Sílices mesoporosas para la extracción de contaminantes en la carne

El Grupo de Investigación en Química Analítica aplicada a Medioambiente, Alimentos y Fármacos (GQAA-MAF) de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC), liderado por la doctora Isabel Sierra, ha desarrollado y aplicado con éxito una sílice mesoporosa modificada con distintos grupos orgánicos para realizar el análisis multiresiduo de 23 fármacos veterinarios en muestras reales de carne.

Estudios previos del grupo de investigación, junto al presente estudio, han demostrado el gran potencial de extracción que presentan las sílices mesoporosas y han permitido poner a punto nuevas estrategias y avances para el análisis y el control de la presencia de contaminantes en alimentos.

“Una sílice mesoporosa es un material en base silícea, es decir, su composición química básica es Si, O e H, similar a la arena. La diferencia está en que estos materiales se caracterizan por tener una estructura porosa y ordenada, es decir, poseen cavidades internas o poros”, explica Isabel Sierra, investigadora principal del proyecto. “En función del tamaño de poro, las sílices se pueden clasificar en microporosas (tamaños inferiores a 20 Å), mesoporosas (20-500 Å) y macroporosas (superiores a 500 Å)”.

El tamaño de poro es una característica controlable en la síntesis de estos materiales, lo que permite diseñar el tamaño del mismo en función de la aplicación que se les quiera dar: como adsorbentes, catalizadores, para la liberación controlada de fármacos y otras sustancias, etc. Por otro lado, la forma y orden del poro también es un factor que puede ser diseñado, teniendo materiales amorfos, donde los poros son diferentes entre sí y no siguen ningún orden o patrón, o materiales estructurados donde el poro tiene una geometría característica. Estas geometrías o disposiciones de los poros pueden ser diversas, con orden hexagonal en dos dimensiones (los poros se disponen según los vértices de un hexágono), cúbica con poros en tres dimensiones (los poros se disponen según los vértices de un cubo), etc.

“El orden de los poros también es un factor importantísimo a la hora de diseñar estos materiales puesto que las aplicaciones potenciales de los mismos varían. Según la disposición de estos poros se puede favorecer la difusión de ciertas moléculas desde el exterior a los centros activos situados en el interior del material o viceversa, siendo múltiples las aplicaciones que estos materiales mesoporosos pueden presentar”, señala la investigadora.

Los fármacos veterinarios y sus residuos forman parte de los denominados ‘contaminantes emergentes’, es decir, sustancias de diversa naturaleza química cuyas consecuencias han pasado inadvertidas hasta la fecha y cuya presencia debe ser identificada y controlada, puesto que se ha comprobado que una exposición prolongada a este tipo de compuestos puede suponer un grave riesgo para la salud humana.

Los fármacos veterinarios se suelen emplear terapéuticamente en la producción animal, pero en ocasiones pueden utilizarse como promotores del crecimiento, para aumentar la masa muscular o mejorar la calidad del producto final. “Generalmente, se emplean medicamentos para garantizar la salud y el bienestar de los animales, sin embargo, en ocasiones pueden utilizarse de manera fraudulenta, indiscriminada y abusiva, ya que algunos de ellos tienen efecto anabolizante”.

La directiva 96/23/CE clasifica las sustancias farmacológicas en dos grupos:

• Grupo A: sustancias con efecto anabolizante y sustancias no autorizadas (donde se incluyen hormonas, agonistas ß-adrenérgicos, compuestos antitiroideos, etc.).
• Grupo B: medicamentos veterinarios y contaminantes (donde se incluyen antibióticos, antihelmínticos, tranquilizantes, antiinflamatorios no esteroideos, etc.).

Así pues, una de las principales preocupaciones actuales dentro del ámbito de la seguridad alimentaria es la presencia de contaminantes en alimentos. “Un uso incorrecto de estos fármacos puede hacer que no sean metabolizados correctamente por el animal, y que por tanto permanezcan presentes en el músculo tras su sacrificio, lo que daría lugar a su entrada dentro de la cadena alimentaria y suponer un grave riesgo para la salud de los consumidores”, destaca la científica de la URJC.

Entre los principales efectos para el consumidor, Sierra subraya que “numerosos estudios han demostrado que una exposición prolongada a estos fármacos, incluso a bajas concentraciones, puede causar diferentes efectos secundarios, como disrupción endocrina, reacciones alérgicas, efectos tóxicos, microbiológicos, teratogénicos o incluso carcinogénicos. Por este motivo, el control y la monitorización de la presencia de residuos veterinarios en alimentos es esencial para asegurar la seguridad alimentaria y evitar fraudes y riesgos toxicológicos”.

“Los métodos multiresiduo son aquellos que permiten analizar el mayor número posible de compuestos de distinta naturaleza en un único análisis y en el menor tiempo posible, ya que de esta manera se consigue maximizar la rentabilidad de los ensayos. Ante estos requerimientos la cromatografía de líquidos de alta eficacia acoplada a espectrometría de masas se ha convertido en la técnica de análisis más eficaz y más ampliamente utilizada para la determinación multiresiduo de contaminantes en alimentos”.

A su vez, para la extracción de estas sustancias se requieren técnicas que permitan llevar a cabo la preconcentración y purificación de estos compuestos, ya que en los alimentos se encuentran presentes en muy baja concentración. “Actualmente, la extracción en fase sólida, comúnmente denominada SPE, es la técnica que más se utiliza para el aislamiento y purificación de residuos de fármacos en muestras de carne. Esta técnica consiste en utilizar cartuchos rellenos de un material adsorbente que dependiendo de sus características es capaz de retener determinados compuestos, por tanto la elección del material adsorbente es sin duda el factor más importante, ya que habrá que elegir aquel que presente las características más adecuadas para conseguir extraer con la mayor eficacia posible el mayor número de compuestos de distinta naturaleza que se deseen analizar. En este sentido, las sílices mesoporosas por sus propiedades específicas han demostrado ser excelentes materiales adsorbentes de SPE”.

Las ventajas que presenta la metodología multiresiduo son varias, según la investigadora: “Son técnicas rápidas, ya que permiten analizar un gran número de compuestos en un único análisis de forma sensible y selectiva, y además presentan límites de detección muy bajos, lo que permite confirmar de forma eficaz la presencia de estos contaminantes en los alimentos”.

Tal y como explican los autores del estudio, los últimos análisis realizados por el grupo de la URJC suponen un avance para detectar la presencia de estas sustancias de forma rápida y eficaz, con el fin de evitar fraudes y riesgos toxicológicos. Estos trabajos forman parte del Programa AVANSECAL (Estrategias avanzadas para la mejora y el control de la calidad y la seguridad de los alimentos), financiado por la Comunidad de Madrid.

Los profesionales de la ganadería y sanidad animal pueden jugar un rol importante para evitar la aparición de residuos en la carne. “Siempre que se administren medicamentos permitidos a los animales tiene que ser con un fin terapéutico, y respetar los tiempos de espera establecidos por la legislación antes de llevar a cabo el sacrificio del mismo, para que los niveles de residuos en los alimentos de origen animal no entrañen ningún riesgo para el consumidor”, expone la investigadora.

En el reglamento europeo nº 37/2010 se establecen los límites máximos de residuos para determinadas sustancias en los productos alimenticios de origen animal. “Estos límites establecen los niveles máximos admisibles que puede haber de determinados contaminantes en un producto alimenticio y también prohíbe el uso de sustancias que suponen un alto riesgo en la población para las cuales, por tanto, no hay límite máximo legislado ya que no deben estar presentes en el producto por estar prohibido su uso”.

También existen guías de buenas prácticas ganaderas y buenas prácticas en veterinaria, “por lo que los veterinarios y ganaderos deben seguir las normas establecidas en ellas para evitar así la presencia de estas sustancias en los productos de origen animal y cumplir con los requisitos establecidos por la legislación”, sentencia Sierra.