La demanda de un control de calidad confiable de alimentos y medicamentos está aumentando, lo que impulsa la necesidad de métodos de seguimiento innovadores. Las técnicas actuales como la espectrometría de masas y los códigos de barras de ADN son efectivas pero a menudo costosas y complejas. Ahora, los investigadores han desarrollado una solución innovadora: microláseres fabricados íntegramente con materiales comestibles, que ofrecen una forma directa y a prueba de manipulaciones de controlar la frescura y autenticidad del producto.
El problema con los métodos de seguimiento existentes
El control de calidad tradicional se basa en análisis de laboratorio, que requieren mucho tiempo, son costosos e inadecuados para el monitoreo en tiempo real. Si bien existen sensores inteligentes y códigos de barras en los envases, estos pueden verse comprometidos o eliminarse fácilmente. Existe una brecha crítica para el seguimiento de artículos sin empaquetar, donde es necesaria la integración directa de la tecnología de monitoreo sin alterar el producto en sí.
Cómo funcionan los microláseres comestibles
Los microláseres constan de tres componentes clave: un medio de ganancia (que amplifica la luz), una fuente de bombeo (que proporciona energía) y una microcavidad óptica (que confina la luz para la amplificación). El gran avance consiste en construir todos estos elementos a partir de sustancias totalmente comestibles.
Investigadores del Instituto J. Stefan y la Universidad de Ljubljana (Eslovenia), junto con la Universidad Aristóteles de Tesalónica (Grecia), experimentaron con colorantes como la clorofila (de las espinacas), la riboflavina (vitamina B2) y la bixina como medios de ganancia. Los aceites comestibles, la mantequilla, el agar, la gelatina y el quitosano sirvieron como materiales de las cavidades, mientras que las finas hojas de plata y aluminio (utilizadas en los dulces) actuaron como reflectores.
Curiosamente, el equipo descubrió que las gotas de aceite de oliva actúan naturalmente como láseres cuando son excitadas por la luz, debido a las excelentes propiedades amplificadoras de luz de la clorofila y a la forma esférica de la gota que crea una cavidad natural.
Codificación de información dentro de productos alimenticios
El espectro láser emitido por estas microcavidades cambia según el tamaño de la gota y el índice de refracción del medio circundante. Esto permite la codificación de información: diferentes tamaños de gotas representan dígitos binarios (1 o 0). Al utilizar 14 tamaños de gotas distintos, los investigadores pueden generar más de 16.000 combinaciones únicas, suficientes para codificar datos como la fecha de fabricación, la caducidad o el país de origen directamente en el propio alimento.
Más allá del seguimiento: detectar las propiedades del producto
Los microláseres comestibles no sirven sólo para rastrear; también pueden sentir propiedades dentro de los alimentos. Al analizar la luz emitida, pueden determinar la concentración de azúcar en bebidas, miel o almíbar, detectar cambios de pH e incluso monitorear el crecimiento microbiano. Fundamentalmente, este monitoreo puede realizarse a través de envases sellados sin recolección de muestras.
Implicaciones futuras y escalabilidad
Si bien la configuración actual utiliza láseres pulsados y espectrómetros, los investigadores imaginan dispositivos prácticos que utilizan LED y espectrómetros de bolsillo para un análisis rápido in situ. Esta tecnología tiene implicaciones de gran alcance:
- Seguridad alimentaria: Monitoreo en tiempo real del deterioro y la contaminación.
- Productos farmacéuticos: Garantizar la integridad de los medicamentos y prevenir la falsificación.
- Cosmética y Agricultura: Seguimiento del origen y calidad del producto.
- Biomedicina: Potencial de biosensores comestibles dentro del cuerpo.
La siguiente fase se centrará en ampliar la gama de parámetros detectables y explorar nuevos materiales comestibles para mejorar su funcionalidad.
“Esto representa un cambio fundamental en la forma en que abordamos el control de calidad”, dice el Dr. Humar. “La capacidad de integrar la detección directamente en el producto mismo, utilizando componentes totalmente comestibles, elimina muchas de las limitaciones de los métodos actuales”.
Esta tecnología promete un futuro en el que la seguridad de los alimentos y los medicamentos sea verificable a nivel microscópico, directamente dentro del propio producto.
