Las imágenes de espectrometría de masas (imágenes de MS) proporcionan información muy precisa sobre la distribución espacial de las sustancias en muchas áreas. Investigadores de la Universidad de Bayreuth ahora presentan nuevas aplicaciones ejemplares en el análisis de alimentos en la revista Food Chemistry . Por primera vez, lograron visibilizar un aditivo en productos lácteos y una contaminación relacionada con la producción en productos horneados. Se pueden detectar ingredientes especiales que influyen en la calidad de los alimentos en frutas, verduras y productos cárnicos. El estudio, que se llevó a cabo en cooperación con la Autoridad de Seguridad Alimentaria y de Salud de Baviera (LGL), muestra el gran potencial de este método, sobre todo en términos de protección del consumidor.

Natamicina en queso

Para proteger las ruedas de queso o las salchichas ahumadas de la infestación de moho, las superficies a menudo se tratan con el fungicida natamicina. Un reglamento de la UE establece un límite de un miligramo por decímetro cuadrado para esto y también estipula que la natamicina no debe penetrar más de cinco milímetros en una rueda de queso tratada. Sin embargo, esta profundidad de penetración no se puede describir en detalle utilizando los métodos de análisis de alimentos comúnmente utilizados hasta la fecha, pero el equipo de investigación de Bayreuth dirigido por el Prof. Dr. Andreas Römpp ha podido utilizar imágenes de EM para mostrar por primera vez dónde y en qué. cantidades el fungicida se presenta en diferentes tipos de Gouda.

La penetración de las moléculas de natamicina se puede rastrear desde la corteza hasta el interior de la rueda de queso. Los científicos colaboraron con la Autoridad de Salud y Seguridad Alimentaria de Baviera (LGL) en estas investigaciones. En base a los resultados obtenidos, han desarrollado estándares metodológicos para la identificación de natamicina en queso. "Sobre la base de este enfoque de imágenes de EM recientemente desarrollado, puede ser posible reducir la exposición de los consumidores a los conservantes en el futuro", dice el profesor Römpp, presidente de Ciencias Bioanalíticas y Análisis de Alimentos en la Universidad de Bayreuth.

Acrilamida en pan de jengibre

Un reglamento de la UE también establece límites para la presencia de acrilamida en los alimentos. Es una sustancia cancerígena que se forma a partir del azúcar y la asparagina, un aminoácido, en condiciones de baja humedad y temperaturas superiores a los 120 grados centígrados. Un método desarrollado en Bayreuth, Alemania, basado en imágenes de EM, visualiza la distribución de acrilamida en el pan de jengibre alemán tradicional. "Para hacer esto, tuvimos que enfriar las muestras de pan de jengibre a menos de 60 grados centígrados bajo cero y luego usar una microsierra eléctrica para producir rebanadas de pan de jengibre de dos milímetros de grosor. Esta era la única forma en que podíamos detectar cantidades muy pequeñas de acrilamida", informa. Profesor Römpp.

Estudios de salchichas de ternera

El nuevo estudio también muestra que las imágenes de MS son igualmente adecuadas para los análisis de productos cárnicos procesados. En las salchichas de ternera, los componentes solubles en agua y solubles en grasa se vuelven visibles, de modo que se pueden distinguir claramente las regiones con bajo contenido de grasa y con alto contenido de grasa. Asimismo, se hace visible donde se encuentran sustancias de origen vegetal que provienen de hierbas mezcladas. "Sin embargo, las imágenes de MS no solo permiten la localización de ingredientes en productos cárnicos, sino que también ayudan, por ejemplo, en investigaciones de 'carne pegajosa' o los llamados aditivos hidrolizados, que se supone que fingen una mayor calidad cuando no se declaran en el envase. Por lo tanto, podría ser útil para detectar el engaño al consumidor en los productos cárnicos y proteger mejor a los consumidores en este sentido también", dice el Prof. Römpp.

Kiwi y zanahorias

El potencial de aplicación en el campo de las frutas y verduras está demostrado por estudios en kiwis y zanahorias. El "mini kiwi" (Actinidia arguta) no solo es dulce, sino que también tiene numerosos ingredientes bioactivos que promueven la salud. Usando rebanadas de muestra que tenían solo unas pocas centésimas de milímetro de espesor y enfriadas a una temperatura de menos 40 grados, los bioanalistas de Bayreuth visualizaron la distribución de varias sustancias en la piel y la carne:moléculas de azúcar (disacáridos), polifenoles antioxidantes y una grasa (lípido) característico de los kiwis. En zanahorias, a su vez, se detectaron moléculas de betacaroteno, precursor de la vitamina A. Además, también fue posible identificar la distribución espacial y las estructuras moleculares típicas de diferentes colorantes (antocianinas) que dan a las zanahorias una coloración anaranjada, amarilla o violeta.

Un método analítico sin colorantes

"Nuestro estudio deja en claro que las imágenes de MS son una valiosa adición a los métodos de análisis de alimentos ya establecidos:ofrece nuevos conocimientos sobre la distribución espacial y las proporciones relativas de los ingredientes. Tiene la gran ventaja de que las moléculas de los ingredientes no tienen que ser etiquetados con tintes u otros métodos de etiquetado En la Universidad de Bayreuth, dentro de la recién establecida Facultad VII de Ciencias de la Vida:Alimentos, Nutrición y Salud, continuaremos trabajando en el futuro para refinar las capacidades analíticas de la espectrometría de masas de imágenes, combinándola with other food analysis tools, and applying it to ingredients not previously studied. In this way, we at the University of Bayreuth can make important contributions to consumer protection," says Prof. Römpp.

On imaging mass spectrometry (MS)

MS differs from other analytical methods such as UV, fluorescence, infrared or nuclear magnetic resonance spectroscopy in that it is not dependent on particular properties of the molecules and atoms—i.e. neither on light absorption or fluorescence nor on nuclear spin, the angular momentum of an atomic nucleus around its center of gravity. If two molecules or atoms differ in mass, this difference can be made visible by mass spectrometry. In this respect, a mass spectrometer is similar to a scale for atoms and molecules—the only difference being that it is several million times more accurate and sensitive than any kitchen scale.

Before any mass spectrometric analysis, it is necessary to ionize the molecules of the substances to be identified, so that charged particles are created. This is because only charged particles can be deflected and accelerated by the magnetic and electric fields used in the mass spectrometer. One ionization method that is also used at the Chair of Bioanalytics and Food Analysis at the University of Bayreuth is the matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI). Here, a matrix substance is placed on the sample and then irradiated with a laser. Imaging mass spectrometry (MS imaging) combines information about molecules obtained from MS with spatial information:by scanning a sample surface and irradiating a different spot on the sample each time, pixel by pixel, a mass spectrum can be recorded for each point that the laser has hit. + Explora más

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