19-02 Aplicaciones biológicas

19-02-01 Alimentos

El contenido de agua y la relación grasa-agua son dos parámetros importantes en muchos productos alimenticios industriales. El control de calidad del pro­duc­to puede depender de manera crítica de estos parámetros, sin embargo, los mé­to­dos químicos tradicionales de medida pueden tardar desde pocas horas hasta un día en realizarse. Existen métodos de RM que pueden llevar a cabo dichas me­di­cio­nes en menos de un minuto, lo que es suficientemente rápido para ayu­dar al control de la línea de producción. Algunas empresas ya utilizan espec­tró­me­tros para realizar este tipo de trabajo, pero aún existe espacio para una gran expansión en el mercado. Los análisis rutinarios son una tarea totalmente ha­bi­tu­al, sin embargo, un científico de investigación y un gerente de línea pueden emplear varias semanas para desarrollar un método adecuado para cada tarea de análisis particular. Además, el número de científicos adecuadamente ca­pa­ci­ta­dos es muy reducido.

Otra área de análisis de rutina es la de los zumos de fruta, cerveza y vino. La Comisión Europea ha patrocinado el desarrollo de una prueba de RM para eva­lu­ar la calidad del vino, sobre todo para detectar la adulteración con glicol. Ya está disponible un método rutinario para determinar el contenido de alcohol en las bar­ri­cas de fermentación en dos o tres minutos. La RM permite realizar test sob­re cerveza, zumos y vino para autentificar el origen, la pureza y la mezcla con ot­ras sustancias y líquidos (espectroscopía SNIF RMN).

La RM también es una herramienta investigadora útil en las ciencias de la ali­men­ta­ción y la imagen por RM está empezando a emplearse en los productos alimenticios. Por ejemplo, se observó que después de calentar el chocolate a 40° C y enfriarlo se producían en éste cambios permanentes. Más recientemente se está evaluando el efecto de ciclos congelación-descongelación sobre la estructura de las frutas y hortalizas, y un campo particularmente prometedor es la mo­ni­to­ri­za­ción y visualización del contenido graso de los peces de cultivo (por ejemplo en la acuicultura de salmón).

La espectroscopía por RMN del cloro-35 (³⁵Cl) se empleó para mostrar cómo la sal (cloro de sodio) interactúa sinérgicamente con el aditivo alimenticio tri­po­li­fos­fato de sodio (E-400) de manera que una cantidad más pequeña produce el efecto deseado. La espectroscopía por RMN del ³¹P se ha empleado para de­mos­trar la hidrólisis del este aditivo cuando se añade a la carne y se han rea­li­za­do estudios detallados sobre el almidón y los carragenanos, unos polisacáridos obtenidos a partir de las algas marinas y que son ampliamente usados en la in­dus­tria alimenticia.

El almidón y los carragenanos son importantes en la obtención de la textura ade­cu­ada en muchos alimentos y una comprensión más completa de sus pro­pie­da­des ayudará a una producción más barata de alimentos, de mejor calidad y con un uso más eficiente de las materias primas.

El sabor del salmón y otros sabores.
Un comentario.

19-02-02 Agricultura, selvicultura y medio ambiente

Sólo recientemente han comenzado a aplicarse técnicas de RMN a sistemas ve­ge­ta­les, sin embargo un área importante ya establecida es el estudio del fósforo y el nitrógeno en la nutrición de las plantas. La investigación básica en este cam­po se espera que pueda dar lugar a un uso más eficiente de los fertilizantes y de este modo que se reduzca la contaminación de los ríos, lagos y mares.

La RM de los organismos vegetales es mucho más incipiente que la espec­tro­sco­pía pero en un estudio del daño por la helada en plantones de pinos y abetos era posible detectar daños en las raíces semanas antes de que los brotes mos­tra­ran algún signo de daño. Por ejemplo, sólo Suecia produce 600 millones de plan­to­nes por año a un precio inferior a euro, por lo que hay un importante incentivo económico para poder retirar los plantones dañados. Como herramienta de in­ves­ti­ga­ción básica la imagen por RM de las raíces podría ser muy valiosa para comprender como se desarrollan, y para ayudar a abordar problemas como la optimización en la absorción de nutrientes (esencial en un suelo pobre en nu­tri­en­tes) o en la prevención de los daños por fuertes vientos, que es una fuente de grandes pérdidas económicas.

Estudios de RMN con ¹³C en estado sólido han ayudado a los científicos que estudian el suelo a comprender las grandes y complejas moléculas que se en­cuen­tran en el suelo. Por ejemplo, los métodos de análisis químicos que se em­plea­ban antes de la aparición de la RMN de estado sólido habían infraestimado considerablemente el porcentaje de carbono en grupos alifáticos sobre grupos aromáticos. La compresión de la química del suelo es importante para el estudio de la nutrición de las plantas y para otros efectos ambientales tales como la llu­via ácida o radioactiva después de los accidentes en centrales nucleares.

Una comprensión completa de las consecuencias causadas por los in­cre­men­tos de los niveles de los gases de efecto invernadero (especialmente el dióxido de carbono y el metano) debe incluir la totalidad del ciclo del carbono. El suelo es un elemento importante en este ciclo, ya que contiene grandes cantidades de carbono estabilizado temporalmente en forma de humus.

La monitorización directa de la contaminación también es posible, par­ti­cu­lar­men­te en entornos adversos como los mares árticos. El tamaño de las po­bla­cio­nes de mejillón, contados por buzos, se emplean actualmente como indicador de con­ta­mi­na­ción. Resultados de estudios recientes de laboratorio han mostrado importantes cambios en los espectros de ³¹P de los mejillones cuando son so­me­ti­dos a bajas dosis de productos petroquímicos (benceno, fenol, formalina) o me­ta­les pesados (cadmio, zinc, plomo, mercurio). Se espera que a partir de este tra­ba­jo pueda obtenerse un sistema de vigilancia de la contaminación.