{"id":1212,"date":"2016-04-18T13:52:38","date_gmt":"2016-04-18T18:52:38","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bairesac.com\/blog\/?p=1212"},"modified":"2016-04-18T13:52:38","modified_gmt":"2016-04-18T18:52:38","slug":"observan-los-alimentos-en-3d-a-escala-nanometrica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bairesac.com\/blog\/archivo\/1212","title":{"rendered":"Observan los alimentos en 3D a escala nanom\u00e9trica"},"content":{"rendered":"

Un sistema analiza la densidad de los diferentes componentes de una crema vegetal.<\/p>\n

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Cient\u00edficos daneses y suizos han dise\u00f1ado un sistema de tomograf\u00eda que obtiene im\u00e1genes en 3D a escala nanom\u00e9trica de los alimentos. En concreto, han analizado una crema vegetal, formada por agua y grasa, y han obtenido un mapa de su densidad a nanoescala. Conocer mejor la estructura de los alimentos podr\u00eda mejorar los sistemas de producci\u00f3n de, por ejemplo, el chocolate.<\/p>\n<\/div>\n

Cientificos de la Universidad de Copenhague (Dinamarca) y el Instituto Paul Scherrer (Suiza) han conseguido, por primera vez, crear una imagen en 3D de los alimentos a escala nanom\u00e9trica. El m\u00e9todo que han utilizado se llama\u00a0tomograf\u00eda computarizada de rayos X pticogr\u00e1fica<\/em>. \u00a0Un conocimiento m\u00e1s detallado de la estructura de los sistemas alimentarios complejos potencialmente podr\u00eda ahorrar grandes sumas de dinero a la industria alimentaria y reducir el desperdicio de alimentos que se produce debido a una producci\u00f3n defectuosa. \u00a0Los investigadores utilizaron una crema a base de grasa vegetal para la investigaci\u00f3n. Se trata de un buen material de ensayo, ya que puede representar las estructuras de un gran grupo de sistemas de alimentos, por ejemplo queso, yogur, helados, pastas para untar, pero tambi\u00e9n el chocolate, m\u00e1s s\u00f3lido.<\/p>\n

Todos los productos mencionados contienen agua l\u00edquida o grasa, as\u00ed como peque\u00f1as part\u00edculas de materiales s\u00f3lidos, que se pegan entre s\u00ed y forman estructuras tridimensionales -es decir, una red que proporciona la consistencia que nos gusta del queso, el yogur o el chocolate. En el queso y el yogur forman la red part\u00edculas decase\u00edna. En el chocolate son cristales de grasa y en el helado y la crema batida, gl\u00f3bulos de grasa.<\/p>\n

\u00abSe trata de entender la estructura y la textura de los alimentos. Si se entiende la estructura, se puede cambiar y obtener exactamente la textura que se desea\u00bb, dice el profesor asociado Jens Risbo, del Departamento de Ciencia de los Alimentos de la Universidad de Copenhague. Es uno de los autores de un art\u00edculo cient\u00edfico publicado recientemente en\u00a0Food Structure<\/em>.<\/p>\n

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Las \u00e1reas con m\u00e1s densidad electr\u00f3nica aparecen m\u00e1s claras en la tomograf\u00eda. El agua aparece como gris, y la grasa como gris oscuro. Imagen: M. S. Nielsen. Fuente: Universidad de Copenhague.<\/dd>\n<\/dl>\n<\/div>\n

Electrones a la velocidad de la luz<\/strong><\/p>\n

Para crear un modelo tridimensional de la comida y convertirla en im\u00e1genes y v\u00eddeo, los cient\u00edficos estuvieron en Suiza, donde utilizaron el sincrotr\u00f3n , en el Instituto Paul Scherrer.<\/p>\n

En el sincrotr\u00f3n los electrones son acelerados a cerca de la velocidad de la luz. El sincrotr\u00f3n se utiliza para la investigaci\u00f3n en ciencias de los materiales, en \u00e1reas como la biolog\u00eda y la qu\u00edmica. El m\u00e9todo que utilizaron los investigadores se llama tomograf\u00eda computarizada de rayos X pticogr\u00e1fica. Se trata de un innovador nuevo m\u00e9todo para la creaci\u00f3n de im\u00e1genes en la escala de nan\u00f3metros, y tambi\u00e9n ofrece un alto contraste en los sistemas biol\u00f3gicos. El sincrotr\u00f3n de Suiza es uno de los principales lugares del mundo en esta \u00e1rea, y fue la primera vez que se utilizaba en ciencia de los alimentos.<\/p>\n

\u00abHemos estado utilizando el principio de la tomograf\u00eda. La muestra del sistema alimentario se gira y se mueve hacia los lados hacia atr\u00e1s y hacia adelante con una precisi\u00f3n nanom\u00e9trica, mientras enviamos un haz de rayos X muy fuerte y enfocado a trav\u00e9s de \u00e9l. los rayos X se desv\u00edan al chocar con los electrones de la comida, y tomamos una gran cantidad de im\u00e1genes de los patrones que forman los rayos X deflectados. Los patrones se combinan en un potente ordenador, que reconstruye una imagen 3D de la muestra. los cient\u00edficos suizos del equipo han creado un dispositivo que puede mover y rotar la muestra con ultra-alta precisi\u00f3n, lo cual nos permite ver los peque\u00f1os detalles\u00bb, explica el investigador Mikkel Schou Nielsen, que ha completado recientemente su doctorado sobre m\u00e9todos de tomograf\u00eda aplicados a la alimentaci\u00f3n en el Instituto Niels Bohr de Copenhague.<\/p>\n

La imagen 3D reconstruido puede describirse como una tabla en tres dimensiones de n\u00fameros que describen la densidad electr\u00f3nica (el n\u00famero de electrones por volumen) a lo largo de toda la muestra. Los diversos componentes de los alimentos, como el agua y la grasa, tienen diferentes densidades y, por tanto, diferente densidad electr\u00f3nica. El agua es m\u00e1s pesado que la grasa, que se deposita sobre la superficie del agua cuando se intenta mezclarlos, y es esta diferencia en la densidad de electrones la que provoca que los rayos X se desv\u00eden a diferentes grados y, finalmente, formen im\u00e1genes en 3D de la muestra.<\/p>\n

Tomograf\u00eda<\/strong><\/p>\n

La tomograf\u00eda computarizada de rayos X pticogr\u00e1fica puede compararse con un esc\u00e1ner de tomograf\u00eda computarizada en un hospital. En lugar de obtener una imagen de los \u00f3rganos de un paciente, estamos observando comida. Pero, a diferencia de un esc\u00e1ner CT, podemos bajar a la escala nanom\u00e9trica\u00bb, dice Risbo.\u00a0La muestra del sistema tipo queso cremoso que los cient\u00edficos radiografiaron ten\u00eda alrededor de 20 micras de espesor.<\/p>\n

\u00abSe necesitar\u00eda demasiado tiempo y demasiados c\u00e1lculos para desarrollar una resoluci\u00f3n nanom\u00e9trica para todo un paquete de crema de queso de la nevera. La cantidad de informaci\u00f3n y c\u00e1lculos ser\u00eda simplemente demasiado grande. Aunque los rayos X casi pueden atravesarlo todo, se pierde la intensidad de los haces, cuantas m\u00e1s cosas tienen que atravesar\u00bb, dice Risbo.<\/p>\n

\u00abSi finalmente llegamos a comprender la estructura del chocolate, por ejemplo, podremos cambiarla y obtener exactamente la consistencia que queremos. Una gran cantidad de dinero se desperdicia debido a que la consistencia del chocolate es muy dif\u00edcil de controlar, por lo que el producto final no es lo suficientemente bueno y debe ser desechado. Un entendimiento futuro de la red cristalina del chocolate podr\u00eda significar que ser\u00edamos capaces de desarrollar componentes que impidan que el chocolate se vuelva gris y quebradizo\u00bb, concluye.<\/p>\n

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