Blog de NanoMyP®

Nanotecnología y cerveza: ¿puede usarse la nanotecnología para controlar la calidad en la fabricación de la cerveza?

Nanotecnología y cerveza: ¿puede usarse la nanotecnología para controlar la calidad en la fabricación de la cerveza?

¿Cómo se pueden relacionar nanotecnología y cerveza?. NanoMyP®, junto con investigadores de la UGR (Grupo FQM-297), ha desarrollado un sensor óptico para determinar la amina biógena triptamina en cerveza. Este sensor está basado en el uso nanomateriales, ya que usa un tejido de nanofibras fabricado con electrospinning como zona de reconocimiento.

Este trabajo ha sido publicado en una de las revistas más prestigiosas, a nivel internacional, en el campo de los biosensores; Biosensors and Bioelectronics 79 (2016) 600–607.

Relación de la triptamina con la cerveza

Las aminas biógenas son un grupo de compuestos de gran relevancia en alimentación. Se forman por la descarboxilación de amino ácidos durante los procesos de fermentación de estos alimentos. Así, estas aminas están presentes en quesos, vinos, cerveza, carnes procesadas, pescados procesados, etc; y son indicadores de la calidad de estos alimentos.

Las aminas biógenas más interesantes desde un punto de vista del control de la calidad de los alimentos son: histamina, putrescina, cadaverina, tiramina, agmantina, triptamina, β-feniletilamina, espermina y espermidina.

La presencia de estas aminas en los alimentos fermentados, como la cerveza, se pueden usar para determinar su calidad. Esto es así, debido a que el tipo y la cantidad de estas aminas se puede relacionar con la calidad de las materias primas usadas, así como de las condiciones higiénico-sanitarias y las condiciones de fabricación usadas. La putrescina, espermina y espermidina están presentes, de forma natural, en la cerveza, ya que son sustancias que se encuentran en la malta. Sin embargo, la triptamina, tiramina, histamina y cadaverina aparecen durante el proceso de fermentación de la cerveza. Por tanto, es importante disponer de un método rápido, sencillo y barato que permita determinar la cantidad de estas aminas para determinar la calidad de la cerveza producida.

Importancia del desarrollo de sensores para determinar triptamina

Existen mucho métodos para determinar la cantidad de estas aminas en cerveza. No obstante, casi todos se basan en métodos separativos (HPLC) que, siendo métodos muy robustos, precisos y de excelentes características analíticas, son caros, lentos y requieren de una instrumentación compleja así como de personal muy instruido para poder obtener resultados veraces. Por ello, NanoMyP® ha desarrollado un sensor  barato, fácil de usar y que no requiere de personal especializado.

Este sensor se basa en la conjunción de dos propiedades: la capacidad que tiene uno de los materiales fabricado por NanoMyP® (Tiss®-Link) para la retención selectiva de compuestos aminados (como es el caso de la triptamina); y una propiedad intrínseca de la triptamina (su luminiscencia). Así, cuando este material se sumerge en la cerveza, las aminas presentes se quedan “adheridas” a este material y midiendo su luminiscencia se puede determinar la cantidad de triptamina que hay presente.

Aplicación del sensor desarrollado que demuestra que nanotecnología y cerveza son compatibles

Para demostrar la aplicabilidad de este sensor se han analizado 10 cervezas; 8 con alcohol y 2 sin alcohol. La siguiente tabla muestra los resultados obteniendos:

Muestra Cantidad encontrada, ng mL-1

(RSD, %, n=4)

Alhambra

469.6 (4.7)

Budweiser

697.6 (3.5)

Calsberg

655.6 (5.6)

Cruzcampo

370.6 (4.5)

Cruzcampo (sin alcohol)

315.3 (1.8)

Heineken

531.6 (5.2)

Mahou

366.8 (5.7)

Mahou (sin alcohol)

405.5 (2.5)

San Miguel Especial

387.6 (5.6)

Con lo que queda demostrado que este material permite la determinación de triptamina en cerveza de forma rápida, sencilla y que puede ser la base para la obtención de un dispositivo portátil y barato que permita controlar “in situ” la calidad de los procesos de fermentación de las cervezas para sus productores.

Más información en la publicación científica: Biosensors and Bioelectronics 79 (2016) 600–607

7 thoughts on “Nanotecnología y cerveza: ¿puede usarse la nanotecnología para controlar la calidad en la fabricación de la cerveza?

  1. Elena Taboada

    Buenos días,
    Muy interesante el post, me parece una alternativa muy útil y muy ventajosa frente a procesos como HPLC. Me alegra que la nanotecnología nos pueda ir haciendo la vida mejor cada día.
    Me gustaría haceros un par de preguntas. Comentáis que la cantidad de aminas está relacionada con la calidad de la cerveza y vosotros en particular medís la cantidad de triptamina. ¿Cómo se interpreta el valor obtenido en este análisis? ¿A mayor cantidad de triptamina, mejor cerveza? ¿O simplemente más fermentada y, por tanto, con más alcohol?
    Por otro lado, comentáis que el material Tiss-Link retiene biomoléculas con grupos funcionales tiol, amina y/o imidazol, no es específica de triptamina. El que haya otras moléculas de estas características en la cerveza (p. ej. otras aminas), ¿no interfiere en la medición de ésta? Porque este material tendrá una capacidad máxima de retención y llegará a saturarse.
    Un saludo,
    Elena

    1. NanoMyPIrene Megías Post author

      Hola Elena,
      En primer lugar agradecerte tu comentario. Nos alegra que te haya resultado interesante el post.
      En cuanto a tus preguntas te comento:
      – La triptamina es una amina perteneciente a la familia de las denominadas aminas biógenas, las cuales no se producen de forma endógena en los seres humanos. Al igual que el resto de aminas biogenas (entre ellas la cadaverina y la putrescina, que son las aminas responsables de olor característico de los organismos en descomposición) la triptamina se produce por procesos enzimáticos de degradación: principalmente por reacciones enzimáticas como la descarboxilación de aminoácidos y la aminación y transaminación de aldehídos y cetonas. Debido a esto, la presencia de una alta concentración de dichas aminas en el organismo es indicativo de la ingesta de alimentos que están en malas condiciones, bien porque las materias primas para su elaboración no eran frescas, o bien por una inadecuada higiene en los procesos de producción. Además, las aminas biogenas (entre ellas la triptamina) cuando se encuentran en el organismo a concentraciones elevadas producen efectos adversos como: dolor de cabeza, náuseas, hipertensión, palpitaciones cardiacas, problemas respiratorios, intoxicación renal, etc.
      – Efectivamente como comentas nuestro material Tiss-Link no es específico para la triptamina ya que puede unir cualquier molécula que tenga entre otros un grupo amino. Entonces, ¿como nuestra tecnología de análisis es muy específica a triptamina? Pues fundamentalmente por la siguiente razón: nuestra metodología se basa en la retención de la triptamina en Tiss-LinK y para ello introducimos el material en la cerveza durante un tiempo y, posteriormente medimos la fosforescencia que emite dicha molécula cuando se encuentra en determinadas condiciones (ausencia de oxígeno y presencia de átomo pesado).

      Como comentamos anteriormente la triptamina posee una característica que la hace especial y que muy pocas biomoléculas presentan, y es que exhibe fosforescencia intrínseca, es decir, que en unas condiciones determinadas emite un tipo de luz denominado fosforescencia a una longitud de onda muy característica. Esta emisión, al contrario que la fluorescencia, que es característica de muchas moléculas presentes en el organismo (el tiempo de vida de la fluorescencia es de aproximadamente nanosegundos), tiene un tiempo de vida muy elevado (milisegundos). Esta propiedad hace que aunque en Tiss-Link se peguen otras aminas u otras moléculas que puedan emitir luz en forma de fluorescencia, esta interferencia la podemos descartar recogiendo la luz emitida a un tiempo superior al tiempo de vida de la fluorescencia, de esta forma solo recogemos la fosforescencia.

      Las moléculas presentes en el organismo con esta propiedad son solo dos, la serotonina y el aminoácido triptófano. Pero la serotonina es una molécula endógena producida por el organismo y no se encuentra en los alimentos (tampoco en la cerveza). Además, emite su fosforescencia a una longitud de onda diferente a la triptamina. Con lo cual, aunque estuviese presente en la cerveza podríamos discriminar entre ambas aminas, ya nos hemos quitado a uno de los dos interferentes. Pero, ¿y el triptófano?. Este sí que está en la cerveza y emite fosforescencia a la misma longitud de onda que la triptamina. ¿Como eliminamos su interferencia? En principio ya contábamos con este interferente y lo que hicimos fue un estudio de la inmovilización covalente en Tiss-Link del triptófano y de la triptamina a diferentes pHs. Por suerte, encontramos que a pH=8 la triptamina se unía muy bien a Tiss-Linlk mientras que el triptófano no se unía nada, con lo cual, en este caso ¡¡la suerte jugó a nuestro favor!! En ciencia todo tiene una explicación, y en este caso es que el triptófano tiene en su estructura un grupo carboxilo que podemos cargar negativamente con el pH. Por otro lado, nuestro Tiss-Link presenta también un pequeño exceso de carga negativa ya que también posee un porcentaje pequeño de grupos carboxilo. Con lo cual, a pH=8 triptófano y Tiss-Link presentan carga negativa y se repelen, por lo que el triptófano no puede unirse a Tiss-Link. Sin embargo, a pH=8 la triptamina presenta carga positiva, por lo que se atraen lo que hace que se produzca su inmovilización covalente de forma muy eficiente.

      Así es como conseguimos selectividad en nuestra metodología. Esperamos haber conseguido resolver tus dudas. En cualquier caso, para una información más detallada puedes ver la publicación: Biosensors and Bioelectronics. 79, (2016), 600–607.

      Un saludo.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

* Copy This Password *

* Type Or Paste Password Here *