Una película de plástico que cambia de color y un teléfono móvil pueden convertirse en una nueva herramienta para comprobar cuánta proteína contienen los suplementos deportivos. Investigadores de la Universidad de Burgos han desarrollado un sistema sencillo y económico que permite analizar la concentración de proteínas en estos productos sin recurrir, para cada comprobación, al equipamiento especializado de un laboratorio.
El nuevo método combina una película polimérica sensible a las proteínas con una aplicación capaz de interpretar el cambio de color de la superficie y convertirlo en un valor numérico. El sistema, desarrollado en colaboración con un fabricante de suplementación deportiva, podría facilitar controles de calidad mucho más frecuentes durante la fabricación de estos productos.
Además, su funcionamiento es suficientemente sencillo como para que pueda utilizarlo cualquier operario sin necesidad de una formación especializada. Cada análisis cuesta entre cinco y diez céntimos, y el procedimiento requiere únicamente la película, una pequeña caja con iluminación controlada y un teléfono móvil.
El sistema surgió, además, de una manera bastante inesperada. «Este sistema de análisis surgió casi por casualidad», explica el director del grupo Polímeros de la Universidad de Burgos, Saúl Vallejos. La película polimérica inteligente había sido desarrollada originalmente en el marco de la tesis doctoral de Lucas Vallejo para aplicaciones tan diferentes como la eliminación de bisfenol A y restos de tintes textiles presentes en aguas residuales.
Fue al observar que el material cambiaba de color en presencia de determinados aminoácidos relacionados con las proteínas cuando los investigadores descubrieron que aquella propiedad podía tener una aplicación completamente distinta: medir proteínas en suplementos destinados a deportistas.
Por qué es importante controlar la cantidad de proteína de los suplementos
Los suplementos proteicos forman parte de la alimentación habitual de millones de deportistas y consumidores de productos de nutrición deportiva. En estos productos, la cantidad de proteína declarada en la etiqueta es uno de los principales indicadores de su valor nutricional y comercial.
La mayoría de los suplementos de proteína de suero se elaboran a partir del suero lácteo, un subproducto de la fabricación de queso. A partir de esta materia prima se obtienen los conocidos concentrados de proteína de suero, utilizados como ingrediente principal en numerosos productos de suplementación deportiva.
Precisamente porque el valor del producto está estrechamente relacionado con su contenido proteico, los fabricantes necesitan comprobar que cada lote cumple las especificaciones establecidas. Estos controles permiten detectar desviaciones en la composición, errores durante el proceso de fabricación y posibles adulteraciones.
El problema es que analizar proteínas no siempre significa medir directamente las proteínas.
El problema de los métodos tradicionales para analizar proteínas
Entre las técnicas de referencia utilizadas para determinar el contenido proteico se encuentran los métodos Kjeldahl y Dumas. Ambos presentan una limitación importante: en lugar de medir directamente las proteínas, determinan la cantidad de nitrógeno total presente en la muestra y utilizan ese dato para estimar su contenido proteico.
Esto puede generar problemas porque el nitrógeno no procede exclusivamente de las proteínas. Otras sustancias nitrogenadas presentes en una muestra pueden alterar el resultado y hacer que un producto parezca contener más proteína de la que realmente tiene.
Además, estas técnicas requieren equipamiento de laboratorio, personal especializado y tiempo para obtener los resultados. En un entorno industrial, esa espera puede dificultar que los responsables de producción sepan con rapidez si un determinado lote cumple las especificaciones.
Durante ese intervalo, las líneas de fabricación pueden recurrir a parámetros indirectos, como la conductividad o el índice de refracción. Sin embargo, disponer de una herramienta que permita comprobar directamente la concentración de proteínas de forma rápida podría aportar una información mucho más útil para tomar decisiones durante el proceso.
Así funciona el sensor de proteínas desarrollado en Burgos
La solución desarrollada por el grupo Polímeros se basa en una película polimérica funcionalizada con grupos químicos capaces de reaccionar con residuos aromáticos presentes en las proteínas del suero, principalmente tirosina e histidina.
Cuando se produce la reacción, la superficie de la película cambia de color. La intensidad de esa tonalidad está relacionada con la cantidad de proteína presente en la muestra.
«Cuando esa reacción tiene lugar, la superficie adquiere una tonalidad rojiza cuya intensidad depende de la cantidad de proteínas presentes. Basta introducir la película polimérica en la muestra durante quince minutos, lavarla ligeramente y fotografiarla dentro de una pequeña caja con iluminación controlada», aclara Saúl Vallejos.
A partir de esa fotografía, un programa analiza los valores de color de la imagen y calcula automáticamente la concentración de proteínas.
El procedimiento es deliberadamente sencillo. No necesita diluciones complejas, reactivos adicionales ni instrumentos científicos sofisticados. El teléfono móvil se convierte así en el elemento encargado de realizar la lectura y permite reducir considerablemente el coste del análisis.
El método funciona también con suplementos comerciales
Una de las cuestiones más relevantes de la investigación es que los científicos no se limitaron a comprobar el funcionamiento del sensor con proteínas purificadas en condiciones ideales. También analizaron concentrados comerciales de proteína de suero similares a los que utilizan habitualmente los consumidores de suplementos deportivos.
Los resultados fueron comparados con los obtenidos mediante técnicas analíticas convencionales.
«Los resultados mostraron una excelente correlación entre el nuevo método y las técnicas analíticas convencionales, con coeficientes de linealidad cercanos a 0,99. Además, el sistema logró analizar directamente muestras muy concentradas, evitando las múltiples diluciones que suelen exigir otros métodos».
Esta capacidad tiene una aplicación industrial especialmente interesante. Los fabricantes podrían utilizar el sensor para realizar comprobaciones durante distintas etapas de la producción, desde la recepción de las materias primas hasta el control final del producto.
De esta manera, una desviación en la concentración de proteínas podría detectarse antes de que el lote terminara su proceso de fabricación, en lugar de descubrirse únicamente después de realizar un análisis de laboratorio.
Un análisis de proteínas que cuesta unos céntimos
El coste es otro de los puntos fuertes de la tecnología. Cada ensayo tiene un precio aproximado de entre cinco y diez céntimos, mientras que la película utilizada para realizar la prueba es desechable.
El sistema tampoco necesita un equipo de análisis específico de alto coste. La lectura se realiza mediante un teléfono móvil y una aplicación de análisis de imagen, lo que abre la posibilidad de trasladar parte del control analítico desde el laboratorio hasta la propia línea de producción.
Esto no significa que el nuevo método vaya a sustituir a las técnicas oficiales utilizadas en los laboratorios acreditados. Saúl Vallejos subraya que su objetivo es diferente: convertirse en una herramienta de cribado rápido que ayude a la industria a tomar decisiones con mayor rapidez.
El propósito es «tomar decisiones casi en tiempo real durante la producción o verificar de forma sencilla la calidad de un suplemento antes de realizar análisis confirmatorios cuando sea necesario».
La diferencia es importante. En lugar de sustituir el análisis definitivo, el sensor podría utilizarse para multiplicar los controles realizados a lo largo del proceso de fabricación y detectar rápidamente aquellos productos o lotes que necesiten un examen más exhaustivo.
Una nueva herramienta para el control de calidad de los suplementos
El mercado de los suplementos deportivos ha crecido de manera notable durante la última década. Este crecimiento también ha incrementado la necesidad de disponer de sistemas que permitan garantizar que la composición de los productos se corresponde con la información declarada.
En este contexto, una herramienta barata, rápida y sencilla podría tener interés para los fabricantes, especialmente en aquellos puntos del proceso en los que resulta útil obtener una primera respuesta antes de recurrir a un análisis de laboratorio más complejo.
La principal aportación de la tecnología desarrollada en Burgos no reside únicamente en su precisión, sino en la posibilidad de hacer controles de proteínas con mayor frecuencia y de una manera mucho más sencilla.
Una película que cambia de color, una fotografía y un algoritmo pueden proporcionar así una primera estimación de la concentración proteica en apenas unos minutos.
De los suplementos deportivos a otros alimentos
Por ahora, la investigación se ha centrado en el suero lácteo y los concentrados de proteína utilizados en nutrición deportiva, pero las posibilidades de la película inteligente podrían ser más amplias.
La tecnología podría adaptarse en el futuro a otros alimentos ricos en proteínas y utilizarse en diferentes procesos de control dentro de la industria alimentaria.
El trabajo del grupo Polímeros de la Universidad de Burgos muestra así cómo una tecnología inicialmente desarrollada para retirar contaminantes de aguas residuales puede acabar encontrando una aplicación inesperada en un sector completamente diferente.
Y, en este caso, la solución a un problema complejo de análisis puede estar en algo tan sencillo como una película de plástico que cambia de color y un teléfono móvil capaz de interpretar ese cambio.
