Detección de contaminantes en la industria agroalimentaria mediante biosensores

Con el fin de de mejorar la seguridad alimentaria  en el sector agroalimentario, este proyecto estudia la aplicación de un sistema de detección eficaz de contaminantes, a través de biosensores, que permita una reducción de la complejidad, el coste y la duración de los métodos convencionales utilizados, aumentando así la competitividad de las empresas.

Este método de análisis permitirá obtener una alta sensibilidad de detección de contaminantes y residuos en un corto periodo de tiempo, así como lograr un alto grado de automatización y versatilidad.

Breve descripción

La presencia de contaminantes o residuos en los alimentos como resultado de la producción, fabricación, elaboración, preparación, tratamiento, envasado, empaquetado, transporte o almacenamiento de dicho alimento o como resultado de contaminación ambiental representa uno de los principales problemas de seguridad alimentaria en la actualidad.

Los métodos utilizados habitualmente para la detección de estas sustancias se basan en técnicas analíticas de laboratorio (basadas en técnicas cromatográficas para la detección de residuos de plaguicidas o en cultivos microbiológicos para la detección de bacterias, por ejemplo). En cualquier caso, la mayoría de estos métodos necesitan de instalaciones y equipamiento específicos, así como de personal cualificado capaz de manejar tales instrumentos y llevar a cabo las fases previas de preparación de muestra. Todo esto hace que estos análisis en alimentos sean costosos, tanto en tiempo como en dinero.

Por ello, desde hace años, existe un gran interés por el desarrollo de nuevas técnicas e instrumentos que sean capaces de reducir la complejidad, el coste y la duración de estas determinaciones. Entre las técnicas que se han desarrollado destacan las inmunoquímicas, las cuales se basan en la interacción entre antígenos y anticuerpos para determinar la presencia de una sustancia objetivo (llamada analito) en una muestra. Además, algunas de estas técnicas han llegado a implementarse como sistemas de medida. Tal es el caso de los biosensores.

Biosensores: sistemas de medida en compuestos de interés en productos alimenticios

Los biosensores son dispositivos analíticos que incorporan un elemento de origen biológico íntimamente asociado con un transductor fisicoquímico. La reacción entre el elemento sensor y el analito de la muestra produce un cambio en alguna de las propiedades fisicoquímicas del medio donde se produce y que el transductor es capaz de transformar en una señal medible.

Tipo seleccionado: De entre los biosensores basados en transductores ópticos destacan los biosensores SPR (Surface Plasmon Resonance).

Características más sobresalientes de estos dispositivos: su especificidad, su alta sensibilidad, su corto tiempo de análisis, su alto grado de automatización, su capacidad de trabajar en tiempo real, su versatilidad y su bajo coste.

Objetivos

El objetivo general de agrobiocom es el desarrollo de un sistema basado en un biosensor SPR para la medida de compuestos de interés en productos alimenticios. Este sistema se particularizará para la detección de contaminantes y/o residuos de especial relevancia para el sector hortofrutícola de la Comunidad Valenciana.

La consecución del objetivo general pasa por el cumplimiento de una serie de objetivos técnicos más específicos, a saber:

• La selección de los compuestos objeto del proyecto.
• El desarrollo de los métodos de detección de los compuestos sobre un biosensor SPR.
• La adaptación de los métodos para la detección de los compuestos en muestras reales.
• La puesta a punto del sistema biosensor en condiciones reales de funcionamiento.
• La transferencia de los resultados de la investigación al tejido empresarial del sector hortofrutícola valenciano.
• La difusión de los resultados del proyecto.

Resultados obtenidos

La ejecución del proyecto se ha planificado a lo largo de tres años, en el periodo 2011-2013. La primera parte de los trabajos del primer año se ha dedicado a la selección de las sustancias diana y de los métodos de detección de las mismas. Para ello, se han analizado los principales problemas en materia de seguridad alimentaria del sector hortofrutícola de la Comunidad Valenciana, recabando información tanto de informes publicados como de empresas asociadas a ainia. Asimismo, se ha llevado a cabo una revisión bibliográfica sobre la detección de estas sustancias mediante técnicas inmunoquímicas, prestando especial atención a los avances científicos y tecnológicos en los reactivos y en los biosensores SPR.

Una vez sentadas las bases del proyecto, se han iniciado los trabajos para el desarrollo de los métodos de detección. La etapa de los ensayos inmunoquímicos que se ha abordado en primer lugar es la inmovilización. Se están evaluando distintos formatos de ensayo (directo, sándwich, competitivo y de inhibición) que determinarán qué elemento (antígeno o anticuerpo) se unirá a la superficie del sensor SPR sobre el que se realizará la medida. El siguiente paso será seleccionar el procedimiento de inmovilización, evaluando la sensibilidad y la especificidad de la superficie funcionalizada de los sensores.

Beneficios para empresas

Con AGROBIOCON se quiere impulsar la competitividad de las empresas del sector hortofrutícola, gracias a la transferencia de los resultados de la investigación llevada a cabo en el campo de la aplicación de los biosensores a la detección de contaminantes en frutas y verduras. En este sentido, los resultados del proyecto tendrán un impacto directo en el sector hortofrutícola. Además, resultarán de interés para otros mercados afines, tales como los laboratorios de análisis y las empresas productoras/distribuidoras de las sustancias objeto del proyecto.

Empresas beneficiarias del proyecto:
– Empresas del sector hortofrutícola interesadas en disponer de sistemas para controlar los niveles de los contaminantes y/o residuos más habituales a un menor coste y en plazos de tiempo más cortos que con las técnicas convencionales.

– Empresas productoras de sustancias que puedan dejar residuos tóxicos en los alimentos. Por un lado, podrán incorporar el sistema a su programa de calidad interno para realizar controles periódicos sobre sus productos. Por otro lado, también podrán disponer de un sistema para ofrecer servicios analíticos a sus clientes, reduciendo los costes.

– Los laboratorios de análisis, mediante el sistema que se propon permitiría a estos laboratorios realizar controles rápidos y sólo analizar las muestras problemáticas.

Programas financiación

El proyecto está financiado por el Instituto de la Pequeña y Mediana Industria de la Generalitat Valenciana (IMPIVA) a través de su Programa de Desarrollo Estratégico de los Institutos Tecnológicos y por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunidad Valenciana 2007-2013.

Para más información
Para más información sobre los proyectos de investigación de ainia en el área de seguridad alimentaria, mándenos un e-mail a [email protected], o llame al departamento comercial de ainia (96 305 25 05).