Una pera en 3D para saber si está buena

Las características físico-químicas y organolépticas de los alimentos, como su apariencia y sabor, dependen en gran medida de la distribución interna de los gases, el agua y la conectividad y movilidad de las partículas a través de sus poros.

Para acceder a las características microestructurales de la comida y conocer su estado y calidad antes de la venta, investigadores del grupo LPF-Tagralia de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han estudiado el interior de los alimentos mediante técnicas de imagen de resonancia magnética y resonancia magnética nuclear.

Su trabajo se enmarca en el proyecto europeo Inside Food, en el que participan expertos de otras 11 universidades, centros de investigación y grandes empresas de alimentos y de las tecnologías de la información y la comunicación, coordinados por la Universidad Católica de Leuven (Bélgica).

El objetivo es "desarrollar un prototipo capaz de generar una imagen en tres dimensiones de los alimentos y, en especial, de los frutos y vegetales frescos para conocer su estado y propiedades antes de ponerlos a la venta", explica la investigadora Margarita Ruiz Altisent. "Hasta ahora no existía ninguna forma de visualizar el interior de los alimentos. Solo podíamos inspeccionar su aspecto exterior con técnicas de imagen y analizar si había residuos como metales o vidrio en su superficie o en el interior, pero sin profundizar en su estructura, algo que sí podemos hacer ahora", detalla.

La resonancia magnética nuclear (RMN) estudia la materia a través de sus núcleos magnéticos. Para ello, los alinea sometiéndolos a la acción de un fuerte campo magnético y aplicando después perturbaciones en forma de secuencias de pulsos específicas para cada aplicación. La RMN mide y ubica los tiempos que tardan los núcleos en volver a su posición inicial, que están relacionados con las concentraciones y movilidad de los núcleos en su matriz.

A partir de estos datos se puede elaborar un esquema tridimensional que permite recrear un modelo 3D de la materia. Asimismo, es posible la implementación de secuencias de imagen específicas para su utilización en líneas de clasificación, con el fin de detectar diferentes parámetros de calidad.

Estas características hacen de la RMN una técnica muy original para descubrir diferencias en estructuras complejas y determinar la estructura interna de los alimentos. No obstante, su elevado coste y la formación requerida para el uso de estos equipos han aconsejado realizar los trabajos 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.

Prototipo con un tamaño y precio compatibles

"La detección de la calidad interna de productos frescos y en todo tipo de alimentos elaborados, a las velocidades requeridas en los equipos de calibración y envasado, es un tema pendiente y de gran interés económico", explica Ruiz. "La técnica de resonancia tiene una capacidad de aplicación enorme en alimentación, pues es la única capaz de inspeccionar el interior de estos materiales, todos ellos muy homogéneos para otras técnicas, como los rayos X".

Cerca de 11 millones de toneladas de frutas y hortalizas se exportan anualmente en España, uno de los principales productores mundiales y el primero en varios tipos de fruta y hortalizas, con un valor cercano a 10 millones de euros. Por ello, una vez que culmine el proyecto Inside Food, el objetivo del grupo LPF-Tagralia es crear un prototipo de resonancia magnética nuclear que tenga un tamaño y un precio compatibles con el desarrollo de una instalación de ensayo y de muestreo de los alimentos en línea situada en la planta de producción.

Para este proyecto los investigadores cuentan con un consorcio establecido con empresas y planean colaborar con especialistas en microestructuras de la UPM.