La fermentación de precisión promete impulsar desarrollos de nueva generación, ofreciendo grasas y proteínas capaces de aportar al sabor y la textura de los productos vegetales las características de la carne y los lácteos.

Aunque el uso de esta tecnología para desarrollar proteínas alternativas es relativamente reciente, muchos productos e ingredientes obtenidos mediante fermentación de precisión llevan décadas formando parte habitual de nuestras neveras y despensas.De hecho, es muy probable que hayas consumido algo elaborado con este proceso en los últimos días.

Una breve historia de la fermentación

Los seres humanos llevan miles de años aprovechando el potencial de los microorganismos. La fermentación, piedra angular de las dietas en todo el mundo, se basa en la capacidad de los microorganismos para transformar la glucosa y otros azúcares en nuevas moléculas, lo que puede hacer que los alimentos sean más sabrosos, más nutritivos, más funcionales y más duraderos.

Gracias a este proceso disfrutamos de alimentos y bebidas como la cerveza, el yogur, el vino, el queso, el chucrut o el kimchi.

En el siglo XIX, el microbiólogo francés Louis Pasteur amplió nuestra comprensión de lo que ocurría a nivel microscópico al identificar los procesos biológicos implicados en la producción de vino y cerveza. Sus descubrimientos hicieron estas industrias mucho más eficientes y sentaron también las bases para importantes avances médicos.

La fermentación de precisión se basa en este conocimiento acumulado. Utiliza microorganismos como levaduras u hongos, aprovechando su capacidad natural para producir ingredientes útiles. En algunos casos, los científicos proporcionan a estos microorganismos instrucciones en forma de ADN que les permiten producir proteínas u otros compuestos específicos.

El proceso consiste en dar a la levadura las instrucciones biológicas necesarias para producir el ingrediente deseado, de manera similar a como transforma el azúcar en alcohol durante la elaboración de cerveza.

Un proceso más eficiente para producir ácido cítrico

Aunque el término “fermentación de precisión” es reciente, el uso de esta tecnología se remonta a principios del siglo XX, cuando los científicos empezaron a comprender su potencial para ofrecer alternativas más fiables y eficientes a productos de origen animal y vegetal.

Uno de los ejemplos más antiguos es el ácido cítrico, ampliamente utilizado como conservante y aromatizante, además de aportar textura a mermeladas y productos de panadería.

Desde 1919, el ácido cítrico se produce mediante fermentación utilizando un hongo que se alimenta de azúcares procedentes del maíz y la melaza. Anteriormente, debía extraerse del zumo de limón mediante un proceso que requería grandes cantidades de fruta para obtener cantidades relativamente pequeñas.

El conocimiento científico sobre los microorganismos también se aplicó para resolver otro problema del siglo XX, esta vez en la industria alimentaria.

Mejorar la producción de insulina

Una de las primeras aplicaciones de esta tecnología no estuvo relacionada con la alimentación, sino con el desarrollo de nuevas formas de insulina, un medicamento vital para las personas con diabetes.

Inicialmente, la insulina se extraía del páncreas de perros y posteriormente de vacas y cerdos. Sin embargo, la insulina de origen animal difería de la producida por el cuerpo humano en su estructura de aminoácidos, lo que hacía que el tratamiento fuera menos fiable y provocara en algunos pacientes reacciones alérgicas o inflamación. Además, la obtención de grandes cantidades de páncreas tenía un alto coste y la oferta no lograba satisfacer la creciente demanda.

Los avances en fermentación de precisión durante los años setenta permitieron a los investigadores utilizar la bacteria E. coli para producir insulina humana de forma mucho más eficiente. Desde su primera comercialización en 1982, se han desarrollado distintas variantes adaptadas a las necesidades de los pacientes.

Un ingrediente más asequible para la industria quesera

La elaboración de queso depende del cuajo, que transforma la leche en una cuajada cremosa que posteriormente se separa del suero. Tradicionalmente, los queseros utilizaban una enzima llamada quimosina, presente de forma natural en el estómago de terneros, cabritos o corderos.

En los años setenta, la demanda de queso empezó a superar la disponibilidad de cuajo animal, lo que elevó su precio y dificultó el acceso para los pequeños productores.

La solución llegó cuando los científicos aislaron el gen responsable de la producción de quimosina del estómago de un ternero e introdujeron esa información genética en una bacteria. Al permitir que este microorganismo creciera mediante fermentación, fue posible producir grandes cantidades de esta enzima esencial.

En 1990, al informar sobre la aprobación de la enzima por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos, el periódico Los Angeles Times señaló que la industria láctea, que gastaba unos 100 millones de dólares al año en cuajo, acogió con satisfacción el nuevo producto como alternativa al enzima natural, cuya pureza era incierta y cuyo precio se había disparado.

Hoy en día, aunque algunos fabricantes siguen utilizando fuentes animales o vegetales, el cuajo producido mediante fermentación está presente en aproximadamente el 80% del queso consumido en el mundo. Cuando la norma de calidad o la normativa de indicaciones geográficas protegidas no se haya actualizado y siga requiriéndolo, sin embargo, se sigue utilizando el cuajo obtenido de forma convencional, aunque pueda tener un mayor coste.

Vitaminas y otros ingredientes alimentarios

El cuajo es solo un ejemplo de cómo la fermentación ha permitido ofrecer una forma más estable y eficiente de suministrar ingredientes clave para la industria alimentaria.

Además del ácido cítrico, la fermentación de precisión se utiliza ampliamente para producir vitaminas esenciales para la salud, como la B2 (riboflavina) y la B12, a menudo en forma de suplementos, y la vitamina C también se produce mediante fermentación desde hace décadas.

Actualmente, este método también se emplea para producir enzimas fundamentales en la fabricación de alimentos, desde aquellas que ayudan a madurar el queso hasta las que mejoran la digestibilidad de los cereales o retrasan la aparición de moho en el pan.

El proceso resulta especialmente útil para la industria alimentaria y otros sectores, ya que permite producir materiales a gran escala con mayor pureza y consistencia, incluidos ingredientes complejos con propiedades funcionales que serían más difíciles de obtener mediante reacciones químicas tradicionales.

Además, las aplicaciones biológicas y biotecnológicas como la fermentación de precisión están emergiendo como formas más limpias de fabricar nuevos materiales, frente a métodos anteriores que dependían del petróleo y el gas natural como materias primas.

Fermentación de precisión para productos sin ingredientes de origen animal

Los beneficios para quienes desarrollan proteínas alternativas son aún más evidentes.

Cantidades relativamente pequeñas de ingredientes obtenidos mediante fermentación de precisión pueden mejorar de forma significativa la textura y el sabor de los productos finales, aportando a los productos vegetales el sabor y la jugosidad de la carne, las propiedades aglutinantes del huevo o la elasticidad del queso fundido.

También puede utilizarse para desarrollar factores de crecimiento más asequibles, un componente clave en la producción de carne cultivada que facilita su escalado y su futura comercialización.

¿Por qué la necesitamos?

Las recientes crisis globales y los fenómenos meteorológicos extremos han puesto de relieve la necesidad de reforzar la resiliencia de nuestras cadenas de suministro.

En España se sacrificaron 2,4 millones de aves de granja el año pasado como respuesta a la gripe aviar, lo que supuso en torno al 5% de toda la población. Estos brotes provocaron escasez de huevos y aumentos de precios. La producción de proteínas de huevo mediante fermentación de precisión podría contribuir a garantizar un suministro más estable y evitar picos de precios en situaciones similares.

Con la demanda mundial de proteínas prevista para duplicarse de aquí a 2050, es urgente aprovechar el potencial de la fermentación de precisión para ofrecer los alimentos que la gente disfruta con una fracción de las emisiones asociadas a la ganadería intensiva.

Beneficios para el clima, la nutrición y la biodiversidad

Una evaluación del impacto ambiental de la proteína láctea producida mediante fermentación por la empresa francesa Verley concluyó que genera un 72% menos de emisiones, utiliza un 81% menos de agua y requiere un 99% menos de superficie  que la leche de vaca.

Los ingredientes producidos mediante este método, junto con la diversificación del suministro de proteínas a través de alternativas vegetales y carne cultivada, requieren mucha menos tierra que la producción ganadera convencional. Algunas investigaciones sugieren que las proteínas alternativas podrían permitir liberar hasta el 21% de la superficie agrícola europea actualmente dedicada a la ganadería para reforzar la producción alimentaria interna.

Además de los beneficios ambientales, existen ventajas nutricionales.

Algunos investigadores están utilizando la fermentación de precisión para desarrollar nuevas fuentes de ácidos grasos omega-3, ya sea como suplementos o para mejorar el valor nutricional del marisco vegetal. Este trabajo es especialmente relevante, ya que muchas personas no consumen cantidades suficientes de omega-3 y las poblaciones mundiales de peces ya no pueden satisfacer la demanda global.

Asimismo, varias startups y centros de investigación están desarrollando alternativas sostenibles al aceite de palma, ampliamente utilizado en la industria alimentaria pero asociado a la deforestación y la pérdida de biodiversidad.

En el Reino Unido, el profesor Chris Chuck ha cofundado Clean Food Group para producir aceite de palma mediante fermentación de precisión. La empresa ha establecido una colaboración con una panadería que suministra excedentes de pan como materia prima para el proceso, lo que demuestra el potencial de esta tecnología para reducir el desperdicio alimentario y fomentar la economía circular.

En otros lugares, también se está utilizando la fermentación de precisión para producir chocolate, café e incluso materiales como el algodón. En España, empresas como Omnivorus también están adentrándose en este sector. 

¿Cómo puede ser el futuro de la fermentación de precisión?

El escalado de la producción para hacer que las proteínas sin ingredientes de origen animal sean asequibles sigue siendo un desafío importante, principalmente porque Europa carece de suficientes instalaciones de gran escala. Es urgente contar con inversiones públicas y privadas que permitan desarrollar la capacidad necesaria para que estas opciones sean accesibles para todos.

A medida que los sistemas de fermentación de precisión se amplían, también es necesario garantizar que los procesos funcionen de manera eficiente a escala comercial.

Optimizar las materias primas utilizadas para alimentar el proceso, especialmente los azúcares que las levaduras transforman en proteínas, es otro ámbito clave de investigación y desarrollo, que podría abrir la puerta al uso de subproductos agrícolas que actualmente se desperdician.

Los alimentos elaborados con ingredientes obtenidos mediante fermentación de precisión aún no han llegado a los consumidores europeos. Para poder comercializarlos, las empresas deben obtener la aprobación regulatoria correspondiente. Una regulación sólida es esencial para garantizar la confianza de los consumidores en los nuevos alimentos, pero los reguladores también pueden ayudar a evitar retrasos innecesarios asegurando que los procesos sean transparentes, fomentando el diálogo con las empresas y ofreciendo orientaciones específicas para el sector.

La fermentación de precisión lleva décadas acompañándonos, ofreciendo una forma práctica de poner alimentos asequibles en nuestras mesas. Con la inversión y el apoyo adecuados, puede contribuir de manera decisiva a afrontar los desafíos alimentarios, ambientales y económicos de los próximos años.Alongside thsustainabilit gains, there are also nutritional benefits. 

Author

Stella Child