Científicos del CONICET Santa Fe crearon un novedoso método para determinar la presencia de histamina en muestras acuosas

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“Explorando la potencialidad de combinar herramientas quimiométricas para el análisis de datos no multilineales en sistemas no lineales para calibración multivariada”, es el título de la investigación de Héctor Goicoechea y Mirta Alcaraz, investigadores del CONICET e integrantes del Laboratorio de Desarrollo Analítico y Quimiometría (LADAQ) de la Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas de la UNL. La investigación fue elegida para la tapa de la Analytica Chimica Acta, reconocida publicación de Ámsterdam, Países Bajos.

En el paper, Alcaraz y Goicoechea se propusieron determinar la presencia de histamina en muestras acuosas, combinando técnicas electroanalíticas con el modelado quimiométrico. La histamina es parte de las respuestas del sistema inmune y está relacionada a los síntomas de las alergias. Este compuesto es producido durante la biosíntesis natural de las proteínas en los seres humanos, pero también surge de la actividad bacteriana durante los procesos de fermentación y maduración de los alimentos. Determinar el nivel de histamina en muestras alimentarias es un indicador de frescura y calidad del producto.

Un ejemplo es su presencia en el vino tinto, ya que la misma es generada durante su fabricación y considerada como un contaminante, por lo tanto su determinación en muestras alimentarias es de gran importancia a fin de asegurar la inocuidad de los alimentos, aspecto clave por la intolerancia que pueden presentar algunos consumidores.

El trabajo comenzó en 2019 con la generación de datos, y prosiguió con el análisis quimiométrico de los mismos y la posterior interpretación de los resultados para, finalmente, proceder a la redacción del artículo científico.

Goicochea señala que “una de las principales desventajas encontradas para los análisis de rutina de muestras alimentarias es la determinación selectiva de los compuestos que están inmersos en matrices altamente complejas. En este sentido, la quimiometría se ha presentado como una herramienta poderosa que permite la determinación selectiva de los compuestos de interés haciendo uso de recursos matemáticos y estadísticos, superando las dificultades experimentales para la extracción y determinación de los compuestos de interés. La combinación entre la química analítica y la quimiometría ha sido ampliamente explotada para la resolución de numerosos sistemas para estudios cuantitativos y cualitativos”.

Muchas técnicas analíticas, como la espectroscopia, la cromatografía y la electroforesis capilar han sido combinadas con análisis quimiométricos, mostrando grandes ventajas frente al análisis clásico, como la reducción del tiempo experimental de análisis y el consumo de solventes. Sin embargo, las técnicas analíticas menos utilizadas son las electroquímicas, debido, paradójicamente, a su estrecha relación con la matemática y su gran sensibilidad en la detección de cambios experimentales.

El método analítico seleccionado para el análisis de histamina en muestras acuosas fue la medición de corriente de oxidación de la histamina, en presencia de histidina, por voltamperometría de pulso diferencial generada a distintos valores de pH del medio. Esta metodología presenta la ventaja de obtener mucha información de la sustancia de interés, de una manera experimental relativamente sencilla, lo que permitiría su determinación selectiva mediante el uso de herramientas quimiométricas. Sin embargo, el cambio de pH del medio conlleva modificaciones en la estructura química de la molécula, produciendo grandes cambios en la señal que dificultan la implementación de herramientas quimiométricas clásicas. Este fenómeno acarrea una falta de multilinealidad de los datos, lo que dificulta la resolución quimiométrica de los mismos.

Finalmente, Goicochea afirma que “el trabajo propuesto -a través de un análisis del comportamiento del sistema en términos cuali y cuantitativos e implementando las herramientas quimiométricas correctas-, se convierte en el primero en aplicar una técnica electroquímica para la medición de una sustancia a diferentes pH combinada con herramientas quimiométricas con fines cuantitativos. El desarrollo de esta línea de investigación básica es sumamente prometedora ya que habilita nuevas metodologías quimiométricas que amplían el rango de aplicaciones analíticas con métodos basados en sensores electroquímicos para diversos análisis biológicos, ambientales y de alimentos”.

Este trabajo obedece también a la cooperación con un grupo español, que estuvo a cargo de hacer el desarrollo experimental. Dicho grupo, conducido por el investigador Aresenio Muñoz de la Peña, es integrado por Mónica Palomino-Vasco, Nielene M.Mora-Diez, María Isabel Rodríguez-Cáceres y María Isabel Acedo-Valenzuela.