Una herramienta de apoyo a la toma de decisiones en tiempo real basada en el microbioma para reducir el desperdicio de alimentos y mejorar la seguridad alimentaria
El control de la calidad y la seguridad de los alimentos se ha basado tradicionalmente en análisis retrospectivos mediante cultivos, fechas de caducidad fijas y registros de trazabilidad fragmentados. Como consecuencia, los alimentos suelen desecharse antes de lo necesario y el deterioro no se detecta hasta que ya ha comenzado. Además, los métodos actuales rara vez tienen en cuenta la complejidad del microbioma de los alimentos y sus interacciones funcionales. A diferencia de iniciativas anteriores, centradas en estudiar por separado la aplicación de distintas tecnologías proactivas, el proyecto europeo FOODGUARD(se abrirá en una nueva ventana) integró varias tecnologías avanzadas en un único sistema. El Intelligent FoodGuard Management System (iFGMS) supervisa en tiempo real la calidad de los alimentos, predice su vida útil restante, evalúa de forma dinámica los riesgos y facilita el intercambio transparente de información en toda la cadena de suministro alimentario.
Bioconservantes, sensores inteligentes, inteligencia artificial y tecnología de cadena de bloques
«El iFGMS combina técnicas ómicas (metagenómica, metabolómica y metatranscriptómica), sensores no invasivos del internet de las cosas (IdC) basados en espectroscopía infrarroja y espectrometría de masas por imagen, modelos predictivos basados en inteligencia artificial y trazabilidad mediante cadena de bloques», explica George-John Nychas, coordinador del proyecto en la Universidad Agrícola de Atenas(se abrirá en una nueva ventana). El sistema garantiza la trazabilidad segura de los alimentos a lo largo de toda la cadena de suministro y gestiona su vida útil de forma dinámica y en tiempo real a partir de los datos compartidos entre los distintos eslabones de la cadena. Los usuarios que trabajan sobre el terreno acceden directamente a los datos de los dispositivos del IdC a través de la aplicación iFGMS, mientras que la interfaz destinada a los consumidores muestra el historial de los productos e información sobre su sostenibilidad. Junto con este sistema digital de apoyo a la toma de decisiones, en FOODGUARD se utilizaron bioconservantes, es decir, bacterias que producen metabolitos capaces de inhibir el deterioro y el crecimiento de patógenos, como alternativas más saludables y seguras a sustancias químicas como el cloro. Se probaron tanto bacterias ácido lácticas convencionales como un novedoso aceite esencial de orégano.
Pruebas preliminares en varios grupos de alimentos
En FOODGUARD se probaron estos métodos en cuatro ensayos con verduras listas para el consumo, dorada, carne y queso feta. Los bioconservantes retrasaron el deterioro de los distintos alimentos y prolongaron su vida útil entre uno y cuatro días. La eficacia del seguimiento varió según el tipo de alimento. La espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier y la espectrometría de masas predijeron el deterioro del pescado y la carne con una precisión de hasta el 92 %, lo que demuestra que estos alimentos son especialmente adecuados para una evaluación digital rápida. «Las hortalizas de hoja plantearon más dificultades. Su aspecto a menudo permanecía inalterado aunque las poblaciones de bacterias nocivas comunes se mantuvieran estables o aumentaran, lo que indica que la bioconservación puede ocultar su presencia en estos alimentos. Para su aplicación a escala comercial, será necesario calibrar los sensores específicamente para cada matriz alimentaria», destaca Nychas.
Nuevas herramientas digitales y lagunas normativas
Además del iFGMS, el consorcio desarrolló una herramienta web de acceso público para predecir el crecimiento microbiano. La herramienta evalúa el cumplimiento de los requisitos establecidos, modeliza el crecimiento microbiano, analiza los riesgos a lo largo de toda la cadena alimentaria y estima la vida útil de los alimentos, proporcionando así información para la toma de decisiones sobre seguridad alimentaria en todo el sector. Un módulo automatizado de trazabilidad vincula los datos de producción, almacenamiento, transporte y calidad con lotes específicos de alimentos, lo que reduce el trabajo manual y mejora su seguimiento. Un sensor CHIPSENSE adaptado para evaluar rápidamente el estado de los alimentos suministra datos al predictor del crecimiento microbiano y al iFGMS. En el proyecto también se identificaron lagunas en la normativa. Por ejemplo, el desarrollo de la evaluación de la seguridad alimentaria hacia un análisis integrado de los riesgos sanitarios, económicos y ambientales exigirá tener en cuenta los ecosistemas microbianos dinámicos, en lugar de los microorganismos por separado. El equipo de FOODGUARD también lideró la elaboración de un libro blanco de la Unión Europea sobre la normativa de trazabilidad en el sector pesquero, que contribuyó a la aplicación en curso del Reglamento de control de la pesca de la UE(se abrirá en una nueva ventana) y de su sistema obligatorio y totalmente digitalizado de certificación de capturas. Aunque los brotes de enfermedades dificultaron los ensayos en Grecia, el consorcio adaptó los protocolos, los plazos y los recursos y cumplió todos los objetivos previstos. «Combinar el conocimiento biológico detallado que aporta la genómica con la rapidez de los sensores espectroscópicos en tiempo real ofrece un nivel de detalle y una capacidad predictiva sin precedentes», comenta Nychas. El proyecto transforma la gestión de la calidad de los alimentos, que pasa de basarse en análisis reactivos de especies individuales a una toma de decisiones proactiva y basada en datos sobre la evolución dinámica del microbioma alimentario. Con este enfoque se espera reducir el desperdicio de alimentos, aumentar la seguridad alimentaria y reforzar la confianza de los consumidores en toda la cadena de suministro alimentario.
