NeoFronteras

Crean un modelo mecánico cuántico para ayudar a que los alimentos industriales tengan mejores cualidades nutritivas y organolépticas.

A veces creemos que las investigaciones que se hacen en ciencia básica son lejanas y que pocas veces tienen aplicación práctica, sobre todo cuando vienen de teorías que juzgamos exóticas, académicas o simplemente fundamentales.
La Mecánica Cuántica ya nos ha demostrado su utilidad en los dispositivos electrónicos de consumo, y más que lo hará conforme la miniaturización de los componentes de los microprocesadores y memorias se hagan cada vez más pequeños. Pero nunca pensaríamos que se podría aplicar a las galletas de nuestro desayuno.
Un alimento, como pueda ser una galleta, es algo complejo y sus atributos de sabor, olor y textura dependen en última instancia de las interacciones moleculares de sus componentes a lo largo de todo su proceso de fabricación.
Un grupo de investigadores liderados por Won bo Lee de UC Santa Barbara y del Centro de Investigaciones de Nestlé han investigado la física de la comida. Sus resultados pueden ayudar a la fabricación de alimentos más estables, nutritivos y más ricos en aromas y sabores.
Se han centrado en este caso en la interacción de los lípidos (grasas) con el agua, que son elementos vitales de la física de la estructura de los alimentos.
Los alimentos, además de saber bien, deben de cumplir funciones nutricionales saludables específicas. Están hechos de una gran variedad de componentes como proteínas, vitaminas, carbohidratos, etc, que dificultan su optimización estructural. Se puede llegar a pensar que, inspirándose en este trabajo mecánico cuántico publicado en Physical Review Letters, se podría conseguir ensamblar todos estos componentes en una estructura optimizada estable. Aunque los aspectos nutricionales no están relacionados directamente con la estructura del alimento, si queremos que estos alimentos se liberen en el organismo de manera adecuada, la estructura de la comida es una parámetro importante.
En el trabajo de investigación los autores han creado un modelo termodinámico que describe las fases o estados observados en una disolución acuosa de lípidos. Varios factores son responsables de las fases en este tipo de sistemas, que incluye la competición entre puentes de hidrógeno, entropía de lípidos, efectos hidrofóbicos, etc.
En el modelo matemático se utiliza una teoría de campos autoconsistente (SCFT), que es una teoría cuántica que permite el cálculo del diagrama de fases de un sistema.
Según sus autores, antes de este estudio no existía un marco teórico establecido que interpretara plenamente los cambios estructurales que ocurren en la interfase agua-lípido bajo condiciones variables.
Una cuestión importante para los científicos en manipulación de alimentos será identificar cómo las aproximaciones inspiradas en la Física pueden ser aplicadas al procesamiento de alimentos a escala industrial, en particular cuando el alimento es procesado de manera compleja.
Este trabajo no es el único en el campo. Ya en 2005 los científicos reportaron que las espumas y emulsiones pueden ser más estables mediante la mejora de la estabilidad de los emulsionantes en la interfase y cómo alimentos líquidos cristalinos pueden acarrear ingredientes específicos. También (Nature Materials, Vol. 4, p. 729, 2005) se estudió cómo optimizar el diseño de las matrices de polisacárido para mejorar la estabilidad de los alimentos frente a la oxidación o la degradación térmica.
Quizás un día de estos, cuando se esté comiendo una galleta, que aunque no tenga el sabor de las que le hacía su abuela, se esté comiendo un producto cuyas cualidades se deban en parte a estudios de una no tan lejana Mecánica Cuántica.

Fuentes y referencias:
W.B. Lee, R. Mezzenga, and G.H. Fredrickso, Physical Review Letters, Volume 99, Issue 18, Pages 187801-1 to 18780-4 «Anomalous Phase Sequences in Lyotropic Liquid Crystals».
Nota de prensa en Nutraingredients-usa.