La Instalación Europea de Radiación Sincrotrón (ESRF) ubicado en Grenoble, Francia, es un instituto de alto nivel dedicado a la investigación científica de primera línea. / ESRF.

Por Mar Gulis (CSIC)

Reconocer un verdadero jamón ‘pata negra’, eliminar esa fea capa blanquecina que se forma a veces sobre las tabletas de chocolate o detectar el origen y la edad de un vino. Por sorprendente que pueda resultar, los aceleradores de partículas, creados en el ámbito de la física para estudiar la estructura elemental de la materia, también pueden contribuir a mejorar la calidad de los productos que llegan a nuestra mesa.

A estas alturas, casi todo el mundo ha oído hablar del LHC, el acelerador de partículas que ha servido para encontrar pruebas de la existencia del famoso bosón de Higgs. Como muchos otros aceleradores, el LHC es un dispositivo capaz de aumentar la velocidad de las partículas y hacerlas chocar con tanta fuerza como para que ‘estallen’ en mil pedazos elementales. Gracias a esta operación, es posible no solo estudiar la estructura fundamental de las partículas sino también descubrir otras nuevas.

Un tipo de acelerador de partículas muy común es el sincrotrón, en el cual las partículas se mantienen circulando a gran velocidad mediante campos electromagnéticos en una órbita cerrada. Los sincrotrones pueden usarse para acelerar y colisionar partículas, pero también para mantener circulando indefinidamente y a una energía fija un haz de partículas de un solo tipo, de forma que se use como fuente de luz para estudiar materiales. Gracias a ello, la radiación de un sincrotrón puede aportar una información excepcional sobre las características estructurales de un gran número de materiales, desde la escala atómica y molecular en adelante. Y es precisamente de esto de lo que se aprovechan las ciencias de la alimentación.

Un jamón en el sincrotrón

Son varios los ejemplos de alimentos que han pasado por los sincrotrones. Uno de ellos es el jamón ibérico. La razón es que cada vez resulta más difícil comprobar que este alimento reúne las características que lo definen como un jamón ibérico de bellota: una curación de dos o más años y proceder de un cerdo criado fuera del establo y alimentado con bellotas.

Cada vez resulta más difícil comprobar que este alimento reúne las características que lo definen como un jamón ibérico de bellota.

Hasta ahora se han utilizado diferentes biomarcadores; como la vitamina E para saber si un cerdo se ha criado en un establo o no, o la relación de ácidos grasos para descifrar si el animal ha comido bellotas. Pero estos métodos se han vuelto obsoletos, ya que se pueden conseguir niveles similares de esos marcadores utilizando determinados piensos.

Por este motivo en la actualidad se investigan nuevos mecanismos que permitan determinar con certeza la calidad del jamón. Y para ello se ha recurrido a la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón, un centro de investigación situado en Grenoble (Francia) y en el que la participación española está gestionada por el CSIC.

En concreto, los investigadores bombardearon con rayos X del sincrotrón 20 muestras de jamón de diferentes años y orígenes, tanto de cerdos criados en establo como fuera de él, para obtener información sobre el cambio en algunos de sus compuestos. Así determinaron que el hierro y el zinc presentes en las proteínas del jamón son indicativos del proceso de curación y permiten identificar claramente su origen, además de ser responsables de la evolución de la coloración del jamón.

A través de los resultados se detectaron también unos diez metales distintos en las muestras estudiadas que podrían convertirse igualmente en buenos biomarcadores del producto.

Chocolate y vino de calidad

En la pastilla de chocolate de la izquierda puede verse el fenómeno del ‘fat bloom’. / Marcpablo8 (CC-BY-SA-3.0), vía Wikimedia Commons.

También el chocolate y el vino han pasado por un sincrotrón. En el primer caso, el objetivo ha sido estudiar el proceso por el cual se forma en la superficie de las tabletas de chocolate una capa blanquecina (denominada fat bloom) cuando se producen cambios de temperatura.

Se sabe desde hace tiempo que este problema estético –la calidad nutricional del producto no se ve alterada– es debido al afloramiento o cristalización de la manteca de cacao, pero los rayos X del Acelerador Circular Tándem de Positrones y Electrones, ubicado en Hamburgo, han permitido obtener por primera vez imágenes a escala nanométrica de cómo las grasas migran a la superficie. Con ello se espera comprender mejor el proceso y buscar formas para evitarlo.

Por lo que respecta al vino, el Sincrotrón Australiano, que se encuentra en Clayton (Melbourne), ha analizado el efecto de los taninos de la uva para conocer su efecto sobre el sabor.

De momento, el uso de los sincrotrones ha dado lugar a resultados preliminares, pero no es de extrañar que en el futuro la garantía de calidad de muchos alimentos se base en lo aprendido gracias a estos aceleradores. La física de partículas ha llegado a la mesa.