Identificar avellanas rancias sin sacarlas del embalaje

Se acabaron las avellanas rancias: unos científicos han desarrollado un método para identificar las partidas de estos frutos secos dañados debido a la oxidación.

El equipo de científicos lo encabeza Jokin Ezenarro, de la Universidad Rovira i Virgili (URV) en Tarragona.

Cataluña es tierra de frutos secos, especialmente las comarcas del sur del país. Si bien la almendra es —con bastante diferencia— la reina del sector, la avellana se sitúa en segundo en términos de producción anual. En el ámbito catalán hay más de noventa cooperativas que trabajan con frutos secos. Globalmente, comercializan producción por un importe superior a los 75 millones de euros y están bastante orientadas a la exportación. En el caso de la avellana, la mayoría de cooperativas que la tratan están en la demarcación de Tarragona, según datos de la Federación de Cooperativas agrarias de Catalunya.

Las buenas prácticas en el tratamiento, almacenamiento y distribución de este producto son cruciales para evitar pérdidas y garantizar su calidad a largo plazo. En el caso de las avellanas, la oxidación de los ácidos grasos insaturados que contienen hace que se vuelvan rancias. El contacto con el oxígeno y la acción de la luz propician estas reacciones. «Esto significa que la velocidad de oxidación aumenta cuando los frutos no son almacenados correctamente», explica Jokin Ezenarro, investigador del Departamento de Química Analítica y Química Orgánica de la URV y autor principal de la investigación.

Ante esta perspectiva, el equipo investigador ha desarrollado un sistema para monitorizar la oxidación de las avellanas, que permitiría a productores y comerciantes determinar su calidad antes de comprarlas o venderlas. El método desarrollado por Ezenarro utiliza una cámara hiperespectral, con la que es posible determinar el estado de oxidación en cada punto del paquete: «Es un espectrofotómetro; aplica un haz de luz en cada punto y ofrece información sobre la composición de la muestra en función de cómo interactúa».

En este caso, el aparato utiliza radiación infrarroja, de mayor longitud de onda que la luz visible, con una frecuencia menor que la luz de color rojo, lo que la hace invisible en el ojo humano. «Todas las moléculas orgánicas absorben luz infrarroja; las frecuencias con la que lo hacen y con qué intensidad varían en función de su composición», puntualiza el investigador de la URV. Esto es lo que les permite determinar la presencia de los compuestos químicos resultado de la oxidación los frutos secos.

Aunque tradicionalmente los espectrómetros estaban diseñados para estudiar un solo punto de una muestra, las cámaras hiperespectrales están cambiando este paradigma. De la misma forma que en una cámara fotográfica convencional, donde muchos puntos de luz —píxeles— configuran la imagen, estos dispositivos determinan el espectro infrarrojo de toda una superficie. En este caso se trata de una ventaja competitiva que permite determinar el estado de oxidación de toda una bolsa de avellanas, sin ni siquiera tener que desempaquetarlas.

Según Ezenarro, existe toda una tendencia en el mundo de la química analítica a abandonar métodos de análisis destructivos y laboriosos: «Estas técnicas instrumentales son más verdes; no necesitan reactivos y no es necesario preparar las muestras. De hecho, con este método ni siquiera hace falta que el instrumento de medida entre en contacto con la muestra». El funcionamiento correcto de la técnica dependerá de variables como el material o el grosor del envase, que pueden afectar al espectro infrarrojo.

Para trazar una relación entre el espectro electromagnético que capta la cámara y la calidad (y el estado de oxidación) de las avellanas, el equipo investigador ha tenido que calibrar el aparato. Para ello almacenaron avellanas durante 78 días en diferentes condiciones, algunas más propicias que otras por su conservación: envasadas al vacío, en una atmósfera protectora de nitrógeno, directamente en el aire y bajo varios grados de exposición a la luz. Con estos datos construyeron un modelo matemático capaz de comparar los datos analíticos de la muestra con su estado de conservación.

Cámara hiperespectral, que permite determinar el estado de oxidación de las avellanas dentro del envase. (Foto: Universitat Rovira i Virgili)

Almacenar al vacío, lo más eficaz

El nuevo método también ha permitido a los investigadores confirmar que las causas en la oxidación de las avellanas son principalmente la atmósfera con la que están en contacto y la luz a la que están expuestas, siendo el tiempo de almacenamiento el principal motor del proceso de oxidación. «Comprobamos que el almacenamiento al vacío fue el más eficaz y que la exposición a la luz afecta significativamente a la estabilidad del producto», explica Ezenarro.

A pesar de haber demostrado que existen cambios químicos medibles en la superficie de las avellanas debido a los procesos de oxidación, el equipo ha querido dar un paso más y determinar si estos tienen un impacto en la experiencia sensorial del consumidor. Para Ezenarro se trata más bien «de un proceso de validación de la metodología; de determinar si lo que medimos es también perceptible por los humanos». Los resultados de las pruebas sensoriales demostraron que existe una relación entre los datos observados con espectroscopia y la experiencia sensorial de las personas.

La nueva tendencia a desarrollar métodos para controlar la calidad de los productos sin destruirlos ofrece una ventaja competitiva a empresas de muy diversos sectores. De hecho, en el sector de los frutos secos, ayudaría a mejorar las técnicas de embalaje, almacenamiento y los sistemas de distribución y a reducir significativamente las pérdidas, a la vez que ofrecería nuevos estándares de calidad. Aunque, por ahora, no es una tecnología al alcance de todos —los instrumentos de calidad pueden llegar a costar más de 50.000 euros—, empiezan a llegar sistemas que, con procesos muy similares al desarrollado por el equipo de Ezenarro, discriminan almendras amargas de las dulces o diferencian plásticos en una cadena de reciclaje. En palabras del propio investigador, «la cámara hiperespectral ha llegado para quedarse».

Ezenarro y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, bajo el título “NIR-HSI for the non-destructive monitoring of in-bag hazelnut oxidation”. (Fuente: Universitat Rovira i Virgili)