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Desarrollan sensor para detectar el pescado adulterado por formaldehído

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By Milthon Lujan

Imagen que muestra un esquema de detección de formalina en peces adulterados (izquierda) y medición de formalina presente en una muestra de pescado intencionalmente adulterada mediante un sensor de óxido metálico-rGO.
Imagen que muestra un esquema de detección de formalina en peces adulterados (izquierda) y medición de formalina presente en una muestra de pescado intencionalmente adulterada mediante un sensor de óxido metálico-rGO.

La adulteración de alimentos es la práctica de agregar sustancias ilegales o nocivas a los alimentos para hacerlos parecer más atractivos o aumentar su vida útil; y es una práctica que se ha extendido en todas las industrias productoras de alimentos.

El formaldehído es un gas incoloro y picante que se utiliza en una variedad de procesos industriales, incluso como conservante en algunos alimentos, comúnmente en el pescado en los países en desarrollo. Sin embargo, el uso de formaldehído para extender la vida útil de los alimentos es ilegal en muchos países, ya que es un carcinógeno conocido.

En este contexto, los científicos de la Gauhati University, del Indian Institute of Technology y del Institute of Nano Science and Technology han desarrollado un «sensor» de alta tecnología que puede detectar la adulteración con formalina en el pescado a temperatura ambiente de forma no invasiva. El sensor muestra estabilidad a largo plazo con un límite de detección bajo.

Formaldehído y adulteración del pescado

Debido a la alta demanda por los pescados y mariscos, la adulteración de estos alimentos se ha convertido en una práctica desleal entre los comerciantes de pescado con la finalidad de obtener mayores beneficios económicos.

El uso del formaldehído, conocido como “formalina”, en el comercio para extender la vida útil del pescado, y de otros alimentos, es un problema en muchos países, debido a que este compuesto es considerado como un carcinógeno por la International Agency for Research on Cancer (IARC). Al respecto, Rahman et al., (2023) destacan que varias investigaciones sugieren que agregar formaldehído a los alimentos es considerado peligroso debido que se acumula en el cuerpo.

Los comerciantes emplean la formalina para extender la vida útil de pescado fresco o congelado, y mejorar de forma artificial los atributos sensoriales. Mehta et al., (2023) reporta el tratamiento del pescado con formaldehído reduce la carga bacteriana y mejora las propiedades texturales de los músculos del pescado creando la impresión de que el pescado está “fresco”; también destaca que el proceso de lavado en agua tibia y fritura puede ayudar a reducir el contenido de formaldehído en los músculos del pescado.

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Por otro lado, es importante destacar que en el músculo de pescado se pueden producir cantidades de formaldehído de forma natural, dependiendo de varios factores intrínsecos y extrínsecos, incluidas las prácticas poscosecha.

Sensor de gas formaldehído ultrasensible

Los sensores comerciales de formalina para peces se basan principalmente en electroquímicos o colorimétricos. Los sensores electroquímicos se utilizan mucho pero son caros. Por otro lado, los sensores calorimétricos son menos costosos. Pero ambos métodos son de naturaleza invasiva. Además, el bajo nivel de detección y la detección selectiva son dos problemas importantes con estos sensores.

Por otro lado, el desarrollo de sensores de gas 2D basados en materiales ha creado una nueva vía de detección eficaz de vapores tóxicos a temperatura ambiente. Estos sensores tienen el potencial de detectar la formalina evaporada de productos alimenticios adulterados.

Los científicos han desarrollado el sensor de gas formaldehído ultrasensible, elaborado a partir de una combinación de nanopartículas de óxido de estaño (SnO2) y óxido de grafeno reducido (rGO). Este potente dúo, sintetizado mediante un método químico húmedo rentable, cuenta con capacidades excepcionales:

  • Alta sensibilidad: Detecta formaldehído en niveles increíblemente bajos, sólo 33 partes por mil millones (ppb), ¡casi el equivalente a una sola gota en una piscina de tamaño olímpico!
  • Este sensor no se deja “engañar” por otras moléculas olorosas. Se dirige específicamente al formaldehído, ignorando distracciones no deseadas y garantizando una detección precisa.
  • Respuesta rápida: Reconoce el formaldehído al instante, con un tiempo de respuesta ultrarrápido de 35 segundos incluso para cantidades mínimas.
Imagen que muestra la configuración para la detección de formalina en pescado adulterado en el laboratorio utilizando un medidor de fuente Keithley mediante un sensor de óxido de estaño-rGO.
Imagen que muestra la configuración para la detección de formalina en pescado adulterado en el laboratorio utilizando un medidor de fuente Keithley mediante un sensor de óxido de estaño-rGO.

Una solución ingeniosa

Los científicos desarrollaron un sensor de formalina rentable utilizando un compuesto de óxido de grafeno reducido en óxido de estaño que puede detectar eficazmente la presencia de formalina en peces adulterados.

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El óxido de grafeno (GO), la forma oxidada del grafeno, exhibe una alta procesabilidad en solución y facilidad de modificación química con otros materiales como metales, óxidos metálicos o polímeros. Sin embargo, la baja conductividad eléctrica del GO planteó un desafío y los científicos lo superaron desarrollando el compuesto de óxido de grafeno reducido en óxido de estaño (rGO-SnO2).

Mientras que el óxido de grafeno reducido (rGO) se ha utilizado para detectar diversos gases tóxicos y COV, el óxido de estaño (SnO2) se ha investigado ampliamente para la detección de formaldehído en forma prístina e incorporándolo con varios compuestos (Mahata et al., 2023), incluido el grafeno, debido a su alta estabilidad y Alta sensibilidad a bajas concentraciones de formaldehído.

Impacto en el comercio de pescado

Pero ¿cuál es el impacto en el mundo real? Este sensor no es sólo un alarde de laboratorio. Tiene el potencial de revolucionar la seguridad alimentaria, particularmente en la lucha contra el pescado contaminado con formaldehído. Imagine pruebas no invasivas que garanticen productos del mar saludables en nuestros platos.

El sensor ha sido probado para detectar pescado adulterado a escala de laboratorio, así como en pescado disponible en los mercados de pescado de la región de Guwahati. Simulaciones por computadora avanzadas confirmaron que la presencia de formaldehído altera significativamente la distribución de carga electrónica alrededor del sensor, generando una señal clara y distinta. Esta comprensión del mecanismo de detección allana el camino para una mayor optimización y refinamiento del sensor.

Conclusión

Con esta tecnología innovadora, está a nuestro alcance un futuro libre de prácticas fraudulentas y de contaminación oculta por formaldehído en los pescados, y alimentos en general.

Los científicos han diseñado el prototipo que puede considerarse un gran avance en el campo de la adulteración de alimentos. El prototipo de este sensor abrirá nuevas vías para el desarrollo de dispositivos sensores de formalina asequibles. Asimismo, Mahata et al., (2024), reporta el uso de la metodología y su optimización mediante el aprendizaje automatizado.

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Este trabajo allana el camino para alimentos más seguros, consumidores más sanos y tranquilidad en cada comida.

Referencia principal
Kashyap, A., Chakraborty, B., Siddiqui, M. S., Tyagi, H., & Kalita, H. (2023). Selective and Sensitive Detection of Formaldehyde at Room Temperature by Tin Oxide Nanoparticles/Reduced Graphene Oxide Composite. ACS Applied Nano Materials, 6(9), 7948-7959.

Referencias complementarias

Mahata, B., Dixit, K., Acharyya, S., Banerji, P., & Guha, P. K. (2023). Adulterated fish recognition employing SnO 2 nanostructure-based chemiresistive sensor. IEEE Sensors Letters.

Mahata, B., Acharyya, S., Banerji, P., & Guha, P. K. (2024). Assessment of fish adulteration using SnO2 nanopetal-based gas sensor and machine learning. Food Chemistry, 438, 138039.

Mehta, N. K., Pal, D., Majumdar, R. K., Priyadarshini, M. B., Das, R., Debbarma, G., & Acharya, P. C. (2023). Effect of Artificial Formaldehyde Treatment on Textural Quality of Fish Muscles and Methods employed for Formaldehyde Reduction from Fish Muscles. Food Chemistry Advances, 100328.

Rahman, M. B., Hussain, M., Kabiraz, M. P., Nordin, N., Siddiqui, S. A., Bhowmik, S., & Begum, M. (2023). An update on formaldehyde adulteration in food: sources, detection, mechanisms, and risk assessment. Food chemistry, 136761.

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