Un estómago de laboratorio, la idea colombiana para estudiar la calidad de los nutrientes

UNAL/DICYT Para la industria alimentaria y los desarrolladores de alimentos es importante generar evidencia sobre el potencial de un ingrediente para ser digerido, absorbido y aprovechado por el organismo, sobre todo si los nutrientes de sus productos ofrecen cualidades funcionales o benéficas. Para facilitar dicho proceso, ingenieros diseñaron un prototipo que simula el proceso de “digestibilidad gástrica” del estómago.

El estómago in vitro –o de laboratorio– se elaboró con vidrio de alto calibre que resiste alta presión y temperatura; es automatizado, es decir que se conecta a un computador, y simula el proceso de digestión humano según las necesidades de estudio.

La idea se desarrolló en el semillero de investigación Diseño y Formulación de Alimentos, coordinado por la profesora Sneyder Rodríguez Barona, de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, en colaboración con la Red Tecnoparque del SENA.

“El diseño se basa en el simulador gastrointestinal dinámico (simgi®), el cual debe cumplir con ciertos parámetros para que el reactor sea validado”, explica la ingeniera química Luisa Fernanda Gil Henao, quien se craneó la idea.

“El vidrio de alto calibre está conformado por dos cámaras internas para que el agua recircule a 37 °C, temperatura normal promedio del cuerpo humano. El biorreactor es hermético y cuenta con sensores que miden temperatura y pH, y que, conectado a bombas peristálticas, realiza las acciones de control de la acidez”, explica.

El mecanismo es automatizado mediante una interfaz de computadora (diseñada por un ingeniero electrónico de la UNAL Sede Manizales) que consta de un sistema Arduino (microcontrolador programado), el cual lee ambos sensores: pH y temperatura, y le ordena a las bombas peristálticas (pequeños dispositivos que absorben y sueltan) dosificar el ácido o base en cantidades precisas según la situación. Además controla el mecanismo para regular la temperatura.

Según Consenso Internacional se formuló un fluido gástrico simulado (SGF) que consta de electrolitos estandarizados y enzimas que simulan los jugos gástricos humanos, responsables de la digestión de proteínas.

Para probarlo, al prototipo se le introdujo un alimento modelo tipo galleta artesanal, previamente triturada para simular la masticación. Después de 2 horas de digestión se tomó una muestra, se evaluaron las proteínas y se comparó el alimento inicial con el alimento digerido.

Este primer análisis del funcionamiento del dispositivo evidenció un porcentaje superior al valor normal de estudios teóricos, demostrando que el estómago in vitro genera proteólisis, un proceso esencial en el metabolismo de los seres vivos que puede ocurrir durante la digestión de los alimentos cuando la pepsina (enzima digestiva) rompe con la proteína para que lleguen más nutrientes al organismo.

“Actualmente el dispositivo se usa en otras investigaciones de pregrado, y mediante la vinculación de un doctor en estancia posdoctoral se espera avanzar en la adecuación con el sistema intestinal y validar pruebas para su puesta en marcha en la evaluación de alimentos con diversas propiedades”, agrega la ingeniera química.