La microscopia electrónica para conocer la estructura química de los alimentos

noviembre 25, 2022by Kalstein
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La microscopía electrónica constituye un método efectivo para evaluar la naturaleza química de los ingredientes y provee información complementaria para los análisis químicos. Este tipo de estudio aplicado a la ciencia y tecnología de alimentos tienen como propósito proporcionar datos sobre la calidad de los nutrientes que se encuentran presentes; detectar irregularidades en su estructura física; detectar el nivel de procesamiento de los componentes en el alimento; detectar contaminantes y crecimiento microbiológico; determinar contenido graso; entre otras.

¿Qué es un microscopio electrónico y cómo funciona?

Los microscopios electrónicos son instrumentos de gran utilidad en la ciencia de los alimentos. Mediante este tipo de instrumento es posible visualizar imágenes a niveles superiores en relación con los microscopios ópticos. En la industria, suelen utilizarse para llevar control de calidad y ejecutar análisis de fallas en procesos. En la tecnología de los alimentos se utiliza para un sin fin de aplicaciones, entre ellas  analizar texturas, estructuras geológicas, y mecanismos biológicos en los alimentos; y los contaminantes presentes en los productos como fibras, patógenos, etc.

El principio de su funcionamiento se basa en emplear electrones en vez de luz visible. Debido a que la longitud de onda de los electrones es mucho menor que la de los fotones, se utilizan para investigar ultraestructuras de variedad de especímenes. Los electrones son acelerados a altas velocidades, e impactan a la muestra de una forma equivalente a como la luz la podría iluminar, como resultado algunos electrones son reflejados por la muestra y otros la atraviesan. Las imágenes son llamadas micrografías, y son captadas por cámaras digitales especializadas y capturadores de fotogramas que detectan los electrones y construyen la imagen.

Tipos de microscopios electrónicos

Existen dos tipos de microscopios electrónicos, de los cuales destacan los siguientes detalles:

  • Microscopio electrónico de transmisión (MET): en este tipo de microscopio un fino haz de electrones es acelerado a gran velocidad y conducidos hacia la muestra mediante las lentes electromagnéticas, de tal forma que al impactar dicha muestra logren atravesar y producir una dispersión en diferentes trayectorias. Los electrones capturados por el detector dan lugar a la imagen de alta resolución, la cual es aumentada y proyectada sobre una pantalla fluorescente para ser visualizada. Esta técnica es útil para determinar detalles de estructura interna en la muestra.
  • Microscopio electrónico de barrido (MEB): el principio de funcionamiento de estos microscopios consiste en barrer la superficie de la muestra a analizar con un haz de electrones acelerados en su campo eléctrico mediante una diferencia de potencial. Luego, empleando un detector de electroimanes, se hace un escaneado recorriendo los distintos puntos de la superficie. En este proceso de irradiación, parte de la energía inicial de los electrones se transforma en calor o en emisiones de rayos X, también se produce la emisión de electrones secundarios. Este tipo de microscopios produce imágenes de alta resolución y gran profundidad de campo de la superficie de la muestra.

Partes de un microscopio electrónico

Los microscopios electrónicos se componen principalmente de:

  • Fuente de electrones: también llamado cañón de electrones, sería el equivalente a la fuente de luz de un microscopio óptico. Es un filamento de tungsteno que sirve para generar y dirigir un haz de electrones hacia la muestra. El filamento es calentado hasta que el nivel energético de los electrones de sus átomos es tal que pueden liberarse y luego ser dirigidos.
  • Lentes electromagnéticas: en el caso de los microscopios electrónicos, estas lentes producen campos eléctricos y magnéticos que permiten que la trayectoria de los electrones diverge o converge. De tal forma que su función es desviar la trayectoria dentro de la cámara de vacío.
  • Cámara de vacío: su función es evitar que los electrones interactúan con las moléculas del aire, de no ser así es imposible determinar la trayectoria de los electrones.
  • Detector o pantalla fluorescente: depende del tipo de microscopio. Si es un microscopio electrónico de barrido, el detector es un sensor cuya función es recoger y medir la información de los electrones que rebotan de la muestra. Si es un microscopio electrónico de  transmisión, la pantalla fluorescente es la que se encarga de recoger la información de los electrones que atraviesan la muestra.
  • Sistema de digitalización de muestras: es el sistema integrado de adquisición de datos, registro, software y hardware, que se encarga de la operación y control del microscopio, así como de procesar la información, análisis y registro de las imágenes capturadas.

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