Se propone continuar el desarrollo de una línea de investigación básica y aplicada sobre el estudio de la propiedad luminiscente de las fracciones inorgánicas poliminerales que contienen los alimentos irradiados de origen marino y especias vegetales terrestre. Se utilizarán minerales tales como cuarzo y feldespatos sódicos o potásicos que están normalmente adheridos en los alimentos marinos como los moluscos, en especias y hierbas. Las fracciones minerales de cuarzo sedimentario ohidrotérmico se obtendrán del camarón y calamar de origen Mexicano de alto consumo. Los poliminerales cuarzo y feldespatos son de tipo policristalino por lo que pueden contener defectos puntuales como de tipo vacancias, iones intersticiales, substitucionales, y en su banda gap se generan trampas eficientes para retener pares de defectos electrónicos, que a su vez pueden generarse por la interacción de la radiación ionizante con las muestras poliminerales. Las trampas o subniveles de energía, pueden tener distintos valores de los parámetros cinéticos tales como energía de activación, frecuencia y diferentes órdenes de cinética de recombinación de los defectos puntuales. A su vez los defectos atrapados en la banda gap y los iones impurezas pueden excitarse mediante estimulación óptica o térmica, a la primera se le conoce como estimulación ópticamente estimulada (OSL) y la segunda como luminiscencia térmicamente estimulada (TL). Ambas emisiones luminiscentes pueden ocurrir si el material policristalino ha sido expuesto a ciertas dosis, desde dosis relativamente bajas hasta altas del orden de kGy como las que interesa para fines de aplicación en preservación y esterilización de alimentos de alto valor comercial y consumo en el país. Se utilizarán distintas longitudes de onda; verde, azul e infrarrojo, para excitar a las muestras y obtener un mejor análisis de las componentes de las emisiones OSL, TL, afterglow (AG), que a su vez son generadas por la recombinación luminiscente de los defectos. Las emisiones del cuarzo y feldespatos permitirán realizar las comparaciones y determinaciones de las componentes correspondientes del mineral en las muestras de alimentos. Así también de la fotoluminiscencia (PSL) que permitirá identificar si una muestra fue o no expuesta previamente a la radiación y cuya metodología puede ser transferida a la industria como control de calidad de las dosis. También se montará y poner en marcha un equipo en diseño actual de radioluminiscencia (RL) con una fuente de radiación beta de dosis bajas que permitirá ayudar al análisis de la formación de los defectos puntuales durante la irradiación en las muestras sólidas policristalinas, y el estudio de defectos intrínsecos en la red se hará con catodoluminiscencia (CL). Las muestras a estudiar serán alimento marino; el camarón deshidratado y el calamar fresco capturados en el Océano Pacífico frente a Sonora y Baja California, ambos productos comerciales, así también la especia Canela, la hierba Mate de importación, y la Papa del centro del país, y algunas especias más que se adapten al estudio y sean ricas en cuarzo y feldespatos. Entre las propiedades luminiscentes se analizarán la respuesta OSL, TL, AG, PSL y RL de las muestras de alimentos mencionados, mejoras a un modelo cinético, así también la respuesta de fading y ante luz UV y del espectro solar para analizar el efecto en las fracciones minerales simulando el escenario de exposición natural. Este estudio también abrirá una nueva línea de investigación en dosimetría retrospectiva de sedimentos y alimentos procesados por radiación.

La legislación en México en materia de irradiación de alimentos tiene fundamento legal en la Constitución Mexicana (artículos 4º, 27 y 123), con aspectos reglamentarios de competencia de la Secretaría de Salud, la Secretaría de Energía y la Secretaría del Trabajo, principalmente. Pero la derogación en 2004 de la Norma Oficial Mexicana NOM-033-SSA1-1993 (Secretaría de Salud, 1993), que establecía las disposiciones sanitarias de la irradiación de alimentos, generó una laguna legal que complica aún más un escenario nacional de por sí difícil en el rubro de la alimentación. Además se debe agregar el compromiso de México en el Protocolo de Montreal para abandonar las prácticas con gases dañinos a la capa de ozono, que todavía en México se utiliza para sanitizar alimentos secos y frescos. Tenemos la necesidad de contar con procedimientos seguros de identificación y control de dosis precisa a los productos comestibles para consumo interno y de exportación. Todo ello hace impostergable realizar investigación en el área de los alimentos en México, pues estos difieren en contenido de minerales y otras características propias a los producidos en países desarrollados como los de Europa, Asia o América del Norte, cuyas normativas son claras. En el Mundo, la validación del proceso de irradiación en general ha sido aprobada en su aplicación y recomendada por organismos internacionales además de observancia mundial como el Codex Alimentarius (1999), permiten tener la certeza de que los procedimientos y uso de la irradiación se desarrollen con un nivel de seguridad igual al de los países desarrollados. En este contexto, la contribución de este proyecto se centra primero en la discusión del aspecto básico de las emisiones luminiscentes (TL y OSL) que aún no está entendido y podrá permitir avances en el proyecto, y generar una nueva línea de investigación básica y de aplicación tecnológica hacia dosimetría retrospectiva tanto de alimentos como en estudios de sedimentos de ríos y océanos. En segundo lugar, contribuirá también a la aplicación tecnológica traducida en mejorar el control de las dosis adecuadas para los productos de mayor consumo nacional. Se mejorarían los protocolos optimizando la extracción adecuada de los poliminerales de especies marinas, condimentos y especias vegetales, y mejorar la detección luminiscente de los alimentos irradiados. Los datos que se obtengan se irán acumulando en un banco de información, que también podrá ser útil para generar una propuesta de nueva norma oficial Mexicana que pueda a limitar el criterio de dosis a los alimentos Mexicano y cuya aplicación se traduzca en dar valor agregado a los productos para consumo y exportación. Aún cuando el CODEX aplicado en los países de Europa indica en general los límites de dosis adecuados a los productos, no necesariamente son los mismos para los alimentos de otros países incluyendo México cuyos suelos son distintos y por ende el cambio de las propiedades físicoquímicas de los productos vegetales y la composición de las fracciones inorgánicas presentan variaciones y cuyos efectos en la detección se muestran distintos. Dentro de esta línea de investigación, con aplicaciones que están a la vista, está la posibilidad de identificar por fotoluminiscencia estimulada (PSL) a los alimentos provenientes de cualquier país o irradiador comercial nacional. En la parte básica, se contribuirá a la discusión sobre el papel que juegan las trampas térmicas y ópticas, esto es, TL y de luminiscencia ópticamente estimulada (OSL), pues hemos encontrado que no necesariamente son las mismas que se activan ante tal estimulación. Todavía no hemos determinado que la OSL sea aplicable a todos los alimentos de origen Mexicano. Lo cual lleva a la identificación de cierto tipo de trampas que responden bien a la TL pero no a la OSL, de aquí la importancia de diseñar o preparar materiales fósforos con propiedades de luminiscencia que puedan ayudar a la discusión de los distintos tipos de trampas para los pares electrón-hueco y el papel de las impurezas en las redes cristalinas o de los policristales, y además trampas que respondan tanto a la TL como a la OSL. En la preparación de los materiales con respuesta TL y para OSL, (entre los que están NaCl:Cu, ScTiO, ZnO, LiFMgF, dopados con iones de tierras raras, y AlO:C), se formará recursos humanos como estudiantes de licenciatura y de maestría y doctorado, además de una estancia posdoctoral de un estudiante ya doctorado. Otro de los rubros de contribución está en la posible aplicación a futuro inmediato en la determinación de niveles de dosis en el ambiente vegetal en casos de accidente radiológico con fuentes intensas de radiación. También influirá en la colaboración hacia estudios de control de maduración de frutas frescas mediante el retardo del proceso enzimático y cuyo potencial económico es grande en el mercado actual. Cabe decir que esta línea de investigación, ha despertado interés en la industria nacional y aún de grupos académicos del país y fuera, que han estado participando en colaboración mediante proyectos de intercambio académico. Si bien se tienen métodos establecidos para la detección de alimentos irradiados en la Comunidad Europea, en México no los hay para sus productos nativos de sus suelos que difieren en contenido y proporciones de las fracciones minerales de los alimentos frescos y deshidratados de alto consumo. El apoyo a este proyecto ayudará a contribuir a la colaboración con más grupos nacionales y desarrollar más rápidamente metodologías como las que estoy iniciando actualmente sobre la detección de otros productos como cigarros cuyos portadores fumadores pueden verse expuestos a la radiación también. En resumen, se puede enlistar al menos tres aspectos importantes en que contribuiría este proyecto propuesto: a). Un estudio sistemático del proceso de luminiscencia, la detección de la luminiscencia de los alimentos irradiados comerciales y en laboratorio, b).Identificar las fracciones minerales contenidas en el alimento en estudio, analizar los parámetros cinéticos de la fracción mineral, y analizar las estructuras de las curvas de brillo correspondientes a distintas dosis bajas y altas, del orden de Gy hasta kGy, c). Lograr un banco de datos que incluya los parámetros cinéticos y propiedades de la composición de las fracciones minerales e impurezas también, que serían de muestras de calamar, camarón, y especias procedentes de sitios ricos en cuarzos y feldespatos. El banco de datos de luminiscencia tendría el objetivo de ordenar las características luminiscentes de los alimentos de origen Mexicano y de importación. El desarrollo del proyecto permitiría posicionar a la Institución como líder en México en el área de propiedades luminiscentes y detección de alimentos irradiados.