Alrededor de 2000 millones de personas sufren deficiencia de hierro, un problema de salud global que provoca cansancio, mareos y riesgo de anemia. Un equipo de investigadores ha ideado una solución capaz de integrarse en bebidas y alimentos cotidianos sin alterar su sabor ni propiedades.
La carencia de hierro es una de las deficiencias nutricionales más comunes en el planeta y afecta tanto a países en desarrollo como a regiones industrializadas. Aunque los suplementos tradicionales y la fortificación de alimentos son estrategias conocidas, su eficacia ha estado limitada por problemas como la baja absorción, la degradación del mineral durante el procesado o almacenamiento y el sabor metálico que puede generar. Ahora, un grupo de científicos del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha desarrollado un nuevo enfoque que podría transformar la forma en que se abordan estas carencias a gran escala, según detallan en un estudio publicado en la revista científica Matter.
El avance consiste en unas diminutas estructuras cristalinas denominadas metal-organic frameworks (MOF), que actúan como microcontendedores capaces de transportar hierro y otros minerales esenciales directamente a los alimentos y bebidas. Esta tecnología permitiría, por ejemplo, añadir hierro a un café, un pan o una sopa sin que el consumidor perciba cambios en el sabor, la textura o el aroma, algo que hasta ahora ha sido un obstáculo para su aceptación masiva.
Un desafío nutricional de dimensiones globales
El déficit de hierro no solo causa fatiga y debilidad, sino que también está relacionado con un menor rendimiento cognitivo, retrasos en el desarrollo infantil y, en casos graves, con la anemia ferropénica. En mujeres embarazadas, esta deficiencia aumenta el riesgo de complicaciones durante el parto y en el recién nacido, incluida una mayor mortalidad infantil. Según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud, cerca de un tercio de la población mundial presenta niveles insuficientes de hierro.
Combatir esta deficiencia ha sido un reto por décadas. Aunque la fortificación de alimentos con hierro ha demostrado ser una estrategia eficaz en algunos países, la implementación no siempre es sencilla. El hierro puede reaccionar con otros compuestos presentes en los alimentos, como los polifenoles, lo que reduce su biodisponibilidad. Además, estas reacciones químicas suelen dar lugar a un sabor metálico y a cambios en el color del producto, lo que disminuye la aceptación por parte de los consumidores.
Ana Jaklenec, coautora del estudio, explica que la clave del nuevo desarrollo ha sido crear un sistema que pueda incorporarse fácilmente a cualquier dieta local sin necesidad de adaptaciones complejas. “Queríamos una solución que pudiera añadirse directamente a los alimentos básicos de distintas regiones. Lo que es habitual en Senegal no es lo mismo que en India o Estados Unidos. Nuestra meta era diseñar algo que no reaccionara con el alimento y que, al mismo tiempo, pudiera integrarse en una amplia variedad de preparaciones”, señaló.
La ciencia detrás de los MOF
Los metal-organic frameworks son materiales formados por átomos metálicos unidos mediante moléculas orgánicas llamadas ligandos, que conforman una estructura porosa con forma de jaula. Esta porosidad es lo que les permite albergar y proteger grandes cantidades de compuestos activos, como minerales o nutrientes, hasta que llegan al lugar adecuado para ser liberados.
En este caso, el equipo del MIT utilizó hierro como elemento metálico y fumárico como ligando. El ácido fumárico es un aditivo alimentario comúnmente empleado para realzar el sabor y conservar los alimentos, por lo que su uso es seguro y aceptado en la industria alimentaria. Esta combinación forma una estructura que impide que el hierro reaccione con compuestos presentes en alimentos como el café, el té, los cereales integrales o los frutos secos, evitando así la formación de complejos insolubles que el organismo no puede absorber.
Robert Langer, profesor del MIT y coautor del trabajo, destacó que este enfoque abre la puerta a una nueva generación de estrategias de fortificación de alimentos. “Estamos muy entusiasmados con esta posibilidad de mejorar la nutrición, especialmente en países en desarrollo, de una forma que sea sencilla, económica y escalable”, comentó.
Mejor que las técnicas previas
En investigaciones anteriores, el equipo había explorado la encapsulación de hierro en polímeros para protegerlo durante el procesado y almacenamiento. Sin embargo, este método requería grandes cantidades de polímero para funcionar, lo que reducía la cantidad de hierro que podía incorporarse en una porción estándar de alimento. Esto dificultaba alcanzar los requerimientos diarios recomendados únicamente a través de la dieta fortificada.
La ventaja de los MOF es que el hierro forma parte de la estructura misma, por lo que no es necesario añadir materiales extra que resten espacio para el nutriente. Además, los MOF permanecen estables en condiciones adversas, como altas temperaturas, humedad o almacenamiento prolongado, y solo se descomponen cuando alcanzan el ambiente ácido del estómago. Allí liberan rápidamente su contenido, lo que maximiza la absorción por parte del organismo.
Una solución doble: hierro y yodo
Uno de los aspectos más innovadores de este desarrollo es la capacidad de los MOF para transportar simultáneamente hierro y yodo, otro micronutriente cuya deficiencia es común en muchas partes del mundo y que está asociada a problemas en la función tiroidea y en el desarrollo cerebral.
El nuevo compuesto, denominado NuMOF, se diseñó para evitar que el hierro y el yodo reaccionen entre sí, lo que normalmente reduce su absorción. Los investigadores lograron cargar los MOF con yodo una vez formada la estructura que contiene el hierro, garantizando que ambos minerales lleguen intactos al organismo. Las pruebas demostraron que, tras su consumo por ratones, tanto el hierro como el yodo aparecían en el torrente sanguíneo pocas horas después.
Las evaluaciones de estabilidad confirmaron que los NuMOF resistían el contacto con agua hirviendo, la humedad y el calor prolongado sin perder su integridad. Esto significa que podrían incorporarse a productos que requieren cocción, como sopas, panes o guisos, así como a bebidas calientes como el café o el té, sin que el proceso afecte a su eficacia.
Potencial de aplicación y próximos pasos
El equipo de investigación trabaja ahora en la creación de una empresa derivada que desarrolle productos comerciales basados en esta tecnología, comenzando por bebidas y alimentos enriquecidos que puedan distribuirse tanto en mercados internacionales como en programas de ayuda alimentaria. La meta es que estas formulaciones lleguen a poblaciones vulnerables en las que la deficiencia de hierro y yodo es más frecuente, aunque también se contempla su introducción en países con economías desarrolladas como una estrategia de prevención.
La versatilidad del método permite además que, en el futuro, los MOF puedan cargarse con otros minerales esenciales como zinc, calcio o magnesio, adaptando las formulaciones a las necesidades específicas de cada región o grupo poblacional. Este enfoque modular podría revolucionar la forma en que la industria alimentaria aborda la malnutrición.
“Este es solo el inicio de un camino hacia una nutrición personalizada a gran escala”, señaló Jaklenec. “Si podemos fabricar estos suplementos de manera económica y añadirlos a alimentos que la gente ya consume a diario, podríamos reducir drásticamente la prevalencia de carencias nutricionales en todo el mundo”.
Retos para la implementación global
Aunque los resultados son prometedores, llevar esta tecnología del laboratorio a la mesa de millones de personas implica superar varios desafíos. Uno de ellos es la regulación alimentaria, ya que cada país tiene normativas específicas para la incorporación de aditivos y suplementos. Será necesario realizar extensos estudios clínicos en humanos para confirmar la seguridad y eficacia observadas en modelos animales.
Otro aspecto clave es la producción a gran escala. La síntesis de MOF debe ser eficiente, segura y económica para que el producto final sea accesible a las poblaciones más necesitadas. El equipo confía en que la simplicidad de los materiales empleados y la estabilidad del compuesto permitirán un escalado viable, pero aún deben optimizarse los procesos para la fabricación industrial.
Finalmente, la aceptación cultural y social jugará un papel crucial. La historia de la fortificación de alimentos ha demostrado que incluso soluciones técnicamente perfectas pueden fracasar si no se adaptan a los hábitos y preferencias de la población. Por ello, los investigadores planean trabajar con comunidades locales y autoridades sanitarias para diseñar estrategias de introducción y educación que fomenten la confianza y el uso regular del producto.
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