En el laboratorio de Fisiología y biología molecular vegetal del INIA La Cruz  se partió con una serie de ensayos experimentales para el desarrollo de bioenvases nanoformulados inteligentes que extienden la vida útil y preservan la calidad y seguridad de los alimentos. Además se trabaja en productos e innovaciones para aumentar o reducir ciertos componentes presentes en los alimentos, ya sean deseados y no deseados.

La nanotecnología en la industria alimentaria  es un enorme desafío y elINIA no está ajeno a este reto sobre todo ahora que la alimentación es más personalizada y los grupos de consumo tienen necesidades alimenticias diferentes.

El Dr. Sebastián Molinett, bioquímico y doctoren biotecnología, quien actualmente lidera iniciativas de I+D+i en este laboratorio, explica cómo será la matriz alimentaria del futuro, cuál será la composición de los alimentos y qué avances nacionales e internacionales existen en esta área del conocimiento.

Esta y otras interrogantes las puede leer a continuación.

En palabras simples, que es la nanotecnología?

“La nanotecnología se refiere al diseño y uso de nanomateriales con fines industriales, médicos o científicos donde una nanopartícula es equivalente a una mil millonésima parte de un metro. Para ilustrar mejor, una nanopartícula se podría representar como una pelota de tenis en comparación con el tamaño del planeta Tierra. En otras palabras, la nanotecnología manipula la materia a la escala de las partículas que están en tamaño nanométrico. Una escala nanométrica y submicrométrica normalmente se encuentra a entre los 10 y 900 nanómetros, es decir, estamos hablando de una escala muy pequeña equivalente, por ejemplo, al tamaño de un anticuerpo, una partícula viral o una proteína sérica”.

A través del uso de la nanotecnología, se puede agregar una propiedad saludable a un alimento o disminuir un compuesto dañino para la salud, por ejemplo?.

“Efectivamente. Actualmente, esto lo podemos observar en la Ley de Etiquetado cuyas advertencias como “alto en azúcar”,  “alto en sal”, “alto en grasas”, al incorporar mucho menos azúcar, sal o grasa, se puede reducir el tamaño de partículas, logrando el mismo impacto en cuanto a su propiedad organoléptica. Es decir, con menos sal dar el mismo sabor salado. Con la nanotecnología podemos incorporar en la matriz alimentaria cantidades nutricionalmente saludables o fisiológicas, que sean  mejor bioasimiladas.

En algunos institutos internacionales se ha logrado reducir tamaños de partículas no sólo a escala nano sino a escala micro o submicrométrica, disminuyendo a la mitad y logrando el mismo impacto debido a su mayor efectividad conseguida con su mayor superficie de contacto por unidad de volumen.  Pero, con este desarrollo tecnológico no sólo se puede reducir un compuesto sino que se puede agregar a escala nano un componente nutracéutico, que otorgue una propiedad saludable a un alimento”.

INIA La Cruz está implementando un laboratorio para estudiar mejores formas de preservar los alimentos y envases que preserven la vida útil. De qué se trata los estudios?.

“Efectivamente. En el INIA La Cruz se ha formado un equipo que busca aportar a la matriz alimentaria a través del desarrollo de tecnologías limpias mediante la nanociencia. Concretamente estamos trabajando en la preservación de frutas y hortalizas mediante nanoformulaciones de tal manera que éstas posean una vida útil significativamente más extendida ya sea en la industria, su cadena de distribución o anaquel del supermercado.

Estas tecnologías se basan en formulaciones que utilizan materias primas naturales extraídas de plantas, algas, hongos, de grado alimentario, con un nivel de inocuidad absolutamente completo.

Además, a nivel productivo estamos trabajando con nanosensores basados en tecnologías que emplean herramientas de la genética molecular, las que nos permiten detectar de forma temprana en viveros o plantineras la presencia de microorganismos que puedan ser perjudiciales en la sanidad de los vegetales y por tanto producir graves pérdidas en su producción.

También hemos observado que el tema de los envases es un problema en la industria agroalimentaria ya que se exige a la industria de los alimentos tener cierto grado de sustentabilidad ambiental presente en el packing y en otros ámbitos de su cadena productiva. Incluso, el retail le exije a los proveedores, ciertos tratamientos para que su fruta o verdura sea capaz de durar cierta cantidad de días en los anaqueles. Aquí, el productor tiene que encontrar las tecnologías que le permitan obtener una vida útil para sus productos que sea aceptable al retail. Por eso estamos investigando nuevos empaquetamientos de los productos alimentarios. Se están generando bioenvases utilizando nanoparticulas para generar películas y recubrimientos que puedan conservar un ingrediente alimentario por más tiempo que un envase convencional reduciendo el contenido de plástico presente en el packing de los alimentos, lo cual tiene un impacto positivo a nivel ecológico.  Hemos recogido la demanda de la industria agroalimentaria y estamos bien encaminados en este aspecto”.

Cuáles son las nuevas tendencias de consumo en materia de alimentos?

“Actualmente, el consumidor busca alimentos que posean propiedades saludables, que sean inocuos (que no contengan contenido microbiano o químico que pueda ser perjudicial para la salud de consumo humano), de origen natural, que provengan de una producción sustentable y que provenga de comercio justo.

Además de estos factores, la alimentación también cumple un rol social, en cuanto a que sea apetitosa, ya que se busca cada vez más tener una experiencia sensorial placentera que otorgue satisfacción al alimentarse”.

Existe un grupo etáreo de personas cuyas edades oscilan entre los 18 y 35 años -llamados milenialls y centenialls- que van a demandar o están demandando alimentos que incorporen estos factores.

“La nanotecnología precisamente está pensando en soluciones tecnológicas que resuelvan la demanda por productos más seguros, éticos, sostenibles, preocupados del bienestar animal, con manejo de residuos, entre otros.  Este grupo en nuestro país representa un 37%  y a nivel mundial el porcentaje también es alto. Además, en los próximos 30 años nuestra población será una población envejecida; por lo tanto, aquí existe un trabajo importante respecto a la composición de los alimentos”.

Además de este alto porcentaje de milenialls y centenialls, la industria alimentaria ofrece una gama amplia de alimentos para diferentes grupos de personas. Este tipo de desarrollo tecnológico también es resultado de uso de nano tecnologías?.

“Claro, este es un ámbito donde la nanotecnología también puede aportar y estamos trabajando en pos de una alimentación personalizada. Por ejemplo, un bebé, una mujer embarazada, un atleta de alto rendimiento o un adulto mayor poseen diferentes requerimientos nutricionales. Entonces, la alimentación del futuro va a incorporar matrices alimentarias personalizadas o para ciertos grupos de consumidores de acuerdo a edades, tendencias de consumo y grupos étnicos”.

Cuáles son las principales fuentes de materia prima que le dan forma a la matriz alimentaria actual y futura?.

“Tenemos desafíos importantes en cuanto a la eficiencia de las tecnologías de producción de alimentos. La tendencia es que tenemos un mercado de los alimentos cada vez más exigentes en cuanto a su aumento en el consumo. Se proyecta para el año 2050 que la producción alimentaria se va a duplicar (debiendo obtener 200%), respecto de lo que somos capaces de producir actualmente. Además, debemos ser a lo menos un 30% más eficiente de lo que somos actualmente. Esto, junto con tener que duplicar la producción es un enorme desafío que debe ir de la mano con tener que satisfacer las nuevas tendencias de consumo”.

A nivel país, existen experiencias de nanociencia?

“Sí, en el INIA existen iniciativas pionera en Chile en este ámbito. Una de ellas se desarrolla en INIA Carillanca en la Región de la Araucanía a cargo de la doctora Marta Alfaro y el doctor Jaime Mejías, quienes trabajan en el desarrollo de un nuevo fertilizante que se puede usar como aplicación foliar para las praderas y cultivos del sur del país.

Al utilizar nanotecnología lo que se busca es generar un fertilizante que sea altamente eficiente y que aplicado a nivel foliar, en bajas dosis, pueda generar el mismo impacto productivo que con tres o cuatro veces la dosis del fertilizante tradicional que usan los productores. Con el desarrollo de este producto el agricultor puede ahorrar fertilizantes, manteniendo la producción de la pradera o el cultivo; y, a la vez reducir el impacto ambiental”.

El uso de este tipo de tecnologías reemplaza a las antiguas tecnologías derivadas de químicos sintéticos?

“Exacto. Viene a reemplazar las antiguas tecnologías derivadas de químicos sintéticos (fungicidas, pesticidas, herbicidas) cuya regulación, al menos en nuestro país, es cada vez más exigente sobretodo en la producción de alimentos para el mercado de exportación. Por eso, urge desarrollar productos más eficientes, menos inocuos y cuya estrategia  sea disminuir el número de aplicaciones durante la temporada. Lo que buscamos con nuestras investigaciones es que el residuo químico presente en el cultivo sea cero o tienda a cero”.

Cómo se concilia el hecho de tener que ser un 30% más eficiente a la hora de producir con el agotamiento de los suelos que han perdido su capacidad de producir naturalmente y requieren nutrientes, agroquímicos, agua que es escasa?.

“Es complejo. Sabemos que los suelos han sufrido un empobrecimiento y erosión constante, incluso que las tierras arables son cada vez menos al producirse una pérdida de los suelos en condiciones aptas para ciertos cultivos que son más exigentes. Aquí, la tecnología desempeña un rol clave  porque si bien existe una investigación y avances en esta materia no es suficiente. Vamos a tener que usar herramientas tecnológicas integrales, donde se vea involucrado la recuperación de suelos, ahorro en fertilizantes, reducción del impacto ambiental tanto en el agua como en el aire, etcétera”.