¿Sabía que los alimentos que tiene en su cocina podrían no ser lo que parecen y no corresponderse con la información de la etiqueta?
En el lucrativo mercado mundial de la alimentación se han introducido subrepticiamente estafadores, que han desarrollado métodos para engañar a los consumidores y sacar provecho de ello. Algunos de esos métodos se basan en producir alimentos falsificados que imitan determinadas recetas o marcas, agregar materiales no declarados a los alimentos, diluir ingredientes de gran valor o sustituirlos por otros de menor valor, ocultar ingredientes de baja calidad, y optar por un etiquetado incorrecto. El fraude alimentario no solo afecta al bolsillo de los consumidores y perjudica el comercio internacional, sino que también puede poner en peligro la salud y la seguridad públicas.
Se entiende por fraude alimentario cualquier acción llevada a cabo con la intención de engañar a los consumidores acerca de la identidad, la calidad y la composición de los productos alimenticios a fin de obtener un beneficio económico. Dada su naturaleza clandestina, es difícil calcular exactamente cuánto cuesta este tipo de fraude a la industria alimentaria mundial, pero se estima que los productores pierden 40 000 millones de dólares anuales.
El OIEA, mediante sus programas de investigación y cooperación técnica y sus esfuerzos conjuntos con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), ayuda a los países a utilizar técnicas nucleares y afines para atajar el fraude alimentario rastreando el origen de los alimentos, verificando su autenticidad y realizando pruebas para detectar adulterantes. Los métodos en favor de la autenticidad y la rastreabilidad de los alimentos, como el análisis de isótopos estables, pueden ayudar a detectar y prevenir el fraude alimentario y proteger la salud pública.
¿Cómo pueden ayudar los científicos nucleares a detectar el fraude alimentario?
Cada elemento tiene una identidad química determinada por su composición atómica, que consta de neutrones, protones y electrones. Los átomos con igual número de protones pero distinto número de neutrones se denominan isótopos. Los isótopos estables son formas no radiactivas de los átomos, y gracias a sus propiedades únicas pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones, como el análisis científico de alimentos y la detección de fraude alimentario.
Los científicos pueden comparar razones de isótopos estables y, de esa manera, distinguir entre alimentos auténticos y adulterados y determinar si se ha etiquetado de manera incorrecta el origen geográfico de un alimento o si hay afirmaciones falsas en cuanto al proceso de producción. Los isótopos estables se miden mediante espectrometría de masas de relaciones isotópicas, y pueden detectarse diferencias muy pequeñas en las razones de las formas pesadas y ligeras de los isótopos. Estas razones son, por lo que a los alimentos se refiere, una especie de “huellas”, o firmas, de la naturaleza. Estas pruebas ocultas pueden utilizarse para determinar si los alimentos que compramos contienen los ingredientes que figuran en la etiqueta o si han sido falsificados.
Selvarani Elahi, Química Adjunta del Gobierno del Reino Unido y Directora Ejecutiva de la Red de Autenticidad de los Alimentos (FAN), destaca el esfuerzo colaborativo de la red para prevenir el fraude alimentario: “Gracias a la información, la capacitación y las herramientas que ofrece de manera gratuita esta red mundial, los países pueden mejorar sus capacidades para detectar el fraude alimentario y ser menos vulnerables a él”. La FAN facilita la colaboración entre científicos, la industria alimentaria, órganos gubernamentales y el mundo académico.
Aceite de oliva, miel y alimentos de origen marino: blanco de los estafadores
Entre los productos alimentarios más afectados por el fraude alimentario se encuentran el aceite de oliva (apreciado por sus efectos ventajosos para el corazón), los alimentos de origen marino (codiciados por sus ácidos grasos esenciales omega-3), y la miel (valorada por su dulzor natural y sus propiedades beneficiosas para la salud).
El aceite de oliva puede adulterarse con alternativas más baratas, como el aceite de girasol, de colza o incluso de avellana, lo cual plantea un riesgo para la salud de las personas alérgicas a estos aceites sustitutivos. Esta práctica amenaza la inocuidad de los alimentos, ya que el aceite adulterado puede contener otros compuestos potencialmente tóxicos o nocivos.
Mediante el análisis de isótopos estables, los científicos pueden rastrear eficazmente el origen geográfico de un alimento, diferenciar entre alimentos ecológicos y de producción convencional, y determinar si hay adulteraciones basándose en la detección de desviaciones respecto de las firmas isotópicas que cabe esperar.
Los métodos de cribado rápido son otra manera de detectar el fraude y verificar la autenticidad y la procedencia de los alimentos.
Mediante espectroscopia de infrarrojo cercano, los científicos del Centro Conjunto FAO/OIEA de Técnicas Nucleares en la Alimentación y la Agricultura (Centro Conjunto FAO/OIEA) pudieron distinguir entre el aceite de oliva virgen extra de Eslovenia y el de otros países, con una sensibilidad del 94 % y una especificidad del 86 %.
“La espectroscopia infrarroja y otras técnicas, como la cromatografía de gases de espacio libre acoplada a la espectroscopia de movilidad iónica, sirven para analizar muestras en el laboratorio o directamente sobre el terreno. Se caracterizan por una gran capacidad de análisis de muestras y bajos costos operacionales, ya que las muestras requieren poca o ninguna preparación, y no hacen falta productos químicos o instalaciones de laboratorio especializadas”, explica Christina Vlachou, Jefa del Laboratorio de Inocuidad y Control de los Alimentos del Centro Conjunto FAO/OIEA.
La miel es objeto de fraude con una frecuencia similar, al agregarse a la miel natural edulcorantes más baratos, como el jarabe de maíz de alta fructosa. El análisis de isótopos estables y las herramientas de cribado rápido pueden ayudar a detectar la adulteración de la miel, verificar si el origen floral o geográfico indicado es correcto, y diferenciar entre la miel de manuka auténtica —que tiene un precio elevado— y posibles falsificaciones.
En el caso de los alimentos de origen marino, las estafas suelen consistir en un etiquetado incorrecto, al venderse una especie más barata de pescado o marisco como si se tratase de una variedad más cara, una práctica que no solo engaña a los consumidores, sino que también socava los esfuerzos de conservación con que se aspira a evitar la sobrepesca de poblaciones amenazadas. Gracias al análisis de isótopos estables, los científicos pueden verificar si los productos están correctamente etiquetados, e incluso distinguir entre pescado de piscifactoría y pescado salvaje [1].
Espectrometría de masas de relación isotópica (IRMS) es una especialización de la espectrometría de masas, en la que se utilizan métodos espectrométricos de masas para medir la abundancia relativa de isótopos en una muestra determinada.
Esta técnica tiene dos aplicaciones diferentes en las ciencias de la tierra y el medio ambiente. El análisis de ‘isótopos estables’ normalmente se ocupa de medir las variaciones isotópicas que surgen del fraccionamiento isotópico dependiente de la masa en sistemas naturales. Por otro lado, el análisis de isótopos radiogénicos implica medir la abundancia de productos de desintegración de la radiactividad natural y se utiliza en la mayoría de los métodos de datación radiométrica de larga duración.
El espectrómetro de masas de relación isotópica (IRMS) permite la medición precisa de mezclas de isótopos naturales. La mayoría de los instrumentos utilizados para la determinación precisa de relaciones isotópicas son del tipo de sector magnético. Este tipo de analizador es superior al tipo cuadrupolo en este campo de investigación por dos razones. En primer lugar, se puede configurar para análisis de múltiples recopiladores y, en segundo lugar, proporciona «formas de picos» de alta calidad. Ambas consideraciones son importantes para el análisis de relaciones isotópicas con muy alta precisión y exactitud.
El instrumento de tipo sectorial diseñado por Alfred Nier supuso tal avance en el diseño de espectrómetros de masas que a este tipo de instrumento a menudo se le llama «tipo Nier». En términos más generales, el instrumento opera ionizando la muestra de interés, acelerándose sobre un potencial en el rango de kilovoltios y separando la corriente resultante de iones según su relación masa-carga (m/z). Los haces con iones más ligeros se curvan con un radio menor que los haces con iones más pesados. Luego se mide la corriente de cada haz de iones utilizando una ‘copa de Faraday’ o detector multiplicador.
Muchas mediciones de isótopos radiogénicos se realizan mediante la ionización de una fuente sólida, mientras que las mediciones de isótopos estables de elementos ligeros (por ejemplo, H, C, O) generalmente se realizan en un instrumento con una fuente de gas. En un «multicollector» Instrumento, el colector de iones suele tener una serie de copas de Faraday, lo que permite la detección simultánea de múltiples isótopos.
La medición de las variaciones naturales en la abundancia de isótopos estables del mismo elemento normalmente se denomina análisis de isótopos estables. Este campo es de interés porque las diferencias de masa entre diferentes isótopos conducen al fraccionamiento de isótopos, provocando efectos mensurables en la composición isotópica de las muestras, característicos de su historia biológica o física.
Como ejemplo específico, el isótopo de hidrógeno deuterio (hidrógeno pesado) tiene casi el doble de masa que el isótopo de hidrógeno común. Las moléculas de agua que contienen el isótopo de hidrógeno común (y el isótopo de oxígeno común, masa 16) tienen una masa de 18. El agua que incorpora un átomo de deuterio tiene una masa de 19, más de un 5% más pesada. La energía para vaporizar la molécula de agua pesada es mayor que la necesaria para vaporizar el agua normal, por lo que el fraccionamiento de isótopos se produce durante el proceso de evaporación. Por lo tanto, una muestra de agua de mar exhibirá una diferencia de proporción isotópica bastante detectable en comparación con las nevadas antárticas.
Las muestras deben introducirse en el espectrómetro de masas como gases puros, obtenidos mediante combustión, alimentación cromatográfica de gases o captura química. Al comparar las proporciones isotópicas detectadas con un estándar medido, se obtiene una determinación precisa de la composición isotópica de la muestra. Por ejemplo, las proporciones de isótopos de carbono se miden en relación con el estándar internacional para C. El estándar C se produce a partir de una belemnita fósil encontrada en la Formación Peedee, que es una piedra caliza formada en el período Cretácico en Carolina del Sur, EE. UU. como VPDB (Vienna Pee Dee Belemnite) y tiene una relación 13C:12C de 0,0112372. Las proporciones de isótopos de oxígeno se miden en relación con el estándar, V-SMOW (Agua de océano media estándar de Viena).
Es fundamental que la muestra se procese antes de ingresar al espectrómetro de masas para que solo ingrese una especie química en un momento dado. Generalmente, las muestras se queman o pirolizan y las especies de gas deseadas (normalmente hidrógeno (H2), nitrógeno (N2), dióxido de carbono (CO2) sub>), o dióxido de azufre (SO2)) se purifica mediante trampas, filtros, catalizadores y/o cromatografía.
Los dos tipos más comunes de instrumentos IRMS son el flujo continuo y la entrada dual. En el IRMS de doble entrada, el gas purificado obtenido de una muestra se alterna rápidamente con un gas estándar (de composición isotópica conocida) por medio de un sistema de válvulas, de modo que se realizan varias mediciones comparativas de ambos gases. En el IRMS de flujo continuo, la preparación de la muestra se produce inmediatamente antes de su introducción en el IRMS y el gas purificado producido a partir de la muestra se mide solo una vez. El gas estándar se puede medir antes y después de la muestra o después de una serie de mediciones de muestra. Si bien los instrumentos IRMS de flujo continuo pueden lograr un mayor rendimiento de muestras y son más convenientes de usar que los instrumentos de doble entrada, los datos obtenidos tienen una precisión aproximadamente 10 veces menor [2].
[2]https://academia-lab.com/enciclopedia/espectrometria-de-masas-de-relacion-isotopica/
