Químicos del MIT han diseñado un sensor portátil y económico capaz de detectar gases emitidos por la carne en descomposición, lo que permite a los consumidores determinar si la carne de la tienda de comestibles o del refrigerador es segura para comer.
El sensor, que consta de nanotubos de carbono modificados químicamente, podría incorporarse a «envases inteligentes» que ofrecerían información de seguridad mucho más precisa que la fecha de caducidad del envase, afirma Timothy Swager, profesor John D. MacArthur de Química en el MIT.
También podría reducir el desperdicio de alimentos, añade. «La gente tira constantemente cosas que probablemente no están en mal estado», dice Swager, autor principal de un artículo que describe el nuevo sensor, publicado esta semana en la revista Angewandte Chemie.
La autora principal del artículo es Sophie Liu, estudiante de posgrado. Los otros autores son Alexander Petty, antiguo técnico de laboratorio, y Graham Sazama, investigador posdoctoral.
El sensor es similar a otros dispositivos de nanotubos de carbono que el laboratorio de Swager ha desarrollado en los últimos años, incluido uno que detecta la maduración de la fruta. Todos estos dispositivos funcionan según el mismo principio: los nanotubos de carbono pueden modificarse químicamente para que su capacidad de conducir una corriente eléctrica cambie en presencia de un gas determinado.
En este caso, los investigadores modificaron los nanotubos de carbono con compuestos que contienen metales, llamados metaloporfirinas, que contienen un átomo metálico central unido a varios anillos con nitrógeno. La hemoglobina, que transporta oxígeno en la sangre, es una metaloporfirina cuyo átomo central es hierro.
Para este sensor, los investigadores utilizaron una metaloporfirina con cobalto en el centro. Las metaloporfirinas se unen muy bien a compuestos con nitrógeno llamados aminas. A los investigadores les interesaban especialmente las llamadas aminas biógenas, como la putrescina y la cadaverina, que se producen cuando la carne se descompone.
Cuando la porfirina con cobalto se une a cualquiera de estas aminas, aumenta la resistencia eléctrica del nanotubo de carbono, algo que se puede medir fácilmente.
«Utilizamos estas porfirinas para fabricar un dispositivo muy sencillo al que aplicamos un potencial y cuya corriente monitorizamos. Cuando el dispositivo encuentra aminas, que son indicadores de la descomposición de la carne, la corriente del dispositivo disminuye», dice Liu.
En este estudio, los investigadores probaron el sensor con cuatro tipos de carne: cerdo, pollo, bacalao y salmón. Comprobaron que, refrigerados, los cuatro tipos se mantuvieron frescos durante cuatro días. Sin refrigeración, todas las muestras se descompusieron, aunque a ritmos distintos.
Existen otros sensores capaces de detectar indicios de descomposición de la carne, pero suelen ser instrumentos grandes y costosos que requieren conocimientos especializados para utilizarlos. «La ventaja de los nuestros es que son los sensores más baratos, pequeños y fáciles de fabricar», afirma Swager.
«Disponer de un sensor económico para medir en tiempo real la frescura de los productos cárnicos y pesqueros ofrece varias ventajas potenciales, entre ellas prevenir enfermedades transmitidas por los alimentos, aumentar la satisfacción general de los clientes y reducir el desperdicio de alimentos en las tiendas de comestibles y en los hogares de los consumidores», afirma Roberto Forloni, investigador científico sénior de Sealed Air, un importante proveedor de envases para alimentos, quien no formó parte del equipo de investigación.
El nuevo dispositivo también requiere muy poca energía y podría integrarse en una plataforma inalámbrica desarrollada recientemente por el laboratorio de Swager que permite que un teléfono inteligente convencional lea los datos de salida de sensores de nanotubos de carbono como este.
Los investigadores han solicitado una patente para la tecnología y esperan conceder una licencia para su desarrollo comercial. La investigación fue financiada por la National Science Foundation y la Army Research Office a través del Institute for Soldier Nanotechnologies del MIT.
Este artículo se publica en colaboración con MIT News. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autora: Anne Trafton colabora con MIT News.
Imagen: Este dispositivo del MIT, basado en nanotubos de carbono modificados, puede detectar aminas producidas por la descomposición de la carne. MIT
