Biotecnología alimentaria y fermentación

Autor: Thomas Dietrich, Ingeniero en Biotecnología por la TU Berlin, Alemania. Gestor de proyectos en el área de Alimentación Saludable en Salud en TECNALIA. Publicación realizada en: https://www.tecnalia.com/blog/biotecnologia-alimentaria-fermentacion-ingredientes-alternativos

La demanda mundial de alimentos aumentará en las próximas décadas debido al crecimiento de la población mundial, lo que ejercerá presión sobre nuestro sistema alimentario. Además, el cambio climático afectará negativamente los rendimientos agrícolas de los principales cultivos, aumentando la inseguridad alimentaria.

Teniendo en cuenta también que las prácticas agrícolas actuales contribuyen significativamente a las emisiones de gases de efecto invernadero, un 17% directamente a través de actividades agrícolas, y de un 7% al 14% adicional mediante cambios en el uso del suelo, se requieren cambios radicales para preparar el sistema alimentario para los desafíos futuros.

La transformación adicional de hábitats naturales en áreas agrícolas no es una opción. Los límites planetarios indican que el mundo ya ha superado los límites para el cambio en los sistemas de tierras y se necesita la reforestación. Para superar estos desafíos, la biotecnología alimentaria y la fermentación proporcionan alimentos e ingredientes alternativos.

Desde los albores de la civilización, los seres humanos han utilizado la biotecnología y la fermentación

Una nueva hipótesis sugiere que la fermentación externa por microorganismos fue el impulsor de la expansión del cerebro humano al aumentar la biodisponibilidad de macro y micronutrientes. Los procesos biotecnológicos tradicionales utilizados por los humanos incluyen, por ejemplo, la masa madre para hacer pan, la producción de yogur, el chucrut, la elaboración de cerveza y vino, así como la maduración del queso.

En la actualidad, el sector de procesamiento de alimentos utiliza microorganismos para la conservación de alimentos y para producir una amplia gama de productos de valor añadido; enzimas, compuestos de sabor, vitaminas, ácidos grasos Omega-3, postbióticos, cultivos microbianos probióticos o ingredientes alimentarios.

La ventaja de las soluciones biotecnológicas es que los subproductos secundarios del sector agroalimentario, actualmente tratados como residuos, podrían convertirse en alimentos e ingredientes alimentarios.

El proyecto europeo VOLATILE demostró con éxito que los residuos biodegradables municipales podrían transformarse mediante ácidos carboxílicos de cadena corta en ácidos grasos Omega-3 beneficiosos para la salud utilizando microalgas heterótrofas.

En esta línea, el proyecto INNOPROTEIN en el que TECNALIA también participa, está utilizando enfoques innovadores de fermentación para producir nuevas fuentes de proteínas a partir de microalgas, hongos filamentosos y bacterias. Los subproductos del sector agroalimentario también pueden valorizarse en ácido gamma-aminobutírico (GABA), un neurotransmisor inhibitorio con varios beneficios para la salud en los seres humanos.

El primer paso para utilizar la fermentación requerirá la identificación de un microorganismo de producción. Se estima que la Tierra está repleta de un billón de especies de microbios, sin embargo, un asombroso 99,99% de ellos permanece sin descubrir. Estos microbios ofrecen un enorme potencial para enfoques novedosos e innovadores de fermentación para producir alimentos e ingredientes alimentarios.

Los microorganismos naturales se seleccionan cuidadosamente por su capacidad para producir compuestos o proteínas específicas. Pueden mejorarse aún más, por ejemplo, mediante la evolución de laboratorio adaptativa y su aplicación en la fermentación de precisión.

La implementación exitosa de bioprocesos para la producción de ingredientes alimentarios requiere conocimientos expertos combinados con equipos de fermentación y equipos de procesamiento avanzados ya que los procesos de fermentación presentan una alta variabilidad en la escala de tiempo de diferentes etapas y fases.

El uso de nuevas tecnologías, como sistemas de sensores novedosos para el control del proceso o soluciones avanzadas de inteligencia artificial y aprendizaje automático, aumentará aún más las posibilidades de la fermentación y la biotecnología alimentaria; mejorará los rendimientos, así como el desempeño ambiental y económico, y ofrecerá la posibilidad de proporcionar alimentos saludables y nutritivos para todos.