El grupo FQM-170 de investigación analiza contaminantes invisibles para mejorar la seguridad de los alimentos y el medioambiente

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¿Qué líneas de investigación realiza su grupo?

La principal línea de investigación del grupo se centra en las Estrategias Analíticas Avanzadas en Seguridad Alimentaria, Control Ambiental y Biológico y Metabolómica. Dentro de este ámbito, desarrolla metodologías analíticas avanzadas para detectar y cuantificar contaminantes prioritarios y emergentes y compuestos bioactivos, mediante flujos de trabajo dirigidos (targeted) y no dirigidos (non-targeted), técnicas cromatográficas acopladas a espectrometría de masas de baja y alta resolución y técnicas de extracción miniaturizadas y sostenibles basadas en la Química Verde.

Esta actividad se aplica tanto a la seguridad y calidad alimentaria, mediante el análisis de contaminantes emergentes, toxinas naturales y metabolitos beneficiosos, como al análisis ambiental y el control biológico, estudiando el comportamiento de los contaminantes en los ecosistemas, su impacto en la salud y los biomarcadores de exposición. El grupo también trabaja en metabolómica y ciencia de datos, integrando plataformas híbridas de espectrometría de masas y resonancia magnética nuclear (MS/RMN) con herramientas como la quimiometría, el Machine Learning y la inteligencia artificial para interpretar sistemas biológicos complejos y reconocer patrones. Finalmente, aplica este conocimiento al ámbito de la bioeconomía, contribuyendo al aprovechamiento de recursos y la valorización de subproductos y al impulso de la sostenibilidad y la economía circular en los sectores agroalimentario y ambiental.

 ¿Qué líneas generales de proyectos querrían destacar como ejemplos en los que haya participado el grupo?

Entre los proyectos más destacados en los que ha participado el grupo se encuentran PLASTISOIL, sobre estrategias analíticas para el control de contaminantes emergentes derivados de plásticos en suelos agrícolas, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación en la Convocatoria 2022 de Proyectos de Generación de Conocimiento (PID2022-137122OB-I00); el proyecto sobre productos fitosanitarios, centrado en la evaluación integral de su composición y sus residuos en alimentos y suelos agrícolas, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación en la Convocatoria 2019 de proyectos de I+D+i; y el estudio de la presencia de alcaloides tropánicos y sus productos de degradación en alimentos, piensos y productos homeopáticos, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad dentro del Plan Nacional de I+D+i.

A ellos se suman MixMatters (Smart and flexible Separation and Valorisation of mixed bio-waste from along the agri-food value chain), financiado por la Comisión Europea a través del programa Horizonte Europa, y REMEDYYOS (Climate-resilient integrated bio- and nature-based remediation of PFAS-Polluted sites), también financiado por la Comisión Europea en el marco de Horizonte Europa.

¿Qué datos obtenidos consideran que son los más relevantes?

En PLASTISOIL, actualmente en ejecución, se ha documentado por primera vez la presencia de nuevos plastificantes emergentes en suelos de uso agrícola. Los resultados preliminares muestran una relación directa entre el modelo de explotación y la carga contaminante, con niveles significativamente superiores en suelos de agricultura intensiva frente a los de agricultura extensiva. Además, se ha diseñado y optimizado un método analítico para la extracción y cuantificación de micro(bio)plásticos en suelo agrícola, que permite separar de forma eficiente los polímeros de la materia orgánica y mineral del suelo.

En el proyecto sobre productos fitosanitarios, se han desarrollado metodologías analíticas avanzadas capaces de determinar simultáneamente sus diferentes componentes —materias activas, coformulantes o adyuvantes e impurezas— tanto en las formulaciones originales como en suelos y frutos. Los estudios de disipación han permitido identificar nuevos productos de transformación, algunos con una toxicidad superior a la de los compuestos de origen y otros descritos por primera vez en el proyecto. Además, se ha detectado la presencia de coformulantes en frutas y hortalizas, lo que pone de manifiesto la necesidad de reforzar su control por su impacto tanto en la seguridad alimentaria como en la protección del medioambiente. Estos resultados se alinean con las exigencias del Reglamento (UE) 2021/383 de la Comisión.

En el estudio sobre alcaloides tropánicos, las nuevas metodologías analíticas, incluido el análisis directo sin etapa cromatográfica y los flujos de trabajo no dirigidos (non-targeted), han permitido ampliar el conocimiento sobre estos compuestos. Se ha demostrado su presencia en matrices de alto consumo y especial sensibilidad, como miel, té, alimentos infantiles, piensos y productos homeopáticos, y se han identificado alcaloides minoritarios que anteriormente podían pasar desapercibidos. También se ha estudiado su comportamiento durante el procesado de los alimentos: los resultados muestran una degradación del 94-100 % durante la panificación, así como la formación de nuevos productos de degradación durante la cocción de pasta y la preparación de té y una transferencia significativa de estos alcaloides al agua de cocción. Más recientemente, en colaboración con la Universidad de Porto, se ha estudiado su comportamiento en el organismo humano, identificando seis nuevos metabolitos mediante modelos celulares humanos y determinando que la absorción es mayoritaria en el epitelio intestinal y residual en el estómago.

En MixMatters, el trabajo se centra en desarrollar y demostrar un sistema integrado para separar y valorizar residuos biológicos mixtos del sector agroalimentario que contienen impurezas como plásticos, cartón o metales. El proyecto aborda residuos procedentes de mercados mayoristas, invernaderos e industria alimentaria. Hasta el momento, se está escalando la unidad de separación, se han caracterizado las materias primas y se están desarrollando seis líneas de valorización para obtener ingredientes en polvo, concentrados de azúcares, proteínas recombinantes, fibras, compuestos bioactivos y monómeros plásticos.

Por último, REMEDYYOS es un proyecto de reciente concesión a nivel europeo cuyo objetivo es desarrollar tecnologías sostenibles basadas en la biorremediación para reducir la presencia de PFAS en ecosistemas contaminados. En él participan también los grupos de investigación de la Universidad de Almería BIO175, RNM174 y RNM346.

¿Qué importancia cree que tiene pertenecer al ceiA3 y qué oportunidades de investigación puede aportarles? 

Para nosotros el ceiA3 nos sirve para crear sinergias y visibilidad en el sector. La pertenencia al ceiA3 nos permite conectar nuestras «Estrategias Analíticas Avanzadas» con retos reales del sector. La visibilidad que otorga el Campus facilita que nuestras metodologías lleguen a los actores clave, convirtiendo el conocimiento científico en herramientas de valor para la industria. Además para un grupo que utiliza herramientas transversales como la Metabolómica y la Ciencia de Datos, es fundamental colaborar con grupos de otras áreas agronomía, biotecnología, etc, facilitando el ceiA3 el acceso a consorcios para proyectos Horizon Europe o participación en grupos operativos.

Nos da impulso a la bioeconomía y economía circular. Nuestra línea de Bioeconomía se ve directamente potenciada por el ceiA3, que tiene este área como uno de sus pilares estratégicos. El Campus ofrece el marco ideal para proyectos de valorización de subproductos y desarrollo de procesos sostenibles (usando nuestros métodos de Química Verde), facilitando la transferencia de tecnología al tejido industrial andaluz.

Por último, apreciamos la formación de talento. La pertenencia al ceiA3 permite a través de convocatorias propias como el programa de doctorado industrial la atracción de investigadores.

– ¿Está presente la Bioeconomía en alguna de sus líneas de investigación?

Sí. La Bioeconomía representa uno de los ejes estratégicos del grupo, pero además actúa de forma transversal en nuestra metodología de trabajo. La presencia de la Bioeconomía se pone de manifiesto:

• Línea específica de Bioeconomía. Aplicación de nuestro conocimiento analítico para el aprovechamiento y valorización de subproductos agroalimentarios y ambientales, impulsando la sostenibilidad y la economía circular.
• Proyectos europeos de vanguardia. Participación en proyectos internacionales como MixMatters (Horizonte Europa), centrado en la separación y valorización de biorresiduos mixtos en la cadena de valor agroalimentaria, y Remedyos, que utiliza soluciones basadas en la naturaleza (biorremediación) para descontaminar ecosistemas.
• Química Verde: Desarrollo y/o aplicación de técnicas de extracción miniaturizadas y sostenibles que minimizan el impacto ambiental de nuestra actividad investigadora, alineándonos con los principios de sostenibilidad que exige la Bioeconomía.

¿Qué retos os planteáis de cara al futuro?

Nuestro grupo proyecta su actividad hacia la resolución de desafíos globales en seguridad alimentaria, control ambiental y salud pública, con dos ejes de actuación prioritarios:

1. Seguridad alimentaria y control ambiental

Consolidar nuestro liderazgo en el análisis de contaminantes emergentes, focalizándonos específicamente en:

• Microplásticos y microbioplásticos: Desarrollo de metodologías para su cuantificación y estudio de su papel como vectores de otros contaminantes. Uso complementario de herramientas de espectrometría de masas y espectroscópicas.
• Plastificantes emergentes y sustancias perfluoroalquiladas (PFAS): Implementación de técnicas sensibles para el control de estos contaminantes adelantándonos a las futuras restricciones legislativas europeas y garantizando la inocuidad alimentaria.

2. Control biológico y metabolómica predictiva

Avanzar en la aplicación de la metabolómica y la ciencia de datos para la identificación de biomarcadores específicos mediante el estudio comparativo de cohortes clínicas (pacientes frente a población sana) en matrices como sangre, orina y tejido adiposo, empleando métodos no invasivos.

Ambos ejes estratégicos de futuro estarán enmarcados en los principios de la Bioeconomía, la cual actuará como eje transversal, guiando la investigación hacia soluciones analíticas que impulsen la sostenibilidad, la economía circular y la protección integral del ecosistema y la salud humana.