentos que utilizan
alimentos
nanopartículas en alguna parte de la cadena
investigación y desarrollo en el campo de la
alimentaria.
nanotecnología.
dedicadas
a actividades
de
TABLA Nº1
Actualmente existen en el mercado diversos
ingredientes activos nanoencapsulados por
ejemplo, vitaminas y ácidos grasos que se
utilizan
para
el
procesamiento
y
conservación de bebidas, carnes, quesos y
otros alimentos A muchos alimentos se les
agrega deliberadamente nanopartículas y
partículas de unos pocos cientos de
nanómetros de tamaño, con el fin de
mejorar las propiedades de flujo (por
Altria (Kraft Foods)
Associated British Foods
Ajinomoto
BASF
Bayer
Cadbury Schweppes
Campbell Soup
Cargill
DuPont Food Industry Solutions
General Mills
Glaxo-SmithKline
Goodman Fielder
Group Danone
John Lust Group Plc
H.J. Heinz
Hershey Foods
La Doria
Maruha
McCain
Mars, Inc.
Nestlé
Northern Foods
Nichirei
Nippon Suisan Kaisha
PepsiCo
Sara Lee
Syngenta
Unilever
Foods United Foods
ejemplo, la facilidad de vertimiento), el
el
Como se puede observar en el cuadro
procesamiento, o de aumentar el tiempo de
anterior existen algunas empresas que ya
conservación de los productos (Foladori y
están utilizando la nanotecnología en la
Invernizzi, 2008).
fabricación de sus productos, pero el
color
y
la
estabilidad
durante
consumidor no sabe específicamente que
Muchas de las compañías de alimentos más
productos son nanoalimentos, debido a que
grandes del mundo, incluidas Heinz, Nestlé,
aún no es obligatorio que las empresas
Unilever y Kraft, están explorando las
declaren la presencia de estos compuestos
posibilidades que ofrece la nanotecnología
en los alimentos,
para el procesamiento y envasado de
compañías
En el anejo Nº 1 se presentan una lista de
agroquímicas y productoras de semillas más
ejemplos de nanoproductos que están en el
grandes del mundo también están llevando
mercado.
alimentos.
Muchas
de
las
a cabo programas de investigación y
desarrollo en nanotecnología.
A continuación en la siguiente tabla se
presenta una lista de algunas de las grandes
9
6.2.- Aplicaciones de la nanotecnología en
Localizadores para el ganado, se utilizan
la cadena de valor de la industria
nanosensores
alimentaria.
ganado, estos podrán ser implantados en los
biodegradables
para
el
animales y permitirán su localización
A continuación se presenta algunas de las
constante, así como monitorear el estado de
aplicaciones que se está investigando y que
salud enviando la información a un
en muchos casos estas investigaciones ya
computador central.
están en el mercado en forma de un
nanoproducto.
Trazabilidad de productos animales ya que
permitirían la detección de cantidades muy
pequeñas
6.2.1.- Producción primaria.
de
contaminantes,
virus
o
bacterias en la cadena alimentaria, por
Esta es la primera fase de la cadena
ejemplo, podrían usarse en pollos para
alimentaria, tiene que ver con la producción
eliminar la bacteria Campylobacter sp., que
pecuaria y agrícola.
no produce síntomas en las aves pero sí en
los seres humanos que ingieren su carne.
Producción pecuaria
Prevención de enfermedades, recientemente
En el ciclo productivo del animal se han
se han creado nanopartículas que imitan la
desarrollado experimentalmente nanotubos
superficie de la membrana celular de los
que implantados bajo la piel de vacas
enterocitos del pollo. Arribadas al intestino
lecheras las cuales operan como sensores en
por vía oral, cuando algún germen se acerca
tiempo real de los niveles de hormonas
a las partículas, éstas se cierran envolviendo
gonadales
con
al microorganismo, tras lo cual se aglutinan
precisión el estado del ciclo reproductivo
unas con otras y se eliminan a través de las
del animal, ya que los nanotubos se unen al
deyecciones. Otra aplicación, se trata de
anticuerpo del estradiol y lo revelan por
estudiar por vías orales e intranasal para la
fluorescencia
administración
de
dispositivo se puede adaptar para la
microencapsulados
y
preservación de la identidad del animal
controlada,
desde el nacimiento hasta la mesa del
enfermedades de porcinos y bovinos, entre
consumidor (“trazabilidad”).
ellas la queratoconjuntivitis bovina (QIB).
(estradiol),
revelando
infrarroja,
este
mismo
para
la
antígenos
su
liberación
prevención
de
10
Así mismo, se está trabajando con la
Producción agrícola
erradicación temprana de enfermedades a
través de un sistema de tratamiento
En esta área se está trabajando en optimizar
inteligente que podría consistir en un
la agricultura mediante la mejora de la
dispositivo en miniatura implantado en el
producción,
animal,
plaguicidas,
que
muestree
(analice)
agricultura
herbicidas,
de
precisión,
invernaderos,
regularmente su saliva, mucho antes de que
reducción del empleo de agua, suelo,
aparezcan los síntomas, el sistema integrado
fertilizantes y fitosanitarios, detección de
de detección y control alertaría sobre la
niveles de agua, nitrógeno, plagas, polen y
presencia de la enfermedad y notificaría al
agroquímicos.
productor o al veterinario para instaurar el
tratamiento adecuado.
La agricultura de precisión consiste en el
monitoreo de muchas variables y aplicación
Para el tratamiento de la aftosa existen
de insumos (agua, fertilizantes, pesticidas,
péptidos conjugados con nanopartículas
herbicidas, etc.) en la cantidad y lugar
inertes las cuales provocaron significativas
específicos
respuestas inmunes celulares y humorales
distribución inteligente de insumos en los
en ovejas.
vegetales, utilizando sistemas que detecten
donde
se
necesitan.
La
la salud de cada una de las plantas, permite
En la medicina veterinaria existen los
advertir al productor sobre desequilibrios,
nanofármacos
inclusive antes de que él mismo pueda
que
son
medicamentos
basados en química específica de las
percatarse,
nanopartículas y los nanodispensadores
nanoencapsulados
(transportadores con destinos específicos
efectos secundarios y reducir el volumen
programados),
necesario de éstos (Foladori y Invernizzi,
funcionan
introduciendo
nanotubes y nanoshells en los animales y
y
suministra
que
insumos
permiten
evitar
2008).
estos buscan y destruyen determinadas
células blanco.
En la producción de cosechas existen los
herbicidas sistémicos
evitarían
vehiculizados
los
en
Una aplicación en el huevo, es el aumento
nanocápsulas
frecuentes
de la flexibilidad mecánica, el efecto
fenómenos de fitotoxicidad. Además, las
bactericida y la estabilidad térmica de la
nanocápsulas mejorarían la aplicación del
cáscara del huevo de gallina.
herbicida, aumentando su penetración a
través de las cutículas y permitiendo la
11
constante y lenta descarga de sus principios
Además
existen
aplicaciones
para
el
activos.
tratamiento de agua, mediante la filtración y
desalinización
usando
nanotecnología
podría
muchos
beneficios
ofrecer
en
términos de usos y re-uso seguro del agua.
Un
ejemplo
de
cómo
funciona
este
fenómeno son las nanofibras de óxido de
aluminio utilizadas en la filtración de aguas,
o
nanopartículas
de
lantano
para
Figura 2. Uso de nanotecnología contra plagas.
absorción de fosfatos.
En lo referente a los fertilizantes existen
6.2.2.- Procesamiento de alimentos
diversos
fertilizantes
inocuos
la
para
productores y medio ambiente, así como
Un buen resumen de la aplicación de la
nanopartículas que aceleran la degradación
nanotecnología
y eliminación de residuos tóxicos, estos
fortalecimiento de la calidad y seguridad de
fertilizantes
y
los alimentos a través de biosensores:
nanosensores que ayudan a una liberación
nanochips, microarrays, nariz y lengua
eficiente del producto.
electrónicas;
contienen
nanocápsulas
en
esta
análisis
etapa
de
sería:
composición,
estimación de la vida útil y frescura,
Un ejemplo práctico a nivel de producción
detección
de
microorganismos alterantes y patógenos,
alimentos
descubrimiento
contiene
puede
de
una
nanopartículas
mencionarse
que
aditivos,
enzimas
pesados,
solución
con
el
y
fármacos,
contaminantes
frutas
factores
que
al
ser
asperjadas
toxinas,
plaguicidas,
retardantes de la descomposición de las
(pera),
neutralización
abióticos;
antinutricionales
de
metales
fertilizantes,
detección
y
de
alérgenos.
aumentan su perdurabilidad post–cosecha
También tienen ingerencia sobre el control
(véase Fig. 3).
de procesos (biosensores: nariz y lengua
electrónicas), envases activos, nanoenvases,
nanoetiquetado miniaturizado, desarrollo de
nuevos
Fig. 3. Fruta dañada y fruta buena.
alimentos
(nanoalimentos
“gastronomía
molecular”),
interactivos,
alimentos
y
alimentos
funcionales,
alimentos más saludables, nutritivos y/o con
12
mejores características organolépticas y
microesferas bioadhesivas sensibles a la
reológicas, mejora de la productividad y
humedad o al pH. Dichos sistemas,
reducción de costos (Coppo, 2009).
permiten
aumentar
la
estabilidad
y
biodisponibilidad de un amplio número de
A continuación se explicará de manera más
nutrientes y otros ingredientes, controlar su
detallada cada una de estas aplicaciones.
liberación y prolongar el sabor en la boca;
Desarrollo de nanoestructuras de proteínas
Mejoramiento e innovación de nuevos
intrínsecas de los alimentos para su uso
alimentos.
como nuevos ingredientes gelificantes o
como encapsulantes (Cacho et al., 2009);
En la fabricación de alimentos funcionales
para
mejorar
la
absorción
y
La
nanoencapsulación
supone
colocar
biodisponibilidad de vitaminas y minerales
ingredientes activos dentro de cápsulas
y nutrientes, mediante la incorporación de
nanoscópicas, entre los ingredientes activos
varios nanomateriales como; nanocápsulas
figuran vitaminas, conservantes y enzimas
la cual mejora la biodisponibilidad de
(Foladori y Invernizzi, 2008).
compuestos
activos
estándar;
de
potenciadores del sabor, entre otros; las
Los
nanopartículas y nanotubos actúan como
nanocápsulas con colores y sabores que
agentes
sólo son liberadas cuando el consumidor, o
gelificantes
y
espesante;
los
alimentos
interactivos
contienen
nanopartículas se utilizan para la fijación y
su
organismo
las
demande.
Los
eliminación
“nutraceuticals”
son
alimentos
que
selectiva
de
compuestos
químicos o patógenos de los alimentos y
contienen
por
y
medicamentos o cosméticos, desarrollados
mejoran
la
para mejorar la nutrición, mejora de la salud
dispersión
de
y bienestar.
último,
las
nanopartículas
nanoemulsiones
que
biodisponibilidad
y
suplementos
alimenticios,
nutrientes.
En 2002 Nestlé y L‟Oreal, dos empresas
A
continuación
ejemplos
de
nanomateriales
se
describe
cómo
en
la
algunos
conocidas en la rama de la alimentación la
actúan
los
primera y de los cosméticos la segunda,
fabricación
de
anunciaron la creación de la joint venture
nanoalimentos; las nanoesferas hidrofóbicas
INNEOV
sólidas, compuestas por una mezcla de
cosméticos que mejoren la calidad de la
materiales hidrofóbicos encapsulados en
piel, de las uñas o del pelo. Diversas
para
producir
alimentos-
13
técnicas de la nanotecnología permiten
aceite de pescado que tiene un sabor fuerte
estos
combinados,
nanoencapsulado
que,
como
el
y desagradable que sólo se libera en el
junto
con
estómago, como en el pan “Tip Top Up”
nanosensores, permitiría que la “parte”
que
cosmética
(Noormans, 2010).
del
alimento
permanezca
se
comercializa
en
Australia
inactiva, pero se libere en el caso en que
sean
detectadas
deficiencias
en
el
organismo.
Según investigaciones que actualmente se
están
realizando,
existen
algunos
laboratorios pertenecientes a las grandes
En la actualidad, se están vendiendo en los
empresas
EE.UU, Alemania y en otros países algunos
trabajando
suplementos
con
mayonesas y otros productos con menos
nanoingrediente según la demanda de los
calorías y sin alterar sus sabor, chicles que
productores, estos suplementos pueden
conserven su sabor sin importar el tiempo
implicar que las nanopartículas estén
que se mastique, y bebidas refrescantes
presentes en los alimentos. Los suplementos
cuyo color y sabor podrá ser alterado con
están
solo
alimenticios
principalmente
destinados
a
la
alimentación, los deportes y los mercados
de
alimentos
saludables,
y
de
alimentación,
para
introducir
que
desarrollar
el
están
helados,
alimento
en
un
microondas.
contienen
minerales con una nanoformulación como
Seguridad alimentaria
el dióxido de silicio, el magnesio, el calcio,
etc. Se afirma que el tamaño de partícula de
Los desarrollos de la nanotecnología están
estos
permitiendo crear nuevos procesos de
minerales
es
menor
de
100
nanómetros para que pueda pasar, a través
control
y
gestión
de la pared del estómago y entre las células
alimentaria desde biosensores para la
del cuerpo, más rápidamente que los
detención de algún contaminante hasta
minerales comunes con mayor tamaño de
destructores de bacterias y virus.
partícula.
continuación se describe algunos de los
mecanismos
por
Los nanosuplementos también se pueden
nanotecnología
está
incorporar en micelas o cápsulas de
seguridad alimentaria.
de
los
la
seguridad
A
cuales
aportando
la
a
la
proteína u otro ingrediente alimentario
natural, tales nanocápsulas pueden, por
ejemplo, contener al saludable Omega 3, un
14
Los biosensores son dispositivos portables
microorganismos
que
detectar
nanopartículas de dióxido de titanio, actúan
numerosas toxinas, patógenos y compuestos
como agentes antimicrobianos y se utilizan,
químicos en el alimento. Este proceso
principalmente, en los sistemas de filtración
conlleva
y
de frigoríficos y aspiradoras. Estos filtros
anticuerpos, que podrían ser capaces de
permiten capturar y eliminar olores y
identificar
y
bacterias de alrededor de 5 nm (99% de las
Esto
partículas). Las Nanopartículas de plata son
permite un control más rápido de la calidad
utilizadas para inhibir hasta en un 90% el
y las pruebas no sólo en la fábrica, sino
crecimiento de microorganismos en los
también en los estantes e incluso en el
alimentos. Además se ha desarrollado un
refrigerador.
pueden
nuevo nanomateriales antimicrobiano a
integrarse en el equipo de procesamiento de
partir de la emulsión de aceite de soya con
alimentos o en los refrigeradores y no
detergente para formar gotitas inferiores a
introducir nanopartículas en los alimentos.
600 nm, opera como un potente destructor
podrían
simultáneamente
el
uso
la
concentración
de
"nanowires"
presencia,
del
tipo
contaminante.
Estos
sensores
tenemos;
Las
de bacterias y virus debido a fenómenos de
Otra aplicación de los biosensores es el
tensión superficial que no afectan las
sensor biológico microscópico que detecta
estructuras celulares de los organismos
Salmonella
superiores.
sp.
en
alimentos.
Los
biosensores incluyen partículas de tinta
orgánica fluorescente unidas a anticuerpos
Detención de sustancias en los alimentos.
anti–bacteria. Los anticuerpos se adhieren
al microorganismo provocando que la tinta
A través de los biosensores se está
brille, facilitando la detección de las
desarrollando algunos dispositivos como
bacterias. El sensor se adaptó para detectar
nanochips,
otros gérmenes patógenos presentes en
electrónica, entre otros, para la detención
alimentos
grandes
de sustancias en los alimentos. En los que
posibilidades a la bromatología. Un ejemplo
respecta a la nariz electrónica se está
es el desarrollo del sprays bioluminiscentes
investigando
ó
reflectores olfativos similares a los que
chips
y
de
puede
DNA
ofrecer
para
detectar
microorganismos patógenos.
poseen
los
nariz
en
electrónica,
la
mamíferos
lengua
producción
que
de
permitiría
establecer el grado de maduración de las
En los que respecta a nanomateriales
frutas, especialmente bananas. La lengua
destinados a la destrucción y eliminación de
electrónica nos permite clasificar vinos y
15
cafés por su sabor, merced a sensores de
envasado de alimentos con el objeto, por
nanopartículas que operan de manera
ejemplo, de detectar una alteración del
similar al sistema gustativo humano.
alimento mediante el cambio de color en la
superficie
del
citado
nanopartículas
Envasado de alimentos
de
material;
aluminio,
Las
se
usan
esencialmente en los envases flexibles para
El uso de la nanotecnología permite
alimentos, debido a su propiedad barrera
desarrollar nuevos materiales dotados de
frente a la humedad o frente a gases como
propiedades
el
antimicrobianas,
barreras
oxígeno,
también
proporcionan
gas/UV, láminas reforzadas mecánicamente
protección frente a la radiación ultravioleta,
y frente a la temperatura, etc. Ello permite,
dióxido de carbono o el oxígeno, además
a su vez, reducir el espesor y peso de los
proporcionan
materiales
radiación ultravioleta (Cacho et al., 2009).
utilizados
manteniendo,
o
protección
frente
a
la
mejorando sus propiedades.
A partir de nanopartículas de arcillas se
También permite el desarrollo de barreras
puede
poliméricas más flexibles, más resistentes y
transparentes que son capaces de bloquear
de
con
al oxigeno, dióxido de carbono y la
aplicaciones muy diversas, así como el
humedad para obtener carnes frescas e
desarrollo de recubrimientos que repelen la
incrementar la vida útil de este y otros
suciedad, mediante el uso de superficies
productos.
hidrófobas formadas por nanopirámides de
confiere estas nanoarcillas son que se puede
cera que repelen el agua, o el desarrollo de
fabricar plásticos más ligeros, fuertes y más
vidrios con partículas de dióxido de titanio
resistentes al calor (Asadi y Mousavi,
que
fotocatálisis
2006). Los Nanopolímeros conductores:
desprendiendo la suciedad (Cacho et al.,
permiten diseñar e integrar sensores o
2009).
dispositivos impresos inteligentes en los
mayor
se
transparencia
activan
por
óptica
fabricar
películas
Otras
de
propiedades
plásticos
que
le
envases.
La nanotecnología ha desarrollado varios
nanomateriales que se incorporan al envase
A
para dotarle de nuevas propiedades. A
aplicaciones para el envasado de alimentos
continuación se detallan algunas de estas
en la industria alimentaria: Científicos de
aplicaciones;
Kraft
La
incorporación
de
nanosensores en los materiales para el
continuación
están
nanopartículas
se
presenta
desarrollando
y
otras
algunas
films
con
materiales
de
16
envasado que tienen sensores integrados
cuales pueden alertar al consumidor cuando
que podrían detectar patógenos en los
su contenido está vencido o contaminado;
alimentos; Investigadores de los países
son capaces de responder inteligentemente
bajos están desarrollando materiales de
adaptándose a cambios en el ambiente, o a
empaquetado inteligente que podrían liberar
su propio deterioro, corrigiendo aberturas o
un conservante si el alimentos empieza a
rasgaduras; son antimicrobiales; y pueden
deteriorarse, este sistema es operado por
incorporar en el propio producto, y no sólo
medio de un bio-switch desarrollado a
en el embalaje, microchips que den
través de nanotecnología (Moncada, 2007).
seguimiento al producto hasta su mismo
consumo (Foladori y Invernizzi, 2008).
Los nanocomponentes se está investigando
para usarse en las botellas de cerveza,
Cuando la leche empieza a deteriorarse
permitiendo alargar la vida útil de la
ocurren varios cambios en las propiedades a
cerveza, debido a que los nanocomponentes
nivel molecular, estos cambios se utiliza
les da al envase mejores propiedades para
para que reaccionen con nanopartículas
garantizar la protección de las condiciones
incrustadas en el cartón de la leche,
internas y externas que rodean al alimento.
resultando un cambio de color en el cartón.
Este parámetro podría ser de gran ayuda
También se está trabajando en el desarrollo
para los detallistas y consumidores para
de
decir si la calidad de la leche está
recubrimientos
comestibles
nano
escalares con un grosor de tan sólo 5nm, lo
disminuyendo (Dingman, 2008).
cual los hace invisible al ojo humano. Estos
nanorecubrimientos
comestibles podrían
Puede
decirse
pues
que
la
función
usarse en carnes, quesos, frutas y verduras,
tradicional del embalaje está cambiando de
golosinas, productos de repostería y comida
ser simplemente el material que contiene el
rápida. Podrían brindar una barrera contra
alimento y lo protege del ambiente externo
el intercambio de gases y humedad, actuar
para convertirse en un material funcional,
como vehículo para emitir colores, sabores,
que permite que tanto el productor como el
antioxidantes, enzimas y agentes anti
consumidor verifiquen el producto que
oscurecimiento y también prolongar el
están vendiendo/comprando y con una
tiempo de conservación de los alimentos
calidad
manufacturados, incluso después de abierto
adecuada. La tendencia es pues una vez más
el paquete. Otra de las aplicaciones son los
imitar a la naturaleza, protegiendo los
llamados
alimentos con embalajes funcionales como
“empaques
inteligentes”,
los
nutritiva
y
microbiológica
17
son, por ejemplo, los de algunas frutas
plata, debido a que este material tiene
como el banano, la naranja, entre otras, que
propiedad antimicrobial, las nanopartículas
además de proteger su contenido del medio
de
ambiente, indican su estado de maduración
compartimientos del refrigerador, logrando
(Moncada, 2007).
conservar por más tiempo los alimentos.
6.2.3. Almacenamiento de alimentos
6.3.- Oportunidades y riesgos de la
plata
son
impregnadas
nanotecnología
Se están diseñando materiales de envasado
equipados con nano sensores para rastrear
las condiciones internas o externas de
productos, gránulos y recipientes en toda la
cadena de suministro. Estos materiales de
envasado pueden, por ejemplo, monitorear
la temperatura o la humedad a lo largo del
tiempo
y
luego
brindar
información
pertinente sobre estas condiciones. Entre los
productos que podría desarrollar figuran los
controversias y se genera debates sobre los
efectos positivos y negativos que puedan
tener las aplicaciones de la nanotecnología,
lo importante es que estás tecnologías sean
utilizados para que contribuyan a la
resolución de los problemas que afectan a la
humanidad.
alimentos,
nanotecnología
alimentos,
industria
Como toda tecnología moderna, surgen
6.3.1.-
de
la
los
alimentaria
productos para la detección de patógenos en
rastreo
en
en
Oportunidades
de
la
conservación de alimentos y mediciones de
temperatura en el almacenamiento de
Las
extraordinarias
alimentos.
científicas,
implicaciones
tecnológicas,
socioeconómica,
industriales,
energéticas,
El desarrollo de nanomateriales para el
medioambientales,
agroalimentarias
fortalecimiento de bioplásticos (plásticos de
sanitarias
nanotecnología
base vegetal) podría brindar ahora una
prácticamente
alternativa a los plásticos basados en
limitadas a mediano y largo plazo por la
combustibles fósiles usados para materiales
imaginación y capacidad creativa de los
de envasado de alimentos y bolsas (Foladori
científicos. Los científicos del área de
y Invernizzi, 2008).
conservación de alimentos han reconocido
de
la
infinitas
y
sólo
y
son
están
las grandes ventajas que introduciría la
Las refrigeradoras están siendo diseñadas
nanotecnología a dicha disciplina (Coppo,
con tecnología de nanocomponentes de
2009).
18
El desarrollo de la nanotecnología tiene un
pequeño número de grandes compañías, la
gran potencial para ayudar a combatir la
nanotecnología podría socavar aún más la
pobreza, debido a que contribuye a mejorar
capacidad de control de las poblaciones
y
la
locales en la producción local de alimentos,
agricultura, en la industria alimentaria
un derecho conocido como la soberanía
contribuye a obtener productos nuevos,
alimentaria (Miller y Senjen, 2008).
optimizar
la
productividad
en
mejorar la calidad y seguridad de los
alimentos y mejorar los procesos para la
Un esfuerzo en el financiamiento público
fabricación. Todo esto disminuyendo costos
podría crear las bases para establecer
(Dingman, 2008).
nuevas industrias, o estimular las empresas
innovadoras
ya
existentes
para
que
Según un informe de las Naciones Unidas
fabriquen nanocomponentes específicos que
Millennium Project, Task Force on Science,
satisfagan necesidades concretas a un coste
Technology and Innovation (Innovation:
relativamente bajo.
applying knowledge in development 2005),
considera que la nanotecnología será
Las nanopartículas tienen una superficie
importante para el mundo en desarrollo,
muy amplia, lo cual resulta en una mayor
porque implica poco trabajo, tierra y
reactividad química, actividad biológica y
mantenimiento; es altamente productiva y
comportamiento catalítico, en comparación
barata; y requiere modestas cantidades de
con las partículas más grandes con igual
materiales y energía (Foladori y Invernizzi,
composición química. Los nanomateriales
2008).
tienen también una capacidad de acceso
muchísimo mayor a nuestros organismos
Trabajando en la próxima ola de la
(lo que se conoce como biodisponibilidad)
transformación tecnológica mundial de la
que las partículas más grandes, lo cual
agricultura y de la industria alimentaria, la
resulta en una mayor absorción por parte de
nanotecnología parece probablemente como
células individuales, tejidos y órganos
la mayor ampliación de la parte en el
(Foladori y Invernizzi, 2008).
mercado de las principales compañías de
agroquímicos, procesadoras de alimentos y
El científico Lammertyn insiste en que la
los
nanotecnología puede mejorar la calidad de
minoristas
de
alimentos.
Por
la
profundización de las tendencias existentes
los
alimentos
con
potentes
aditivos
hacia una agricultura globalizada y una
nutricionales o potenciadores del sabor y la
industria alimentaria controlada por un
estructura, pero al mismo tiempo reconoce
19
las dudas que existen sobre los efectos
sean inadecuadas, debido al tamaño en que
potenciales en la salud del consumidor.
se
manejan
las
nanopartículas,
son
materiales que pueden adquirir distintas
propiedades. Es por eso que cuando un
6.3.2. Riesgos de la nanotecnología
material es adaptado a escala manométrica
La Royal Commission on Environmental
se convierte en algo muy distinto, y no
Pollution, ha admitido la necesidad de una
sabemos si las distintas propiedades que
acción
los
adquieren estos materiales pueden tener
está
impacto tóxico en el organismo humano o
regulatoria
nanomateriales
cuya
urgente
uso
de
se
extendiendo en muchos países. Por el
en el medio ambiente (BBC, 2010).
momento no existen pruebas completas que
afirmen que sean dañinos para las personas
El Comité Científico de la Autoridad
o el medio ambiente, pero si existen algunas
Europea de Seguridad Alimentaria ha
investigaciones incompletas que concluyen
publicado una opinión, el 5 de marzo de
en la toxicidad de ciertos nanomateriales de
2009, sobre los posibles riesgos asociados
uso alimentario. En la actualidad existen
con la nanociencia, en el cual estima que es
vacíos en cuanto a las investigaciones de
conveniente llevar a cabo una evaluación
riesgos planteados por estos materiales.
del
riesgo
individualizada
para
cada
aplicación de un nanomaterial. Se precisa
El Instituto de Ciencia y Tecnología de los
información sobre la bioacumulación y los
Alimentos británico (IFST) reclama cautela
posibles efectos tóxicos de la inhalación y/o
y argumenta que se debe garantizar a los
ingestión de nanopartículas acumuladas y
consumidores que cualquiera de estos
las repercusiones a largo plazo en la salud
avances es seguro. La mayor preocupación
pública (EFSA, 2009).
se centra en la posible ingestión de
nanopartículas libres, admite el IFST,
Debido a la falta de información, el
debido especialmente al pequeño tamaño de
Parlamento Europeo pidió recientemente a
las partículas, que les permitiría llegar a
la Comisión Europea que estudie los
regiones dentro de las células o tejidos
posibles riesgos de la utilización de
habitualmente
nanopartículas y nanoalimentos en la
inalcanzables
para
las
partículas macroscópicas de la misma
alimentación,
además
se
conoce
que
exposición. Por este motivo, los expertos
mediante un informe de la Comisión
británicas aseguran que es posible que las
Parlamentaria de Seguridad Alimentaria
pruebas convencionales sobre toxicidad
promovido por la eurodiputada holandesa
20
de la Izquierda Verde Europea Kartika
órganos son posibles dianas (Cacho et al.,
Liotard sostiene que no puede continuar la
2009).
comercialización de estos productos sin la
existencia de reglas claras. También se
En relación con la forma de ingestión, ésta
exige el Ejecutivo comunitario crear un
puede tener lugar de forma directa a través
inventario, a más tardar para 2011, de los
de alimentos preparados que contengan
nanoalimentos disponibles en el mercado
nanomateriales e indirecta por migración a
europeo, aclarando si son o no peligrosos
los alimentos en cuyo envase se encuentran
para los seres humanos y el medio ambiente
presentes (INFOSAN, 2008); mediante el
(BBC, 2010).
consumo de suplementos
nutricionales
formulados con tales sustancias; a través de
la cadena alimentaria al consumir vegetales,
Toxicidad de los nanomateriales
carnes
o
pescados
que
hayan
sido
En base a los conocimientos actuales, no es
previamente expuestos a nanomateriales
posible
debido
establecer
unas
conclusiones
a
prácticas
agrícolas
(fertilizantes,
o
de
generales acerca de las propiedades físico-
producción
piensos,
químicas de los nanomateriales y su
medicamentos veterinarios), o bien por el
toxicidad in vitro o in vivo. En general, no
consumo de animales salvajes procedentes
se puede extrapolar la toxicidad potencial
de capturas del propio consumidor (pesca,
de un nanomaterial a partir de los datos
etc.) (Handy y Shaw, 2007).
existentes del compuesto disuelto o a
micro/macro escala. La experiencia en la
A pesar de la escasa cantidad de estudios
evaluación
los
que analizan los efectos ecológicos de los
nanomateriales in vivo es muy limitada y
nanomateriales, ya existe evidencia que
queda por valorar si los indicadores de
sugiere que nanomateriales utilizados hoy
toxicidad clásicos son adecuados para este
en
tipo de materiales.
agricultura y la industria de alimentos
de
la
toxicidad
de
aplicaciones
comerciales
en
la
podrían provocar daños ambientales. Esto
Aunque los datos disponibles sobre la
es particularmente cierto en el caso de
distribución de estos nanomateriales son
nanomateriales antibacterianos, tales como
limitados, el hígado y el bazo son los
plata, óxido de zinc y dióxido de titanio,
principales órganos de distribución de los
que se están utilizando cada vez más en
nanomateriales metálicos. Sin embargo,
envases de alimentos y materiales en
para ciertos nanomateriales, todos los
contacto con alimentos, incluidos películas
21
adherentes, tablas de picar, cubiertos y
existen sistemas y equipos confiables para
recipientes
prevenir la exposición en el lugar de trabajo
para
almacenamiento
de
alimentos (Foladori y Invernizzi, 2008).
y aún no se han establecido parámetros
generales para medir y caracterizar la
Más grave aún resulta el hecho de que,
exposición a nanomateriales que se produce
aunque los presupuestos destinados a las
efectivamente (Foladori y Invernizzi, 2008).
investigaciones
de
riesgo
son
insignificantes frente al reto que significa el
La producción, uso y disposición de
disponer
desconocidos
alimentos,
empaques
alimenticios
elementos de manera creciente, ya se han
productos
agrícolas
que
realizado algunos estudios de laboratorio
nanomateriales manufacturados resultaran
con animales, comprobando varios peligros
inevitablemente en la liberación de nano-
para la salud. Se sabe que algunas
materiales dentro del medio ambiente. Los
nanopartículas pueden penetrar barreras
nanomateriales también serán liberados
naturales del organismo, como la de sangre
intencionalmente
del cerebro, la placenta, pueden penetrar la
ambiente, como por ejemplo plaguicidas
piel y viajar por el cuerpo, alojarse en los
agrícolas
pulmones, pueden perjudicar el ADN, etc.
crecimiento de las plantas. El limitado
de
nuevos
y
o
dentro
en
y
contienen
del
tratamientos
medio
para
el
número de estudios que analizan los efectos
Como sucede en la producción de todo
ecológicos
nanomaterial,
los
sugieren que los nanomateriales en uso
fabrican,
comercial por la industria agrícola y
trabajadores
es
que
probable
que
manipulan,
de
los
nanomateriales,
envasan o transportan alimentos e insumos
alimentaria
agrícolas que contienen nanomateriales
ambientales, algunos organismos acuáticos
manufacturados se enfrenten a niveles más
parecen
altos
más
manufacturados, pero la absorción de
cotidianamente que la población en general,
nanomateriales manufacturados en plantas
esto
preocupante si
no se ha estudiado; Se desconoce si los
consideramos que los científicos aún no
nanomateriales se acumulan a lo largo de la
saben
cadena alimentaria. Cualquier interrupción
de
exposición
y
resulta altamente
qué
niveles
mucho
de
exposición
a
pueden
causar
ya
concentrar
nanomateriales
nanomateriales serían nocivos para la salud
importante
de los trabajadores y si realmente existe un
desnitrificación o de los procesos de
nivel inocuo de exposición laboral a
fijación
nanomateriales.
repercusiones
Asimismo,
todavía
no
en
daños
de
la
nitrógeno
negativas
nitrificación,
podría
tener
para
el
22
funcionamiento de todo el ecosistema.
alimenticios y presentar una nueva fuente
También hay el riesgo de que el uso
de
extendido de antimicrobianos resulte en una
identificados con los actuales cultivos
mayor resistencia dentro de las bacterias
genéticamente modificados.
los
mismos
riesgos
ecológicos
nocivas (Miller y Senjen, 2008).
No hay ningún requisito para las nuevas
Los químicos agrícolas convencionales
pruebas de seguridad, el etiquetado de
utilizados en pesticidas, abonos químicos,
alimentos
semillas y en el tratamiento de crecimiento
consumidores,
de las plantas, han contaminado los suelos y
exposición laboral o las medidas de
afluentes de agua, causando una alteración
mitigación para proteger a los trabajadores
substancial en estos ecosistemas, que han
o para garantizar la seguridad ambiental.
conducido a la pérdida de biodiversidad.
Increíblemente, no hay ni siquiera el
Esto porque los nanoagroquímicos están
requerimiento de que el fabricante deba
siendo formulados para incrementar la
notificar al regulador pertinente, que se
potencia, haciendo posible que estos puedan
están utilizando nanomateriales en la
causar aún mayores problemas ecológicos
fabricación de sus productos. Existe una
que los que estos mismos remplazan y crear
urgente necesidad de que los sistemas
nuevos tipos de contaminación ambiental.
reguladores
para
informar
las
sean
nuevas
capaces
a
los
normas
de
de manejar
muchos de los nuevos riesgos asociados con
Los riesgos ecológicos que plantean los
la nanotecnología en la alimentación y la
cultivos de ingeniería genética que usan
agricultura (Miller y Senjen, 2008).
nanopartículas, pueden ser muy similares a
los asociados con los actuales cultivos
6.4.-
genéticamente
importancia
modificados
de
la
Perspectivas
(GE).
La
nanotecnología
utilización
de
alimentaria.
en
futuras
la
de
la
industria
nanopartículas se encuentra en superar
algunos de los obstáculos técnicos a los que
La nanotecnología se está considerando por
previamente se enfrentan los ingenieros
muchos organismos como la tecnología
genéticos, permitiendo así dar lugar a una
“clave” del siglo XXI. Se pronostica que los
nueva generación de cultivos genéticamente
avances
modificados que saldrán comercialmente.
protagonistas de los avances de la sociedad
Esto podría resultar en una nueva ola de
del conocimiento.
nanotecnológicos
sean
los
erosión de la diversidad genética de cultivos
23
Se prevé que la unión de diferentes
contemple una evaluación de la seguridad
tecnologías de nanoescala posibilitará la
de
creación
artificiales
autorización, de modo similar a la que ya se
totalmente novedosos que serán usados en
está realizando con los nuevos alimentos y
el
la
los organismos genéticamente modificados
agricultura y los agrocombustibles, así
(OGM). Así mismo, la nueva legislación
como en otras aplicaciones.
debería
de
organismos
procesamiento
de
alimentos,
las
nanosustancias
incluir
etiquetado
con
previa
a
aspectos
relativos
el
de
fin
la
al
facilitar
Las aplicaciones más prometedoras de la
información a los consumidores (EFSA,
nanotecnología en la industria alimentaria
2009).
se relacionan con producción agrícola,
alimentos transgénicos, procesamiento de
Existen
alimentos, tratamiento y depuración de
nanotecnología crecerá rápidamente en los
aguas, detención y control de plagas y la
próximos años y contribuirá al crecimiento
medicina
mundial de la economía. En la actualidad se
veterinaria
que
podría
revolucionar la biotecnología.
algunas
predicciones
que
la
cree que existen en el mercado 0.1% de
productos nanotecnológicos en el mercado,
La tendencia es hacia la “alimentación
pero se prevé que para la próxima década
personalizada”.
ascenderá al 15% de mercado a nivel
Un
consumidor
futuro
podrá utilizar un rápido dispositivo de
mundial.
diagnóstico de mano para diagnosticar la
necesidad real de su cuerpo por alimentos
Acorde al Departamento de Agricultura de
con ingredientes específicos, tales como
Estados Unidos (USDA), para el 2015 el
minerales, y en consecuencia adaptar su
impacto a nivel mundial de la venta de
dieta; de manera similar, un paciente
productos
diabético podrá utilizar un sensor de
nanotecnología ascenderá a 1 trillón de
glucosa para determinar su necesidad de
dólares anualmente (Phoon y Jasimah, 2010).
fabricados
a
base
de
insulina (Noormans, 2010).
Aunque existen datos de que ya hay
Se puede pronosticar que en el ámbito
europeo y en el mundo será precisa una
nueva regulación normativa, aunque la
normativa actual cubre sobradamente los
aspectos de seguridad de los alimentos, que
productos elaborados con nanotecnología
en la industria alimentaria, es esperable que
dicho número supere el millar en los
próximos 10 años. Por países destacan los
EE UU, seguido de Japón, China y Europa.
24
La mayoría de los Comités Científicos que
7.- CONCLUSIONES
han estado trabajando con esta nueva
Como cualquier otra nueva tecnología,
tecnología han llegado a la conclusión de
considero
que
que
de
las
enfocarse
a
beneficios para los consumidores, pero
aplicaciones y fines relacionados con los
también se debe considerar que no existen
problemas que tiene la humanidad, como la
las suficientes pruebas como para decir que
pobreza, el hambre, las enfermedades,
esta tecnología no tiene riesgos, por lo que
seguridad alimentaria, entre otras. Pero
se plantea la necesidad de contar con
también es cierto que tenemos que tomar en
nuevos datos y métodos de medición para
cuenta que como nueva tecnología existen
poder evaluar adecuadamente la seguridad
vacios de información especialmente desde
de los productos de la nanotecnología. Esta
el punto de vista del riesgo – beneficio. Se
falta de información es más pronunciada en
debe asegurar que los nuevos alimentos que
la parte de bioacumulación y los posibles
salgan al mercado no tengan problemas
efectos tóxicos de la inhalación
para el consumidor o el medio ambiente. De
ingestión de nanopartículas manipuladas y
no ser así existe la posibilidad de que los
sus repercusiones que tendría todos estos
nanoalimentos sufran el mismo destino que
factores a largo plazo en la salud pública,
los productos genéticamente modificados,
tanto de los consumidores como los
que debido a la percepción de la opinión
trabajadores que estén en contacto con los
pública se ha clausurado en gran parte el
nanomateriales. También es necesario que
desarrollo de esta tecnología.
se evalúen detenidamente las consecuencias
investigaciones
los
resultados
deben
esta
tecnología
traerá
muchos
y/o
ambientales de la eliminación final de estos
En el campo de la industria alimentaria, la
nanomateriales.
nanotecnología puede ser aplicada en todos
los aspectos de la cadena alimentaria, tanto
Tal es así, que en base a los conocimientos
para la producción animal y agrícola,
con que actualmente se cuenta, no es
tratamiento de aguas, elaboración de nuevos
posible establecer conclusiones generales
productos a través de nuevos ingredientes
sobre las propiedades físico-químicas de los
alimentarios o complementos, mejorar la
nanomateriales, así como su toxicidad tanto
seguridad alimentaria, control de calidad,
en vitro como en vivo. En general, no es
almacenamiento, entre otros.
posible extrapolar la toxicidad potencial de
un nanomaterial a partir de los datos
existentes del compuesto disuelto o a micro
25
o macro escala. Los estudios in vivo por vía
tipo de nanomateriales utilizados. Otra
oral
medida sería que se deba asegurar mediante
son
muy limitados,
la
mayoría
corresponden a ensayos de toxicidad aguda
análisis
científicos
a
largo
plazo
la
y no existe información en cuanto a
inocuidad del alimento. Una nueva directriz
toxicidad a largo plazo.
en el campo ambiental en donde se tome en
cuenta el impacto de los posibles peligros
Es necesario desarrollar y adaptar las
que los nanomateriales tendrían para el
técnicas analíticas actuales, para que sean
medio ambiente. Además se requiere la
aplicadas en la determinación de los
implementación de algunas extensiones a
nanomateriales de un alimento, con el fin de
los
poder realizar los análisis cualitativos y
seguridad y salud ocupacional de los
cuantitativos de los compuestos presentes y
trabajadores que estén en contacto directo o
de esta manera poder evaluar la exposición
indirecto con estos nanomateriales.
reglamentos
relacionados
con
la
al consumidor, trabajadores que están en
contacto con los nanomateriales y el medio
Finalmente, considero que se debe de
ambiente.
informar a la ciudadanía de los avances de
esta tecnología para que puedan conocer y
Además, es necesario contar con una base
opinar sobre la nanotecnología.
de datos sobre los nanomateriales y
nanoalimentos que actualmente se está
8.- REFERENCIAS
comercializando en los mercados a nivel
mundial, si bien es cierto hay ciertas
1. Aidanko G. Noormans. 2010. Impact of
organizaciones como amigos de la tierra
Nanotechnology in Food Production. [on
que ya cuentan con una base de datos, pero
line].
esta no es completa, es necesario que el
http://www.funlam.edu.co/lampsakos/n4/n4a
consumidor conozca y tenga información
de la inocuidad de los manoalimentos si son
reguros o no para su consumo.
Disponible
en:
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2. Allianz AG Group. 2005. Communication
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the
OECD
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Futures
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Nanotechnologies. Allianz and OECD.
Debe desarrollarse lo más pronto posible
3. Asadi, G, Mousavi SM. 2006. Application
un marco regulatorio especifico para la
of nanotechnology in food packaging. pp:
nanotecnología que incluya en primer lugar
799-800.
que las empresas estén obligadas a colocar
en la etiqueta del producto la cantidad y
26
4. BBC Ciencia. 2010. Uso secreto de la
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28
9.- ANEJO Nº 1
29
Cuadro 2: Ejemplos de usos actuales de nanomateriales en agricultura, alimentos y envasado
de alimentos
Tipo de producto
Suplemento
nutricional
Nombre del producto y
fabricante
Componente nano
Polvo „Mycrohydrin‟ de la línea
de productos
Nanoceuticals /
compañía RBC Lifesciences.
Oat
Chocolate
nutricional sabor chocolate y
avena)
/
Jaulas moleculares de 1-
La Mycrohydrin
nanoscópica presenta mayor
5 nm de diámetro, hechas
potencia y biodisponibilidad incrementada. Al ser
a partir de un complejo
expuesta a la humedad, libera iones de hidrógeno
de hidruro de sílice.
y actúa como un potente antioxidante.
Partículas de hierro de
Las partículas nanoscópicas de hierro tienen
300nm (SunActive Fe)
mayor reactividad y biodisponibilidad.
Nutritional
Drink Mix (mezcla para bebida
Bebida nutricional
Finalidad
compañía
Toddler
Health.
Material en contacto
con alimentos
(artículos de cocina)
Tabla para picar Nano Silver /
compañía A-Do Global
Material en contacto
Jarro para bebes Nano Silver /
con alimentos (vajilla)
compañía Baby Dream
Material en contacto
con alimentos
(utensilios de cocina)
Antibacterial
Nanopartículas de plata
Nanopartículas de plata
Las partículas nanoscópicas de plata tienen
mayores propiedades antibacterianas.
Las partículas nanoscópicas de plata tienen
mayores propiedades antibacterianas.
Kitchenware
(utensilios de cocina antibacterianos) / compañía Nanoca-
Nanopartículas de plata
Las partículas nanoscópicas de plata tienen
mayores propiedades antibacterianas.
retech/NCT
Estas nanopartículas tienen una superficie 400
Envasado de
alimentos
Adhesivo para recipientes de
hamburguesas de McDonald‟s
/ compañía Ecosynthetix
Nanoesferas de almidón
de 50-150nm
veces mayor a la de las partículas naturales de
almidón. Cuando se utilizan como adhesivo
requieren menos agua y por ende menos tiempo y
energía para secarse.
Envasado de
Envoltorio plástico Dure- than
alimentos
KU 2-2601 / compañía Bayer
Nanopartículas de sílice
en
un
nanocompuesto
polimérico
Aditivo alimentario
Aquasol
/
compañía AquaNova
escalar
de
que penetre oxígeno y gas por el envoltorio,
alargando así el tiempo de conservación del
producto.
Micela (cápsula) nano
Conservante
Las nanopartículas de sílice en el plástico impiden
sustancias
lipófilas o insolubles en
agua
Tratamiento de creci-
PrimoMaxx / compañía Syn-
Emulsión de partículas
miento vegetal
genta
de 100nm
Al
encerrar
los
ingredientes
activos
en
nanocápsulas solubles, se aumenta su absorción
en el cuerpo (incluido células individuales).
El empleo de partículas nanoscópicas aumenta la
potencia de los ingredientes activos, reduciendo
potencialmente la cantidad que se debe aplicar.
30
Cuadro 3: Ejemplos de nanomateriales de envasado que liberan sustancias químicas en etapa
de desarrollo
Compañía / Institución
CSP Technologies
Kraft
Componente nano
Finalidad
Polímero capaz de liberar ingredientes en
Controlar la humedad, el oxígeno, las bacterias,
alimentos o bebidas en respuesta a un estímulo
el olor y hasta el sabor de los alimentos
externo.
mismos.
„Lengua electrónica‟ de base nano-sensor capaz
Controlar la liberación de aromas, sabores y
de percibir el sabor de sustancias químicas a nivel
nutracéuticos en productos alimentarios en
de partes por trillón, para luego guiar la
respuesta a las preferencias particulares
liberación de las sustancias químicas.
cada consumidor.
de
Cuadro 4: Nano agentes antibacterianos en envases y materiales en contacto con alimentos
Compañía / Institución
Aplicación
Película adherente para envolver alimentos, tratada con nanopartículas
SongSing Nano Technology Co., Ltd
de óxido de zinc.
Bolsas de plástico para guardar alimentos tratadas con nanopartículas
Sharper Image
de plata.
BlueMoonGoods, A-DO Global, Quan Zhou Hu
Zheng Nano Technology Co., Ltd y Sharper
Recipientes de plástico para guardar alimentos tratados con nanopartículas de plata.
Image
Daewoo, Samsung y LG
Refrigeradores tratados con nanopartículas de plata
Baby Dream® Co., Ltd
Jarros para bebes tratados con nanopartículas de plata
A-DO Global
Tablas para picar tratadas con nanopartículas de plata
SongSing Nano Technology Co
Teteras tratadas con nanopartículas de plata
Nano Care Technology Ltd
Utensilios de cocina tratados con nanopartículas de plata
Cuadro 5: Materiales de envasado con nano sensores en etapa de desarrollo
Desarrollado por
Componente nano
Finalidad
Georgia Tech en Estados
Biosensor basado en nanotubos de múltiples
Detectar microorganismos, proteínas tóxicas o
Unidos
paredes.
alimentos y bebidas en descomposición.
Universidad de Southampton,
Rei- no Unido, y Deutsches
Kunststoff- Institut, Alemania
Universidad de Strathclyde,
Escocia
Compañía australiana MiniFAB
Película
“opalina”,
que
incorpora
nanopartículas de negro de carbón de 50nm
Tinta sensora de oxígeno, con base de
nanopartículas
de
dióxido
activada por luz ultravioleta
Biosensores nanotecnológicos
de
titanio,
Producir cambios de color en respuesta a
descomposición en los alimentos.
Brindar un sistema a prueba de manipulaciones
no autorizadas.
Detectar contaminación biológica
31
Cuadro 6: Desarrollo de bioplásticos nanocompuestos
Desarrollado por
Componente nano
Plantic Technologies, Australia
Finalidad
Producción de plásticos biodegradables. Suministrado al
Biopolímeros nanocompuestos,
80% del sector australiano de bandejas de chocolate,
relleno no especificado
incluida la compañía Cadbury Australia.
Usados para el fortalecimiento de PLA, resina plástica
Biopolímeros nanocompuestos,
Rohm and Haas, EE.UU.
biodegradable hecha a partir de maíz, manteniendo la
que utilizan Paraloid BPM-500
transparencia del plástico.
“Sustainpack”: 35 institutos de
investigación, universidades
Biopolímeros nanocompuestos,
y socios empresariales de 13
que utilizan nano arcilla
Usados para fortalecer materiales biodegradables de
envasado hechos en base a fibras, y para hacerlos
repelentes al agua.
países europeos
Universidad Técnica de Dinamarca, entre otras
Commonwealth, Australia
Utilización de nano arcillas y otros minerales para el
que utilizan nano arcilla y otros
fortalecimiento de bioplásticos.
minerales
Organización de Investigación
Científica e Industrial del
Biopolímeros nanocompuestos,
Biopolímeros nanocompuestos,
Nanocompuestos combustibles, convertibles en abono y
relleno no especificado
renovables y dióxido de carbono neutro.
Cuadro 6: Nanoagroquímicos en desarrollo
Producto
Fabricante
Componente nano
Finalidad
“Súper” fertilizante
combinado con plaguicida
(Programa de Cooperación
Científico-Técnica
Pakistán-EE.UU.
Programa de Cooperación
Científico - Técnica
Pakistán-EE. UU.
Cápsula de nano arcilla que
contiene
estimulantes
crecimiento y agentes de
biocontrol.
2006).
Nadu (India) y Tecnológico
Nano formulado.
de Monterrey (México).
Plaguicidas, incluidos
herbicidas (Invest,
Australia 2007).
Industrial del
Commonwealth de Australia
activos, el tratamiento requiere una
sola aplicación a lo largo de toda la
vida del cultivo.
de semillas de malezas, destruir los
bancos de semilla en el suelo y evitar
la germinación de malezas.
Organización de
Investigación Cien- tífica e
liberar lentamente los ingredientes
Diseñado para atacar el revestimiento
Universidad Agrícola Tamil
Herbicida (Raj 2006).
de
Debido a que puede diseñarse para
El tamaño muy pequeño de las
Nanocápsulas
nanocápsulas aumenta su potencia y
puede permitir la liberación dirigida
de ingredientes activos.
32