Las nanobombas acaban con los microbios transmitidos por los alimentos
Esquema de nanoestructuras de agua diseñadas (EWNS)G. PYRGIOTAKIS ET AL. La pimienta con nanopartículas de agua cargada en frutas y verduras puede eliminar microbios potencialmente dañinos transmitidos por los alimentos, informaron investigadores de Harvard y sus colegas el mes pasado (19 de febrero) en Environmental Science & Tecnología. El nuevo método ofrece una alternativa a los aerosoles a base de cloro, que pueden empañar los alimentos y están prohibidos para los productos orgánicos.
“Usar gotas de agua a nanoescala para inactivar bacterias patógenas es un enfoque innovador, y estos primeros resultados muestran su eficacia y gran potencial para mejorar la seguridad microbiana del suministro de alimentos, así como el saneamiento de las superficies de procesamiento de alimentos” Hongda Chen, subdirector interino del Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del Departamento de Agricultura de EE. UU., escribió en un correo electrónico.
Después de una cosecha, los agricultores tienen varias opciones para esterilizar los productos. Las opciones populares son los rocíos químicos mezclados con cloro o compuestos de amonio cuaternario, que pueden eliminar las bacterias en segundos…
Así que el nanoingeniero Philip Demokritou de la Escuela de Salud Pública de Harvard y sus colegas idearon un dispositivo para convirtiendo el vapor de agua en nanopartículas que desgarran las bacterias. El aparato luce un electrodo chapado en oro, que se enfría para condensar agua en su micropunta. Un segundo electrodo concéntrico flota 5 milímetros por debajo. Cuando se activa, se acumulan cargas eléctricas en el agua, atrayendo líquido hacia el electrodo circular. La tensión superficial, sin embargo, agarra las gotas a la punta de oro, hasta que la tensión se vuelve demasiado, y se arroja una neblina de nanopartículas de agua en aerosol. Durante el proceso, parte del agua reacciona con las moléculas de aire para producir especies reactivas de oxígeno (ROS).
Tomamos el agua y la reestructuramos, dijo Demokritou a The Scientist. Y los iones [resultantes] luego son encapsulados por las nanoestructuras de agua. El equipo descubrió previamente que las capas cargadas de nanopartículas de agua se adhieren a las bacterias y que la exposición posterior a ROS rompe las membranas de los microbios.
Para este último estudio, el equipo colocó tomates cherry y tablas de cortar de acero inoxidable dentro de una cámara, exponiendo ambos a tres bacterias típicas transmitidas por los alimentos Escherichia coli, Salmonella enterica y Listeria innocua. Luego, el equipo llenó las cajas con sus nanobombas y, en cada escenario, desinfectó las frutas y las superficies de acero.
Los resultados de la desinfección, señaló Chen, son comparables a los logrados con las tecnologías existentes. Esto es emocionante y prometedor, dijo.
Los consumidores quieren enfoques más libres de químicos y bioamigables para sus alimentos. Con este método, no hay residuos de los que preocuparse y, en tres o cuatro horas, todo vuelve a convertirse en vapor de agua, dijo Demokritou. Hace dos años, una investigación preliminar mostró que los ratones podían inhalar dosis mucho más altas de estas nanobombas de agua sin efectos adversos para la salud.
Aunque es prometedor, el enfoque tiene sus limitaciones, explicó el científico alimentario Donald Schaffner de la Universidad de Rutgers en New Jersey, que no participó en el estudio.
La industria alimentaria no tiene el dinero para gastar en intervenciones que toman mucho tiempo, y la cantidad necesaria para la reducción [bacteriana] aquí es bastante significativa en el orden de una hora o más, dijo Schaffner.
Para aumentar las tasas de desinfección, Demokritou y sus colegas continuarán modificando la forma en que aplican las nanopartículas. En este estudio, por ejemplo, el equipo probó dos tipos de dispersión: un enfoque pasivo llenando la cámara con nanobombas y un método más específico utilizando una placa de metal cargada debajo de los tomates para atraer las nanopartículas. Este último resultó en una mayor tasa de desinfección.
Debido a que la configuración simplemente usa vapor de agua, Demokritou explicó que podría aplicarse en varios lugares a lo largo de la cadena de producción de alimentos en la granja, en un camión de transporte o incluso como una niebla invisible en el pasillo de la tienda de comestibles.
G. Pyrgiotakis et al., Inactivación de microorganismos transmitidos por los alimentos utilizando nanoestructuras de agua diseñadas (EWNS), Environmental Science & Tecnología, doi:10.1021/es505868a, 2015.
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