Un sistema desechable detecta con más precisión el hierro en alimentos

El profesor Fernando Cámara muestra el biosensor desarrollado para la detección de hierro en los alimentos

El hierro es un elemento apreciado desde el punto de vista nutricional ya que ayuda a prevenir la anemia. Está presente en diversos alimentos, como cereales, legumbres, y carnes. Sin embargo, hay diferentes tipos de formas químicas de hierro (orgánico e inorgánico) que son absorbidas de diferente manera por el organismo. En la industria alimentaria el hierro inorgánico puede favorecer el enranciamiento de alimentos. Las Universidades de Córdoba (UCO) y Aveiro (Portugal) y el centro de investigación privado INESC Microsistemas e Nanotecnologias (INESC-NM) de Lisboa han desarrollado un biosensor que determina la cantidad de hierro inorgánico (férrico), lo que puede ser útil para la industria alimentaria en sectores como el aceite o el vino.

Actualmente los análisis de alimentos están más enfocados a determinar el tipo de compuesto presente (especiación), que la cuantificación total de los mismos. Esto es así por el alto grado de desarrollo de la química analítica. Desarrollados ya equipos muy precisos para cuantificar los compuestos presentes en muchos medios, el empeño actual de los equipos científicos es determinar la forma química en la que se encuentran esos compuestos. En el caso del hierro, hay dos tipos, uno llamado hierro hemo y otro hierro no hemo, que se absorben de diferente manera. El hierro no hemo es más habitual en los vegetales. El hierro no hemo puede presentarse como óxido ferroso [hierro (II)], u óxido férrico [hierro (III)]. El dispositivo ideado por el equipo científico se centra en esta última forma. “El hierro (III) puede actuar como catalizador favoreciendo el enranciamento de grasas y aceites, su precisión puede ayudar a determinar qué productos disponen de más cantidad”, explica Fernando Cámara, profesor del Departamento de Bromatología y Tecnología de los Alimentos de la UCO.

Una proteína como detector

Gracias a una colaboración internacional financiada por la Asociación Universitaria Iberoamericana de Posgrado (AUIP), Cámara estuvo en contacto con el grupo de Aveiro. Allí se creó el dispositivo, que se basa en dos partes: un semiconductor eléctrico tipo FET sobre el que se dispone una malla de nanotubos de carbono, y un soporte con transferrina, una proteína encargada del transporte del hierro en los organismos vivos. La transferrina permite la detección de hierro (III) en una muestra, como la del vino, ya que se une exclusivamente a esta especie química de hierro, y no a otras. “Tiene un comportamiento muy específico, similar al que tendría un anticuerpo encargado de identificar y neutralizar bacterias o virus en el organismo”, compara el investigador de la Universidad de Córdoba.

El biosensor actúa modificando la intensidad de corriente eléctrica que circula por el mismo ya que al añadir de forma experimental una pequeña gota de vino sobre el dispositivo, el hierro (III) presente en la bebida se une a la transferrina modificando esta intensidad de corriente en una forma tal que cuanto mayor es la cantidad de hierro (III) presente en la muestra, mayor es esta disminución. Los resultados de este trabajo se exponen en la revista científica Talanta.

El sistema presenta como ventaja principal respecto a otros métodos de análisis que apenas utiliza reactivos químicos, permite determinar cantidades muy bajas de elemento químico y es fácilmente desechable, por lo que es amigable con el medio ambiente. Otra de las ventajas, según Cámara, es que apenas necesita preparación de la muestra. Sin embargo, la tecnología todavía requiere ser escalable para ser útil para la industria alimentaria. “En una segunda instancia, también podría ser válido para la detección de contaminantes como metales pesados en alimentos”, expresa el científico de la Universidad de Córdoba.

El hierro es un elemento presente tanto en los alimentos como en el cuerpo humano. En los hombres hay una media de 3,8 gramos, mientras que en las mujeres es de 2,3 gramos. Su adquisición en una dieta equilibrada evita problemas de salud como la anemia. Se absorbe en mayor cantidad el de origen animal (hierro hemo o hierro orgánico) que el de origen vegetal.

Fernando Cámara-Martos, Joãoda Costa, CelineI.L. Justino, SusanaCardoso, Armando C. Duarte, Teresa Rocha-Santos, ‘Disponsablebiosensorfordetection of iron (III) in wines’. Talanta 154 (2016) 80-84.