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LA NANOTECNOLOGÍA: APLICACIONES DE LA QUÍMICA EN LA 
INGENIERÍA DE ALIMENTOS 
 
Yovera, Mario 1*, Vizcaya, Teodoro 2 y Mendoza, M. Alejandra 3 
1. Universidad Nacional Experimental del Yaracuy. 2. Hospital Dr. Egidio Montesinos, Ministerio del 
Poder Popular para la Salud. 3. Universidad Centroccidental “Lisandro Alvarado” 
* dragma2000@hotmail.com 
 
Palabras clave: Nanotecnología, ingeniería de alimentos, nanomateriales, agricultura, inocuidad alimentaria 
 
Resumen 
En las últimas décadas se ha hecho evidente el vertiginoso desarrollo de nuevas tecnologías para 
el mejoramiento agrícola de cultivos y tratamientos de alimentos, se trata de maximizar su 
producción y distribución, además de la conservación postcosecha y almacenamiento eficiente 
que permita garantizar la vida útil y disponibilidad de los alimentos con la intención de obtener 
alimentos inocuos y sanos. Entre las tecnologías emergentes se encuentra la nanotecnología, 
entendida como aquella tecnología en la cual los materiales y estructuras se encuentra a una 
escala nanométrica, es decir un tamaño alrededor de hasta 100 nm (1 nm equivale a 10-9 m), o 
sea, la milmillonésima parte de la unidad métrica. Los nanomateriales adquieren propiedades y 
características distintas que las de mayor escala, en este sentido la Química y la Ingeniería juegan 
un papel fundamental en el estudio de estos nuevos productos a nanoescala. Además, promete la 
creación de varios tipos de nanomateriales aplicables en la investigación agrícola, métodos de 
diagnósticos de inocuidad alimentaria y en procedimientos de restauración ambiental, entre otros. 
Sin embargo, es necesario evaluar no solo los beneficios que aporta, sino también los posibles 
riesgos que pueden traer consigo las nanopartículas y el impacto ambiental sobre su degradación. 
El presente artículo, es producto de una investigación de tipo documental y se efectuó a través de 
la revisión crítica de artículos científicos para el análisis del estado del arte del conocimiento 
acerca del uso de la nanotecnología y la creación de nanomateriales apoyados en la Ingeniería de 
Alimentos a partir de investigaciones en este campo y su aplicación en la agricultura y 
producción de alimentos. 
 
Introducción 
Actualmente, los avances en el estudio científico de la materia a escala atómica han permitido 
consolidar un nuevo campo de conocimiento, la nanotecnología, cuyas implicaciones sociales han 
sido más profundas que las sucedidas con cualquier otra tecnología en los últimos siglos desde la 
Revolución Industrial. En efecto, Barrere y col (2009) han considerado a la nanotecnología como 
“la nueva revolución industrial” p. 28, por el impacto geopolítico que puede ser estratégico para 
el desarrollo científico, tecnológico y socioeconómico mundial. 
En general, la nanotecnología representa un potencial para el desarrollo científico y tecnológico 
global, sin embargo, el rápido y creciente desarrollo de esta tecnología ha vuelto inevitable el 
debate sobre las implicaciones éticas en sus aplicaciones y usos. Barrere y col (2009), plantean la 
susceptibilidad en temas como “la equidad, el incremento en la brecha entre países más y menos 
industrializados; el medioambiente, los nanomateriales como posibles contaminantes; la 
seguridad, dispositivos no detectables y nuevas armas; y la biotecnología, modificación de 
organismos vivos, entre otros” p. 28. Por tanto, los acuerdos internacionales y las instituciones, 
con las regulaciones existentes y las que deben crearse, están destinadas a prevenir los usos 
destructivos o accidentales que puedan producirse y fomentar la investigación para explorar los 
posibles impactos medioambientales y principalmente los efectos sobre la salud. 
 
La Nanotecnología puede definirse como la creación y diseño de materiales y dispositivos a 
nanoescala capaces de cumplir una función específica, y la explotación de fenómenos y 
propiedades de la materia a escalas nanométricas, es decir un tamaño alrededor de hasta 100 nm 
(1 nm equivale a 10-9 m), o sea, la milmillonésima parte de la unidad métrica, o bien la 
millonésima parte de un milímetro. En esta escala se encuentran las dimensiones de las partículas 
atómicas y moleculares. Según Molins (2008) “el tamaño de un átomo oscila entre 0,1 y 1 nm, 
mientras que las moléculas simples pueden estar entre 1 y 10 nm, los virus entre 10 – 100 nm y 
las bacterias de 1.000 a 10.000 nm” p. 38. Por su parte, Miller y Senjen (2008) mencionan que “la 
molécula de ADN mide 2 nm, una molécula de proteína 5 nm y un glóbulo rojo 7.000 nm” p. 1. 
Por ello, se considera la importancia en el manejo y manipulación de la materia a nanoescala 
como parte fundamental para el avance de esta tecnología. Esto ha sido posible por el desarrollo 
de instrumentos microscópicos potentes que permiten realizar mediciones a nanoescala como lo 
plantea Cuberes (2007) “la implementación de nuevas técnicas de microscopías han permitido la 
caracterización de materiales a escala nanométrica e incluso su manipulación” p. 3. 
 
La Red Venezolana de Nanotecnología (2010), afirma que “al igual que la biotecnología y las 
tecnologías de información, la nanotecnología surge de la fusión de múltiples disciplinas como la 
ingeniería, la física y la química moderna, introduciendo una novedad cualitativa” p. 2. De allí su 
carácter transdisciplinario, y también su potencialidad de converger con otros campos de 
investigación y del conocimiento introduciendo nuevos modos en los procesos de producción de 
bienes y servicios. Por esta razón se considera una de las nuevas tecnologías emergentes como se 
ha presentado en artículos de investigación por la comunidad científica. Asimismo, las ventajas 
que implica la relación entre esta nueva tecnología pueden ser ilustradas ampliamente, en este 
caso particular, se expondrá la nanotecnología con la química y la ingeniería de alimentos para la 
elaboración de nanomateriales capaces de proporcionarle nutrientes a las plantas de manera más 
eficiente, por ejemplo partículas nanométricas emulsionadas que se mezclan completamente con 
agua y se emplean en la producción de cultivos hidropónicos maximizando su aprovechamiento, 
como lo exponen Miller y Senjen (2008). Igualmente ocurre con la obtención de aditivos 
alimenticios, por ejemplo una base de licopeno sintético de 200 nm usado como antioxidante de 
alimentos, jugos y bebidas, cereales, entre otros. 
 
 
 
 
 
Nanotecnología y Nanociencia 
Como se ha mencionado, la Nanotecnología es una nueva tecnología emergente sustentada en la 
ingeniería, la física y la química moderna, para producir dispositivos o materiales a nanoescala y 
la capacidad para caracterizar, diseñar, producir y controlar dichos materiales. Desde un punto de 
vista práctico, esta tecnología constituye un conjunto de técnicas diferentes, pero que tienen en 
común el tamaño a las que operan, la nanoescala, es decir la milésima parte de lo que hasta hace 
pocas décadas se conocía como microescala o escala microscópica como lo señala la Red 
Venezolana de Nanotecnología (2010). 
 Es importante señalar, a partir de las definiciones dadas por varios autores, la diferencia entre 
nanotecnología y nanociencia. En este sentido, Barrere y col (2009) explican que la nanociencia 
“son generadoras del conocimiento básico sobre esta fenomenología específica a la escala 
mesoscópica, tanto desde el punto de vista de la física como de la química y la biología” p. 27. 
Por su parte, Coppo (2009) sostiene que “los progresos actuales pueden calificarse más bien de 
nanociencia, cuerpo de conocimiento que sienta las bases para el futuro desarrollo de una 
tecnología basada en la manipulación detallada de las estructuras moleculares” p. 62. 
Esencialmente, la nanociencia puede ser definida como el estudio de la materia a nivel de 
nanoescala (atómica y molecular) y la generación de conocimiento en esta área a través de la 
aplicación de métodos experimentales que permitan observar,explorar, analizar y establecer 
teorías que la sustenten. 
 
Nanomateriales 
Los Nanomateriales son todas aquellas estructuras moleculares creadas y diseñadas a partir del 
manejo atómico de la materia, con características únicas y nuevas, diferentes a las del material 
original de los que se derivan, así como lo plantea Molins (2008). Por su parte, Cuberes (2007) 
establece “las propiedades de los nanomateriales dependen de cómo están orientados los átomos 
que los constituyen. Además, cuando se manipula la materia a escala atómica y molecular, se 
ponen de manifiesto fenómenos y propiedades nuevas” p. 1. Asimismo, explica Coppo (2009) 
que “a tal escala, la materia adopta propiedades muy diferentes de las que exhibe a gran escala” 
p. 63. De estas consideraciones, se indica que los Nanomateriales son más fuertes, más 
resistentes, más ligeros, mejores conductores, más porosos y menos corrosivos, lo que los 
convierte en materiales con propiedades extraordinarias en comparación con los correspondientes 
materiales existentes. Para ilustrar esto, se pueden mencionar los fullerenos o buckyballs, 
nanotubos, dendrímeros, puntos cuánticos, nanoenvolturas, nanogotas y nanorobots, entre tantos. 
En efecto, las partículas a escala nanométrica siguen las leyes de la física cuántica, sostiene 
Molins (2008) “a nivel de nanopartículas, pueden ocurrir cambios en las propiedades químicas, 
eléctricas, magnéticas, mecánicas y biológicas del material que lo diferencia del correspondiente 
en su forma normal, sin alterar su composición química” p. 40. Por estas razones se puede inferir 
que las características nuevas que presentan las nanopartículas se basan en su flexibilidad, 
resistencia, conductividad, tensión superficial e incluso la coloración. 
 
Figura 1. Fullereno o Buckybola C60 
Entre los nanomateriales de primera generación se 
encuentran los fullerenos, específicamente la 
buckybola, denominación dado el parecido a la esfera 
geodésica de Buckminster Fuller; son estructuras 
diminutas con base en carbonos configurados en 
forma similar a un balón de fútbol. Por ejemplo, en el 
caso de la agricultura se tiene, nanocápsulas esféricas 
para transportar fertilizantes y agroquímicos. En la 
ingeniería de alimentos se cuenta con nanopartículas 
que contienen potenciadores del sabor y 
nanopartículas para mantener la viscosidad del 
producto alimenticio, entre otros. 
 
Otra de las configuraciones de 
fullerenos en forma cilíndrica, como un 
tubo o una red alambre enrollado, se 
tienen los nanotubos, con alta 
flexibilidad y extraordinaria resistencia. 
Estos y otros nanomateriales se han 
utilizado ampliamente en electrónica, 
computación, energía y combustibles, 
materiales de construcción, textiles, 
medicina, medioambiente, suelos, 
tratamiento de aguas, deportes, 
industria automotriz hasta el uso 
condenable en armamentos. 
 
Figura 2. Nanotubo de carbono 
 
Usos de los Nanomateriales en Agricultura y Alimentos 
Antes de abordar este tópico fundamental, es necesario definir el concepto de nanoalimentos que 
será citado en adelante. Según Miller y Senjen (2008), los nanoalimentos “son todos aquellos 
alimentos que han sido cultivados, procesados, tratados o empacados utilizando las técnicas o 
herramientas nanotecnológicas” p. 2. Los autores citados exponen en su artículo una lista de 
nanoalimentos, aunque confiesan “dada la renuencia de los fabricantes de alimentos a entablar un 
diálogo sobre el uso de la nanotecnología, es probable que nuestra lista solo represente una 
fracción de los nanoalimentos disponibles comercialmente” p. 2. Sin embargo, es notable el 
hecho de las aplicaciones de la química y la ingeniería de alimentos en el diseño de 
nanomateriales que le proporcionen características favorables tanto a los cultivos como a los 
alimentos. Por su parte, Coppo (2009), establece la utilidad de insumos agrícolas a nanoescala, 
entre las que destaca: “mejora de la producción, agricultura de precisión, plaguicidas, herbicidas, 
invernaderos, reducción del uso de agua de riego, suelo, fertilizantes y fitosanitarios, detección de 
niveles de agua, nitrógeno, nutrientes, plagas, polen y agroquímicos” p. 68. En este orden de 
ideas, Molins (2008), afirma que “las posibilidades de las nanopartículas de penetrar las células 
es el de un nanoplaguicidas que atacaría la película que recubre la semilla de las malezas” p. 42. 
La creación de estas nanopartículas se les atribuye a la investigación conjunta de institutos 
agrícolas de México e India, cuyos resultados se basan en la detención de la germinación, porque 
las partículas del suelo no podrán impedir la deposición del nanoplaguicida en el lugar donde se 
encuentra las semillas de la maleza. 
 
Tabla 1: Lista de aplicaciones en nanoalimentos 
En Agricultura En Procesamiento de 
Alimentos 
En Envasado de 
Alimentos 
En Suplementos 
Nanocápsulas para 
transportar pesticidas, 
fertilizantes y otros 
agroquímicos 
Nanocápsulas para mejorar 
la biodisponibilidad de los 
nutracéuticos en 
ingredientes estándar, 
como los aceites vegetales 
Anticuerpos adheridos a 
nanopartículas 
fluorescentes 
Nanopolvos que aumentan 
la absorción del nutriente 
 
Transporte de hormona de 
crecimiento y vacunas 
Nanocápsulas que tienen 
potenciadores del sabor 
Nanosensores 
biodegradables para el 
monitoreo de temperatura 
y humedad 
Nanoencapsulación de 
nutracéuticos para una 
mejor absorción y 
estabildad 
Nanosensores para el 
monitoreo de las 
condiciones de suelo y del 
crecimiento de la cosecha 
Nanopartículas que 
contienen agentes 
utilizados para mantener la 
viscosidad del producto 
Nanofilms utilizados como 
barreras para prevenir el 
daño del alimento y la 
absorción de oxígeno 
Nanopartículas que 
distribuyen nutrientes a 
las células de manera más 
eficiente sin afectar el 
color o sabor del alimento. 
Nanochips para 
identificación 
Nanocápsulas que 
contienen infusiones a base 
de esteroles vegetales para 
remplazar el colesterol de 
la carne 
Nanosensores 
electroquímicos para 
detectar el químico etileno 
Nanopartículas con 
vitaminas para una mejor 
absorción de las mismas 
Nanosensores para la 
detección de patógenos 
animales o vegetales 
Nanopartículas que 
remueven químicos o 
agentes patógenos en 
alimentos 
Nanopartículas 
antimicrobianas y 
fungicidas 
Nanopolvos que aumentan 
la absorción del nutriente 
 
Nanopartículas para 
transportar ADN a las 
plantas (ingeniería genética) 
Nanoemulsiones para una 
mejor disponibilidad y 
dispersión de nutrientes 
Envases más ligeros, 
fuertes y resistentes al 
calor con nanopartículas de 
silicatos 
Nanopolvos que aumentan 
la absorción del nutriente 
 
Fuente: Yáñez y Jarrín (2009) 
 
Aplicaciones de la Nanotecnología en la Ingeniería de Alimentos 
En un estudio realizado en la industria Suiza se realizó un muestreo con 197 compañías de las 
cuales 43 declararon usar o producir nanopartículas, 11 importaron y comercializaron productos 
que contenían nanopartículas, especialmente derivadas de Ag, Al, Fe, Si, Ti y Zn; del total, las 
industrias de alimentos fueron las que emplearon mayores cantidades de nanopartículas, como lo 
aseguran Schmid y Riediker (2008). Por otro lado, Cintas Izarra (2006), asegura que “el uso de la 
nanotecnología en la industria alimentaria está en despegue, investigando su impacto en el 
fortalecimiento de la calidad y seguridad de los alimentos a través del uso de biosensores”. Entre 
los biosensores destacan: nanochips, microarrays, nariz y lengua electrónica, análisis de 
composición, estimación de la vida útil y frescura, detección y neutralización de 
microorganismos alterantes y patógenos, aditivos, fármacos, toxinas, metales pesados, 
plaguicidas, fertilizantes, contaminantes abióticos, detección de factores antinutricionales y 
alérgenos. Además, el control de procesos, envases activos y nanoenvases, desarrollo de nuevos 
alimentos, gastronomía molecular, alimentos interactivos, funcionales, nutritivos y más 
saludables,mejores características organolépticas y reológicas, en fin, mejora en la calidad y 
costos de producción. 
Actualmente se están desarrollando investigaciones de otras aplicaciones como la detección 
rápida, portátil y simultánea de agentes patógenos en los alimentos como la Salmonella, 
Escherichia Coli, y la Listeria monocytogenes. En este sentido, Roach (2006) establece de 
acuerdo a los investigadores que han trabajado con éste método de análisis, “en el proceso se 
emplean nanocables y anticuerpos de modo que se puedan determinar simultáneamente la 
presencia y el tipo de contaminación, así como su concentración”. El método consiste en 
asignarle a cada nanocable un patrón reconocible de barras plateadas y doradas, del tipo de un 
código de barras minúsculos, y se depositan en una cinta. Luego, se colocan bacterias o virus 
patógenos específicos en cada nanocable. Para ilustrar esta técnica se toma como ejemplo lo 
siguiente, el nanocable A con el anticuerpo de Salmonella y el nanobable B el de E. coli; Durante 
el uso, estas cintas se colocan sobre la carne u otro alimento, y en presencia de Salmonella las 
células se unirán con el anticuerpo correspondiente al nanocable A. la detección se hace posible 
mediante la aplicación de solución fluorescente que contiene multitud de anticuerpos, luego los 
nanocables son expuestos a los anticuerpos fluorescentes y agentes patógenos, esto se conoce 
como inmunoensayo. Como cada nanocable es reconocible por sus bandas plateadas y doradas, 
un procesador electrónico indicará el instante en que agentes patógenos están presentes y su 
concentración. A continuación se muestra una lista de alimentos, materiales de empaque y 
productos agrícolas que contienen nanomateriales diseñados a través d la Nanotecnología y la 
Ingeniería de Alimentos. 
 
 
Tabla 2: Lista de algunos alimentos, materiales y empaques de alimentos y productos agrícolas 
que contienen nanomateriales 
TIPO DE 
PRODUCTO 
Nombre producto y 
fabricante 
Nano-contenido Propósito 
Suplemento 
Nutricional 
Polvo nano-farmacéutico 
“Microhidrin”, RBC 
Lifesciences 
Jaulas 
moleculares de 1 
a 5nm, hechas de 
complejo hídrido-
sílice mineral 
Microhidrin de tamaño nano, tiene potencia 
incrementada y biodisponibilidad. Exposición 
a humedad libera iones H y actúa como un 
poderoso antioxidante 
Bebida Nutricional Chocolate Oat, mezcla 
para bebida nutricional, 
Toddler Health 
Partículas de 
hierro de 300nm 
(SunActive Fe) 
Partículas de hierro de tamaño nano han 
incrementado la reactividad y la 
biodisponibilidad 
 
Material en 
contacto con 
alimentos (equipo 
de cocina) 
Tabla de corte de nano-
plata, A-Do Global 
Nano-partículas 
de plata 
Partículas de nano-plata han incrementado 
propiedades antibacteriales 
Material en 
contacto con 
alimentos (vajilla) 
Mug para bebé de nano-
plata, Baby Dream 
Nano-partículas 
de plata 
Partículas de nano-plata han incrementado 
propiedades antibacteriales 
Material en 
contacto 
con alimentos 
(batería de cocina) 
Batería de cocina 
antibacterial, 
Nanocaretech/ NCT 
Nano-partículas 
de plata 
Partículas de nano-plata han incrementado 
propiedades antibacteriales 
Empaque de 
comida 
Adhesivo para 
contenedores de 
hamburguesa 
McDonald´s, 
Ecosynthetix 
Nano-esferas de 
almidón de 50nm 
a 150nm 
Estas nano-partículas tienen 400 veces el área 
de superficie de las partículas de almidón. 
Cuando son usadas como un adhesivo, 
requieren menos agua y –por lo tanto- menos 
tiempo y energía de secado 
Empaque de 
comida 
Empaque plástico 
Durethan® KU 2-2601, 
Bayer 
Nano-partículas 
de sílice en un 
nano-compuesto 
basado en 
polímero 
Nano-partículas de sílice en plástico previene 
la penetración de oxígeno y gas al empaque, 
extendiendo la vida del producto sobre el 
mostrador 
Aditivo de comida Preservante Aquasol, 
AquaNova 
Cápsula a nano-
escala de 
substancias 
lipofílicas o 
insolubles en agua 
Ingredientes activos circundantes dentro de 
nano-cápsulas solubles, incrementan la 
absorción dentro del cuerpo (incluyendo 
células individuales) 
Tratamiento para 
crecimiento de 
plantas 
PrimoMaxx, Syngenta Emulsión de 
partículas de 
tamaño 100nm 
Usando partículas de tamaño nano se 
incrementa la potencia de ingredientes 
activos, reduciendo potencialmente la 
cantidad a ser aplicada 
Fuente: Miller y Senjen. (2008) 
 
 
Métodos 
La presente investigación es de tipo documental, y se efectuó a través de la revisión crítica y 
analítica de artículos científicos para el análisis del estado del arte del conocimiento acerca del 
tema en estudio. 
 
Resultados y discusiones 
En este artículo se han presentado de forma general, con una visión teórica, los conceptos básicos 
asociados a la nanotecnología, el desarrollo de nanopartículas, la relación entre la nanotecnología 
y la ingeniería de alimentos para su aplicación en la agricultura y producción de alimentos, con 
las implicaciones en la salud y el medioambiente, además de la situación actual del panorama 
mundial y el caso del potencial de esta tecnología emergente en el desarrollo de nuevos productos 
alimenticios. Se estima que en la actualidad existen en el mercado más de 600 nanoalimentos y 
casi 500 aplicaciones en envases de alimentos. 
A pesar de los grandes beneficios en la aplicación de la nanotecnología en el diseño y creación de 
nanoalimentos que se ha presentado en este artículo, se considera necesario resaltar los posibles 
riesgos de esta tecnología sobre la salud y el medio ambiente. En este sentido, la producción, uso 
y disposición de alimentos, empaques alimentarios y productos agrícolas que contienen 
nanomateriales manufacturados resultan inevitables su liberación y deposición en el medio 
ambiente. Los limitados estudios que analizan los efectos ecológicos de los nanomateriales no 
han permitido demostrar el nivel de toxicidad y los posibles daños ambientales, sin embargo, 
varios países han comenzado a proponer regulaciones en su uso. Este es el caso de Estados 
Unidos, que a través de la Agencia de Protección medioambiental ha formado un comité 
recientemente para establecer las regulaciones necesarias, pero hasta la fecha no se ha avanzado 
lo suficiente. Por otro lado, los nanomateriales y nanotecnología han sido prohibidos en alimentos 
orgánicos por la Asociación de Suelos de Inglaterra. Más aun, el problema de legislación se 
agrava, debido a que los nanoalimentos, al igual que los alimentos genéticamente modificados, 
no están etiquetados, el público no está al tanto del consumo de los mismos, motivos por los 
cuales se considera necesaria la discusión de los posibles riesgos de esta tecnología en aras de 
garantizar alimentos inocuos a la población. 
 
Conclusiones 
La Nanotecnología ofrece un campo enorme de posibilidades para mejorar y aumentar la 
producción de alimentos. Esta tecnología emergente debe ser considerada un área de 
conocimiento de suma importancia para la humanidad, debido al potencial en inocuidad 
alimentaria y protección ambiental. En este sentido, la nanotecnología está permitiendo 
aplicación en la fotocatálisis, un proceso en el que la luz fomenta una reacción entre compuestos 
como residuos de plaguicidas y el nanomaterial, sin que este se consuma. En inocuidad de 
alimentos, la fotocatálisis podría aplicarse en la superficie de las frutas y hortalizas frescas para 
eliminar los residuos de agroquímicos tóxicos y destruir bacterias. Este proceso sería útil en la 
descontaminación del agua para consumo humano y usos agrícolas. 
Aunado a esto, los nanoalimentos prometen la habilidad de modificar las características 
organolépticas de los alimentos de acuerdo al gusto y necesidades nutricionales del consumidor. 
Actualmente, se están empleando nanoalimentos para aumentar la vida útil del producto, alertar 
al consumidor si el alimento está contaminado y reparar los envases dañados. Además, el uso de 
nanopartículas con antioxidantes encapsulados que resisten el paso por el tracto intestinal y lleganal torrente sanguíneo con mayor concentración aumentando la capacidad nutricional en beneficio 
de la salud. 
Finalmente, no sólo es necesario evaluar los potenciales riesgos en el uso de la nanotecnología en 
la ingeniería de alimentos como se ha mencionado, sino también propiciar la investigación en 
este fascinante campo para contribuir al avance de la tecnología en el futuro. 
 
 
 
 
 
Referencias 
 
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