Detectar residuos químicos en cacao abre la puerta a controles más justos y accesibles

Manizales, Caldas. Un método rápido y de bajo costo permitiría detectar residuos de ácido etilendiaminotetraacético (Edta) en cacao, un compuesto usado para reducir la presencia de cadmio durante el procesamiento, pero que también debe mantenerse dentro de límites seguros. La propuesta, en proceso de patente, apunta a facilitar controles de calidad más ágiles, reducir costos y responder a exigencias sanitarias que hoy afectan especialmente a pequeños y medianos productores.

El cadmio es un metal pesado que puede encontrarse de forma natural en los suelos donde se cultiva cacao. Desde las primeras etapas de crecimiento, la planta puede absorberlo y llevarlo hasta los granos que luego se transforman en chocolate y otros alimentos. Su presencia ha llevado a que distintos mercados establezcan límites estrictos, pues se trata de un contaminante que se acumula en el organismo humano y puede causar daños en órganos como los riñones, afectar los huesos al interferir con el metabolismo del calcio y aumentar el riesgo de cáncer.

Para reducir la cantidad de cadmio durante el procesamiento, la industria emplea el Edta, un compuesto que funciona como una “pinza molecular” capaz de unirse al metal y facilitar su retiro. Sin embargo, este químico también puede permanecer en el alimento y, cuando se usa en exceso, provocar molestias gastrointestinales como irritación del colon, dolor abdominal o diarrea, además de interferir en la absorción de minerales esenciales como el calcio y el hierro.

Por esta razón, la Unión Europea fijó un límite máximo de 12 miligramos de Edta por cada 100 gramos de alimento. Verificar que el cacao cumpla con esta norma es fundamental para su comercialización, pero los métodos de análisis disponibles suelen ser costosos y lentos. Para comprobar el cumplimiento de estos estándares se utilizan técnicas especializadas como la cromatografía, que permiten identificar y cuantificar sustancias presentes en una muestra.

Aunque son precisas, estas pruebas requieren equipos costosos, personal altamente especializado y tiempos prolongados de análisis. En muchos casos, las muestras deben enviarse a laboratorios en el exterior, lo que incrementa los costos y limita la frecuencia de los controles, especialmente para pequeños y medianos productores.

Frente a este panorama, la propuesta de Cristal Carvajal Giraldo, investigadora del Grupo de Física de Plasma de la Universidad Nacional de Colombia (Unal) Sede Manizales, plantea una alternativa para agilizar la detección de Edta y facilitar controles que hoy resultan complejos y costosos.

Un control que hoy resulta inaccesible

La iniciativa se basa en una técnica electroquímica que utiliza electrodos, pequeñas superficies conductoras capaces de reaccionar ante la presencia de determinadas sustancias y transformar esa interacción en una señal eléctrica medible. De esta manera, es posible identificar el Edta de forma más rápida y con menor requerimiento de infraestructura especializada.

En este caso, el electrodo de trabajo fue modificado con un recubrimiento de cloruro de potasio y de hidroxiapatita, un material rico en calcio que tiene una alta afinidad química por el Edta. Este recubrimiento hace que el compuesto “prefiera” adherirse a la superficie del electrodo, lo que mejora la sensibilidad del método y permite detectar concentraciones más bajas.

“Tales recubrimientos sirven para hacer una superficie más atractiva a dicha sustancia”, explica la investigadora Carvajal. Cuando el químico entra en contacto con el electrodo, se altera el movimiento de sus iones y se produce una señal eléctrica que cambia con el tiempo. Esa variación permite identificar la presencia del compuesto y, al comparar la intensidad de la señal con valores conocidos, estimar su concentración en el cacao.

El trabajo de la investigadora Carvajal, una joven de 15 años que se graduó de manera anticipada del colegio El Rosario de Manizales, muestra cómo el acercamiento temprano a la ciencia puede traducirse en soluciones concretas para problemas reales. Ella participó en el desarrollo y validación del método para detectar Edta en cacao. Foto: Natalia López Arboleda, Unimedios Manizales.

A diferencia de otras técnicas, el método no requiere procesos complejos de separación ni equipos de gran tamaño. Esto abre la posibilidad de realizar controles más rápidos y frecuentes, con menores costos y sin depender de laboratorios altamente especializados.

Probado en cacao real

Para la validación del método, primero se realizaron pruebas en agua, usando concentraciones conocidas de Edta, lo que permitió calibrar el sistema y establecer cómo respondía la señal eléctrica ante distintas cantidades del compuesto. Luego, el procedimiento se aplicó a muestras reales de cacao, tanto en estado líquido como sólido, un desafío mayor por las características físicas del alimento.

El cacao derretido es espeso, se solidifica con rapidez y genera interferencias en las mediciones. Para superar estas dificultades, fue necesario mantener las muestras a temperatura controlada durante el análisis y ajustar el sistema para reducir el ruido en las señales eléctricas, un factor clave para obtener resultados confiables.

“Fue necesario mantenerlo caliente durante las mediciones y reducir el ruido en las señales eléctricas para obtener resultados confiables”, señala la joven investigadora.

Las pruebas incluyeron diferentes concentraciones de Edta, lo que permitió comprobar que la respuesta eléctrica del sistema guarda una relación directa con la cantidad presente en la muestra. En términos simples, a mayor concentración del compuesto, mayor es la señal registrada, lo que hace posible no solo detectarlo, sino estimar cuánto hay en el cacao.

Los resultados mostraron que el método permite identificar dicho compuesto en cacao de forma más rápida y económica que los análisis tradicionales, sin sacrificar sensibilidad. Esto podría facilitar el control de calidad, reducir costos y disminuir la dependencia de laboratorios altamente especializados, especialmente en contextos donde el acceso a este tipo de servicios es limitado.

Por el carácter innovador del procedimiento y su potencial aplicación en la industria alimentaria, la propuesta se encuentra actualmente en proceso de protección intelectual, un paso que busca resguardar el desarrollo y abrir el camino para su eventual transferencia y uso a mayor escala.