Nanotecnología en beneficio de la producción agrícola
Xiadani Itchel Gómez Rodríguez
El desarrollo de patentes en México se ha convertido en símbolo de la investigación como factor de desarrollo económico, y es aquí, donde la ciencia y la innovación se conjuntan, como se impulsa la productividad de la estructura económica y social del país. En este aspecto, la UNAM ha destacado por ser la institución con más registros de patentes en innovaciones tecnológicas a nivel nacional.
Desde hace seis años, la Coordinación de Innovación y Desarrollo (CID), a través del Premio al Programa de Fomento al Patentamiento y la Innovación (PROFOPI), se ha comprometido a promover la innovación tecnológica y la cultura de la propiedad intelectual entre investigadores, profesores de carrera y técnicos académicos. Así, cada año premia a los cinco mejores proyectos de investigación que cuenten con una solicitud de patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI).
Este año, la FES Cuautitlán celebró el segundo lugar de los premios PROFOPI gracias al trabajo de la doctora María de la Luz Zambrano Zaragoza llamado “Uso de sistemas lipídicos para la protección de granos y semillas contra microorganismos durante su almacenamiento”, el cual es resultado de la línea de investigación “Aplicaciones de la nanotecnología en la conservación de alimentos” que se creó en 2007 tras culminar sus estudios de doctorado en Ciencias de los Alimentos.
El comienzo de una gran investigación
En 2009, la doctora Zambrano, junto con los académicos David Quintanar Guerrero, Carolina Moreno Ramos, Elsa Gutiérrez Cortez y Mara Elisa Espinosa de Monteros Vega, se encargó de desarrollar nanopartículas lipídicas sólidas aplicadas a la fruta, específicamente a la guayaba. Este trabajo consistió en aplicar un recubrimiento al alimento para potenciar la conservación de sus propiedades e inhibir el crecimiento de hongos.
Posteriormente, gracias a los conocimientos de la doctora Elsa Gutiérrez acerca de los procesos de nixtamalización de almidón y maíz, se incursionó por primera vez en la aplicación de las nanopartículas en la conservación de granos y semillas, lo cual supuso un avance importante para el sector agrícola del país.
En entrevista, la doctora Zambrano mencionó que durante la investigación se descubrió que también era posible disminuir el crecimiento de hongos durante el almacenamiento. A partir de estos avances se buscó la posibilidad de patentar las nanopartículas que aportan a la conservación de la semilla y la reducción de los hongos en el producto.
Desarrollo de nanopartículas
El proyecto se dividió en distintas fases. La primera consistió en desarrollar las nanopartículas a partir de un proceso limpio que no requirió de disolventes. De esta forma, mediante el método de emulsificación, que consiste en mezclar dos líquidos inmiscibles de manera más o menos homogénea, se obtuvieron las nanopartículas.
Una vez desarrolladas se asperjaron, es decir, fueron esparcidas en gotas muy finas sobre las semillas. Posteriormente, se analizó su efectividad en el desarrollo de los microorganismos, de modo que fue posible obtener el porcentaje de hongo inhibido y comprobar la conservación de las semillas.
En este punto, la doctora Zambrano mencionó que es importante que las nanopartículas puedan aplicarse fácilmente a los sistemas de distribución, bombeo y aspersión que se encuentran actualmente instalados en las industrias, pues una de las principales problemáticas a las que se enfrentó durante la investigación fue pasar de la producción de laboratorio a la de gran escala. “Si nosotros desarrollamos una tecnología para la que hay que tener nuevos equipos, es muy difícil que la industria los pueda aplicar”, comentó.
Otro de los retos de la investigación fue la utilización de ingredientes reconocidos como seguros para su uso en alimentos, sobre todo los de consumo humano directo o aceptados para el tratamiento de semillas. Asimismo, se trabajó para que éstos tuvieran la capacidad de adherirse a la superficie y lograr el recubrimiento de los granos.
El desarrollo de este proyecto, aseguró la especialista, tiene muchas posibilidades de crecimiento, ya que México es un país que tiene gran desarrollo agrícola. Sin embargo, esta oportunidad de expansión en ocasiones se ve opacada por la problemática de hongos generadores de toxinas, los cuales deben evitarse durante el almacenamiento de granos (los que consumimos) y semillas (las que sirven para el cultivo).
Es entonces como la creación de las nanopartículas lipídicas sólidas tiene un importante alcance en un contexto en el que la amenaza de bacterias en los cultivos genera problemáticas que abarcan esferas incluso económicas. Por ello, los alcances de esta investigación son de gran envergadura, ya que es posible causar un impacto de carácter científico, social y económico en la actividad agrícola, una de las más importantes del país.
Un encuentro inesperado
Durante el proceso de experimentación se descubrió que al recubrir las semillas con nanopartículas existía una modificación en la capa superficial cerosa que poseen de manera natural tanto éstas como los frutos. “Nuestras investigaciones siempre han ido hacia la nanotecnología en la aplicación de alimentos; lo que diversifica las investigaciones son los hallazgos que vas encontrando”, comentó la doctora Zambrano.
Al respecto, aseguró que, al analizar el proceso con ayuda de la microscopía electrónica de barrido, se dieron cuenta de que aquella capa natural puede ser sustituida por las nanopartículas, ya que forman pequeños agregados de estructura similares a los que originalmente tiene la planta.
“Ha sido extraordinario ver cómo en los recubrimientos los ingredientes están realmente integrados y es posible ver con la microscopía cómo esas películas que se forman tienen diferentes características superficiales asociadas a la funcionalidad que adquieren al interactuar con las células de las semillas”, agregó.
En cuanto a las miras científicas, la doctora Zambrano mencionó que todavía hay muchas cosas por hacer, como estudiar la velocidad de endurecimiento del grano que modifica de manera directa las capacidades de cocción y crear películas que se adapten a las condiciones de almacenamiento y a las variaciones de humedad, para lo cual es necesario conocer la interacción de las nanopartículas con otras sustancias activas. “Nos hace falta investigar, pero realmente es una línea de investigación fácilmente aplicable y que tiene muchas potencialidades para su uso en almacenamiento de granos a gran escala”, concluyó.
