Espectroscopía de Infrarrojo Cercano para asegurar la integridad de jamón ibérico de bellota

La integridad de los productos alimentarios de alta calidad y precio europeos está sometida a amenazas constantes de fraudes.

Una de las medidas de protección propuestas por la UE para detectar fraudes y garantizar la autenticidad de los productos alimentarios, consiste en la creación de un sistema de alerta rápida relacionada con riesgos de fraude alimentario y comunicado con fuentes de información internacionales. Al mismo tiempo, la UE, reconoce la necesidad de cohesión de los laboratorios de inspección de alimentarios para mejorar el cumplimiento de la legislación pertinente en toda Europa y la conveniencia de establecer una red mundial autosuficiente de representantes de empresas, reguladores y consumidores que garantice la calidad de los productos alimentarios.

Con este fin, el VII Programa Marco de la UE ha financiado el proyecto FOODINTEGRITY (Assuring Quality And Authenticity In The Food Chain), de 5 años de duración (2014-2018). El proyecto busca armonizar y movilizar las capacidades de los actores europeos, integrando participantes de la Industria, Empresas Tecnológicas, Centros de Investigación y Universidades, en temas de autentificación de productos alimentarios para la mejora de la confianza del consumidor y la protección de los productos europeos con alto valor añadido. El proyecto, coordinado por FERA (Agencia Científica de Alimentación y Medio Ambiente del Reino Unido), además de investigar sobre la mejora de las capacidades de alerta temprana, investiga el desarrollo de métodos, sistemas y procesos que aseguren la calidad, autenticidad y seguridad de la cadena alimentaria contando con la participación de importantes entidades y especialistas científicos de todo el mundo, con el objetivo común de proteger a los consumidores y a las empresas ligadas al sector frente al fraude alimentario.

Según Paul Brereton, (comunicación personal, 2014), coordinador del proyecto y jefe de investigaciones agroalimentarias en FERA, “los perpetradores del fraude alimentario se valen de métodos cada vez más sofisticados para evitar ser detectados y, en consecuencia, la ciencia debe también desarrollarse para detectar ese delito y prevenirlo”. Este proyecto pretende, por tanto, ser una de las puntas de lanza en lo que se refiere a intercambiar y utilizar el conocimiento científico generado en diferentes proyectos europeos.

El proyecto tiene unos objetivos amplios dentro de unos paquetes de trabajo definidos. El Grupo de Ingeniería de Sistemas de Producción AgroGanaderos (ISPAG), de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y de Montes de la Universidad de Córdoba, coordina el subproyecto “Microsensores NIRS y plataformas TIC para garantizar la autenticación in situ de alimentos europeos de alto valor añadido: estudio de caso Jamón de cerdo ibérico” que se compone de dos paquetes de trabajo llamados “Microsensores NIRS y plataformas ICT” y “Actividades de demonstración” respectivamente.

La Universidad de Córdoba coordina las actividades de un consorcio de socios que incluye otra Universidad (University College London, UK) y dos empresas (la española Ibesa y la británica Aunir) con el objetivo de diseñar, desarrollar e implementar en la industria agroalimentaria un sistema basado en la integración y combinación de sensores NIRS portátiles de bajo costo y tecnologías de información y comunicación (TIC). El sistema será empleado para el control de procesos y el etiquetado voluntario y, consecuentemente, para garantizar la integridad y la imagen internacional del jamón ibérico de bellota.

Los primeros resultados obtenidos han sido presentados en el congreso FOODINTEGRITY 2017 (Parma, Italia, mayo 2017) y en la Conferencia Internacional NIRS 2017 (Copenhague, Dinamarca, junio 2017).

El objetivo principal del proyecto en lo referente al cerdo ibérico es diseñar, desarrollar e implementar en la industria agroalimentaria un sistema basado en la integración y combinación de sensores NIRS portátiles y miniatura de bajo coste y tecnologías de información y comunicación (TIC) para el control de procesos y el etiquetado voluntario, para garantizar la integridad y la imagen internacional del jamón de cerdo ibérico de bellota, uno de los productos considerados de alto valor añadido de la UE.

Los objetivos específicos incluyen:

El resultado esperado es un sistema de "etiquetado voluntario" basado en la espectroscopia NIR en combinación con las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) complementario a las actuales etiquetas identificativas (por colores) para proporcionar información precisa en línea sobre la categoría de pertenencia (“Premium” y “Non-Premium”) y, asimismo, el perfil de ácidos grasos de cada canal individual junto con otras informaciones de interés para los consumidores (pureza racial, explotación ganadera, sistema de producción, etc.). Este nuevo sistema de etiquetado es de interés para:

El proyecto busca mejorar los actuales sistemas de control de procesos, mediante un control analítico de cada canal y una medición más precisa y no destructiva de las propiedades de los productos, mejorando la toma de decisiones en tiempo real, tanto para la industria porcina como en general para la industria agroalimentaria, ya que muchos de los aspectos metodológicos desarrollados a lo largo del proyecto podrán extrapolarse a otros productos alimentarios.

La investigación llevada a cabo por la Universidad de Córdoba contribuirá a la sustitución de los tradicionales métodos de control analítico utilizados en la industria porcina, por sensores inteligentes no destructivos que no requieran el uso de productos químicos, permitiendo la implementación de sistemas de control más sostenibles en términos ambientales y económicos. Esto permitirá reducir los costes analíticos e incrementar en número de muestras analizadas para la verificación de la integridad y autenticidad del producto.

La Norma actual establece que para la designación «de bellota» la valoración de la disponibilidad de este alimento deberá ser realizada por las entidades de inspección previamente a la entrada de los animales y con unas condiciones mínimas que habrán de reunir los animales en cuanto a peso y edad, pero no se especifica las visitas que deben hacer las entidades de inspección durante el periodo de aprovechamiento de la bellota, ni el manejo alimentario de los animales, entre visitas, para las cuales, en muchos casos, se debe avisar al propietario para hacer esas inspecciones.

Algunas industrias, opcionalmente, pueden hacer una estima de ese régimen alimentario a través de análisis, por cromatografía de gases, del perfil de ácidos grasos del tejido subcutáneo de una determinada zona de la canal. El coste elevado de esta técnica analítica limita el número de muestras que pueden ser analizadas imposibilitando el análisis de la totalidad de las canales. Por ello, el procedimiento usual es la toma de una muestra representativa de varios animales procedente de un mismo productor. Las muestras individuales son fundidas y mezcladas constituyendo una sola muestra media de toda la partida, que servirá de referencia para el pago de acuerdo con el resultado analítico de dicha muestra.

Este método permite el análisis a nivel de lotes, pero no de individuos. Sin embargo, el perfil de ácidos grasos puede variar considerablemente de individuo a individuo. Esto, junto al coste elevado de la cromatografía de gases y a su laboriosidad, representa una de las desventajas más importantes de este método tradicional de control (Garrido-Varo, García-Olmo & Pérez-Marín, 2004, Garrido and de Pedro, 2007).

Con la utilización de la tecnología NIRS, se espera una mejora en la competitividad y la calidad de la producción de carne de cerdo ibérico de la UE, aumentando la confianza de los consumidores sobre la calidad y la seguridad de sus productos, tanto en el mercado intra como intercomunitario.

El proyecto FOODINTEGRITY abre también las puertas a posibles patentes basadas en los prototipos de instrumentación desarrollados, los algoritmos matemáticos y a las aplicaciones desarrolladas durante el proyecto, para responder a problemas específicos y a requisitos de control de la industria porcina y su posible aplicación a otros alimentos para humanos y animales.

Por último, los resultados obtenidos en el proyecto proporcionarán, por un lado, la oportunidad a productores y transformadores de diferenciarse y posicionarse estratégicamente en el mercado, autentificando la calidad de cada pieza de jamón que suministran y agregando valor a sus productos. Asimismo, si como sería deseable una vez convenientemente validado, los organismos reguladores reconocieran el sistema propuesto, podría asegurarse el extender las inspecciones a todo el volumen de jamones de ibérico producidos, contribuyendo a facilitar y hacer económicamente viable, las tareas de inspección necesarias para evitar episodios de fraudes.

La espectroscopía NIRS ha demostrado su potencial para el análisis de carne y más específicamente para la clasificación de productos de cerdo ibérico según el régimen de alimentación. En los primeros trabajos relativos al control de calidad de canales de cerdo ibérico realizados por el por el Grupo ISPAG (De Pedro et al., 1992; Hervás et al., 1994) se mostró la alta precisión y exactitud de los modelos multivariantes NIRS para la predicción de ácidos grasos y la discriminación, según régimen de alimentación, analizando la grasa fundida extraída de las canales utilizando instrumentos NIR de laboratorio. Trabajos posteriores, (García-Olmo et al., 1998 and Pérez- Marín et al., 2009) demostraron la viabilidad del análisis NIRS para la determinación de la calidad utilizando instrumentos monocromadores equipados con una sonda remota de fibra óptica.

Más recientemente, otros trabajos han mostrado la viabilidad del análisis NIRS en la línea de sacrificio y de animales vivos en campo, utilizando instrumentos portátiles (Pérez-Marín et al., 2009, Zamora et al., 2012 y 2013). Sin embargo, los instrumentos utilizados en dichos trabajos presentan algunas limitaciones para su uso tales como pequeño tamaño de ventana óptica, peso elevado para ser manejados por un operador en toda una jornada, etc. Durante los últimos años han aparecido en el mercado nuevos dispositivos portátiles que combinan tamaño pequeño, robustez, bajo costo y facilidad de uso y esto ha permitido que la tecnología NIRS pueda ser usada incluso en entornos para los que los instrumentos tradicionales no son adecuados. Además, el diseño robusto y la ausencia de partes móviles hace que esta nueva instrumentación NIRS sea particularmente útil para mediciones in situ, y abre un nuevo ámbito para los sensores espectroscópicos.

En el marco del proyecto FOODINTEGRITY, desde el mes de marzo de 2016 se ha optimizado un instrumento NIRS portátil de bajo peso (<200 g) para el análisis in situ utilizando un total de 500 muestras, procedentes de distintos mataderos situados en el Valle de los Pedroches y en la provincia de Salamanca. (Figuras 3 y 4).

 

El pasado mes de febrero de 2017, la Universidad de Córdoba fue sede de la reunión general organizada con ocasión del final del primer año de proyecto, donde los distintos socios del consorcio tuvieron la oportunidad de compartir los resultados obtenidos hasta el momento (Figura 5).

Las actividades desarrolladas hasta el momento se han centrado en la creación de una metodología “paso a paso” para:

Por último, se ha optimizado una serie de pasos clave (tratamientos espectrales) en el proceso de mejora de los modelos predictivos, obtenidos por el instrumento NIRS portátil a escala de laboratorio, para su implementación para análisis in situ en la línea de procesado.