Descubrir el fraude alimentario gracias a los cuantos de luz

Compruebe el contenido y el origen de los alimentos de forma más rentable

08.12.2022 - Alemania

Al hacer la compra en el supermercado, los consumidores deben poder confiar en el etiquetado de los alimentos. Pero, ¿es siempre correcto? En el proyecto conjunto QSPEC, AMO GmbH, Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH), AG Photonische Quantentechnologien der Leibniz Universität Hannover (LUH), TOPTICA Photonics AG, AMOtronics UG y Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik (DIL) quieren desarrollar un nuevo método de análisis que utilice los efectos de la mecánica cuántica para comprobar el contenido y el origen de los alimentos de forma más rentable.

El fraude en las declaraciones de ingredientes alimentarios no sólo puede causar perjuicios económicos, sino también riesgos para la salud. Por ello, los laboratorios utilizan pruebas de autenticidad para determinar si el origen geográfico declarado de los alimentos es correcto, si realmente se han omitido ciertos ingredientes, como el aceite de palma, o si no se han añadido otros ingredientes. Hasta ahora, para estos análisis se ha utilizado la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN). La espectroscopia de RMN permite identificar claramente casi cualquier sustancia orgánica en una muestra dada. Sin embargo, los análisis son muy caros: los equipos necesarios son grandes, complejos y cuestan varios millones de euros.

Medición sin contacto mediante cuántica

En el proyecto QSPEC, financiado por el BMBF, AMO, LZH, la AG Photonic Quantum Technologies de LUH, TOPTICA, AMOtronics y el DIL quieren desarrollar ahora un método de ensayo alternativo: El método de espectroscopia cuántica será más compacto, barato y altamente sensible.

Medición con cuantos entrelazados

"Estamos investigando un método que permita medir la sustancia a analizar en una longitud de onda mediante fotones entrelazados y detectar la información obtenida en otra longitud de onda", explica el Dr. Stephan Suckow, jefe del grupo de nanofotónica de AMO GmbH y coordinador conjunto del proyecto QSPEC.

"En el primer paso, se genera un par de fotones entrelazados formado por un fotón de longitud de onda larga y otro de longitud de onda corta", explica el Dr. Suckow. El fotón de onda larga interactúa ahora con la muestra, cambiando su fase, por ejemplo. Este par de fotones manipulado se introduce en otro proceso en el que se genera otro par de fotones. La información contenida en el par se transforma mediante interferencia cuántica, de modo que finalmente puede leerse simplemente por la tasa de recuento de los fotones de onda corta. Como portadores de información, los fotones de onda corta son especialmente fáciles de medir con la tecnología actual. El ancho de banda de los pares de fotones permite resolver espectralmente la muestra.

"Los espectros resultantes de las muestras individuales de alimentos son como huellas dactilares", explica el Dr. Suckow. "Luego podemos comparar estas huellas dactilares con otras muestras de referencia y sacar así conclusiones sobre ingredientes y características geográficas".

El objetivo: nuevas herramientas analíticas para garantizar la calidad de los alimentos

Para generar los peines de frecuencias cuánticas se necesitan nuevas fuentes de rayos láser, que LZH y TOPTICA están desarrollando para el proyecto. AMO GmbH utilizará métodos nanolitográficos para crear chips que alojen la tecnología necesaria en un espacio muy reducido. AMOtronics aportará la electrónica ultrarrápida necesaria para la detección. A continuación, el Instituto de Fotónica de LUH combinará los componentes individuales en un sistema para que el DIL pueda probar el nuevo método y crear una biblioteca de referencia.

A partir de la composición de los ingredientes, se puede determinar sin lugar a dudas el origen del aceite de oliva, el zumo de frutas, la miel y muchos otros alimentos. También es posible detectar contaminantes en las concentraciones más pequeñas. Esta sería la base de una nueva generación de herramientas analíticas que permitirían una garantía de calidad exhaustiva en la producción de alimentos.

Acerca de QSPEC

El proyecto QSPEC pretende sentar las bases de una nueva generación de herramientas analíticas cuya sensibilidad sea casi comparable a la de la RMN, pero mucho más rentables. QSPEC está financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF) como parte de la medida de financiación "Proyectos faro en tecnología de medición cuántica para abordar retos sociales".

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.

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