Nuevos biosensores, sistemas de muestreo y kits de análisis para garantizar la seguridad alimentaria

Mejorar la bioseguridad en la cadena alimentaria y la higiene ambiental y agilizar la toma de decisiones basadas en datos son los resultados obtenidos a través del proyecto de investigación Sentinel, desarrollado por el centro tecnológico Itene en el último año.

Lo han conseguido desarrollando biosensores y sistemas de muestreo automatizados para la detección de contaminantes bacterianos (E. coli, Listeria monocytogenes y Salmonella spp) en aguas y matrices agroalimentarias, además de kits de análisis avanzado para la detección de resistencias a antibióticos y diseñando un protocolo experimental para el análisis cualitativo de micro y nanoplásticos en aguas y otras matrices de interés agroalimentario.

Con estas soluciones será posible mejorar la detección temprana de estas bacterias de alto riesgo en la industria alimentaria, así como la monitorización, el análisis y control efectivo de contaminantes emergentes. Lo ha explicado Alejandro Hernández, responsable técnico del proyecto en el centro tecnológico:

“Hemos trabajado en el desarrollo de métodos y equipos capaces de detectar tres tipos de contaminantes emergentes que representan un reto creciente tanto para la salud pública como para el medio ambiente”. Además, continúa explicando, “nos hemos centrado en micro y nanoplásticos (MNPs), bacterias resistentes a los antibióticos (ARBs) y sus genes de resistencia (ARGs), debido a su presencia cada vez más frecuente en aguas regeneradas y su elevado potencial de transferencia a lo largo de la cadena alimentaria”.

Durante la investigación, que se puso en marcha en junio de 2024 y ha finalizado hace unas semanas, se han empleado avanzadas tecnologías para el análisis óptico de micro y nanoplásticos como la base de detección en espectroscopía Raman y herramientas basadas en inteligencia artificial. A ellas se han sumado técnicas alternativas de screening para mejorar las evaluaciones de riesgo y el control sobre la contaminación emergente, o la automatización de equipos para la detección temprana y análisis in situ de microorganismos.

El proyecto se ha desarrollado en dos en dos líneas de trabajo. La primera enfocada al desarrollo de sistemas automatizados de muestreo y detección; y la segunda a la búsqueda de soluciones avanzados de detección de contaminantes emergentes.

En la primera línea, apunta Hernández, “se ha desarrollado una metodología de captación y filtración capaz de preconcentrar bacterias hasta 30 veces en 45 minutos, así como de automatizar completamente el proceso, demostrando ser una herramienta fácilmente integrable con otros dispositivos de control y medida”.

Se trata de un equipo para la detección completamente automatizada de bacterias patogénicas tanto en agua como en muestras alimentarias, “complementado de esta forma los sistemas de adecuación y preconcentración de muestra y dando una solución integrada”.

Los resultados se pueden visualizar en dispositivos electrónicos conectados que permiten su sincronización con sistemas de alerta y han reflejado un LOD entre 10 y 600 UFC/g, dependiendo del patógeno. Además, los investigadores han logrado automatizar todo el proceso de ensayo y demostrar su utilidad para el control microbiológico en ambientes industriales.

Por otro lado, la tecnología de detección de bajo coste basada en espectroscopía Raman ha sido optimizada con algoritmos de análisis automatizado para identificar microplásticos a través de su huella óptica. Este sistema, explican en Itene, se puede integrar con soluciones de filtración y preconcentración de microplásticos, lo que permite su funcionamiento de forma autónoma.

Durante el proyecto Sentinel también se ha diseñado y perfeccionado una metodología de análisis rápida y accesible, basada en biosensores electroquímicos, para la detección simultánea de múltiples genes de resistencia a antibióticos en aguas. Esta versátil solución puede combinarse con otros sistemas para monitorizar parámetros críticos de forma integrada.

Por último, los investigadores han desarrollado kits de análisis avanzado para la detección de genes de resistencia que permiten un ensayo rápido a través de un genosensor electroquímico basado en electrodos serigrafiados de oro con funcionalidad específica.

El proyecto Sentinel ha contado con la financiación del Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (Ivace+i) a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (Feder) y refleja, señalan en un comunicado, “el compromiso de Itene con el impulso de soluciones innovadoras que evidencian el potencial de las nuevas tecnologías para reforzar la trazabilidad y la seguridad en el sector agroalimentario, minimizando la presencia de contaminantes emergentes que afectan a la salud humana y al medio ambiente, y fomentando una gestión hídrica más eficiente y sostenible”.