09/06/2014 - Resonancia magnética para revelar la calidad interna de los alimentos

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Un equipo de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) investiga, al amparo del VII Programa Marco Europeo, las características físico-químicas de los alimentos a través de resonancia magnética. Esta nueva técnica permitirá a la industria alimentaria conocer la concentración de agua y el equilibrio que ha de establecerse para la conservación de los productos hortofrutícolas.

A raíz de un estudio inicial, basado en distintas tecnologías como la tomografía computerizada de rayos X (X-ray CT), la tomografía de coherencia óptica (OCT) o la resonancia magnética nuclear(NMR), entre otras, el grupo de investigación LPF-Tagralia de la UPM ha elaborado una herramienta para el estudio de la microestructura y la calidad interna de los alimentos. Combinan técnicas de relaxometría con la optimización de secuencias rápidas de las imágenes. El resultado ha sido un modelo de bajo coste, por el que se muestra ya interesado el sector industrial, pues permite el análisis del producto en movimiento sin necesidad de cortarlo físicamente.

En general, cuando se habla de resonancia magnética, lo primero que nos viene a la mente es la imagen que sirve de ayuda a los médicos para realizar diagnósticos. Sin embargo, las técnicas de resonancia magnética son muy amplias, así como sus aplicaciones. Ángela Melado Herreros, investigadora del LPF-Tragalia, explica que mediante una imagen creada con esta técnica es posible ver la composición interior de una muestra sin necesidad de cortarla físicamente. “Por tanto, es una técnica no destructiva, pero además es no invasiva, lo que permite consumir o reutilizar el producto sin ningún problema”. También destaca que pueden obtenerse imágenes tanto en  2D como en 3D, posibilidad que amplía mucho más el estudio de la muestra.

La utilización de  la relaxometría/difusometría ha permitido al equipo estudiar las propiedades físicas, como por ejemplo la presencia de poros o incluso en qué compartimentos celulares se encuentra el agua (vacuola, citoplasma) de las muestras, con lo que pueden obtener información sobre su microestructura. “Esto es importante a la hora de aplicar procesos a los alimentos, como la desecación/rehidratación o congelación, entre otros. Combinando esta técnica con la de imagen de resonancia es posible hacer un estudio multiescala (a nivel macro y microscópico), no destructivo ni invasivo de los alimentos”, explica Melado.

El sistema de relaxometria utilizado por la UPM se basa en la implementación en alto campo magnético de unas secuencias de resonancia magnética que estaban diseñadas para bajo campo magnético (lo que implica baja energía). Hasta ahora, para estudiar la microestructura de un alimento mediante esta técnica, se debía diseccionar físicamente una parte y analizarlo por separado, ya que los imanes que se utilizaban impedían la introducción del producto entero. Sin embargo, los investigadores de la  UPM —en colaboración con el Centro de Asistencia a la Investigación de Resonancia Magnética Nuclear y de Spin Electrónico de la Universidad Complutense de Madrid (adscrito al Campus de Excelencia Internacional Moncloa) y el Institute of Food Research de Norwich (Reino Unido)— han conseguido transformar dichas secuencias en alto campo magnético. Este paso permitirá a partir de ahora el estudio completo de los alimentos sin necesidad de destruir la muestra.
 

La microestructura de las sopas de sobre y los cereales

Gracias a esta técnica, se comprende mejor procesos como los de deshidratación/rehidratación de los alimentos. Uno de los casos estudiados es el de la sopa de sobre. Se trata de productos que han sido desecados y que al cocerlos se rehidratan. Las propiedades físicas de estos alimentos son muy importantes, ya que en las sopas de sobre los ingredientes no deben quedar al fondo ni tampoco en la superficie, sino flotando en la disolución, para que sea más agradable al consumidor. Gracias a este sistema de resonancia magnética, algunas empresas han evaluado qué proceso de deshidratación se adapta mejor a las necesidades de dicho producto para comercializarlo con una mayor calidad.

El trabajo desarrollado por el grupo LPF-Tragalia, que participa en el proyecto europeo Inside Food, financiado por el Programa Marco de la Unión Europea, ha servido ya a una gran empresa alimentaria que comercializa cereales para el desayuno para conocer mejor producto final, con el fin de adaptarlo al gusto de los clientes. Deseaban saber el comportamiento de este alimento tras su rehidratación en distintos tipos leche, según su contenido en grasa, así como de los diversos tipos de cereales que comercializan con formulaciones distintas y contenidos de azúcar diferentes. Mediante las técnicas utilizadas por los investigadores de la UPM a través de imágenes de resonancia pudieron monitorizar, en tiempo real, dicha rehidratación, utilizando distintos tipos de leche y estudiar su comportamiento.

Es un ejemplo de las aplicaciones que tiene el trabajo de investigación desarrollado desde hace años por LPF-Tragalia. En la actualidad, el grupo está comprometido en la construcción de prototipos de bajo coste ante el interés demostrado por varias empresas europeas que quieren determinar las características organolépticas de los alimentos, en la línea de clasificación y envasado, a través de imágenes obtenidas por resonancia magnética.

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UPM

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