Los microorganismos son las formas de vida más abundantes de la Tierra y están presentes en casi todos los ecosistemas del planeta, desde las profundidades más recónditas del mar hasta nuestro propio sistema digestivo. Los seres humanos llevamos mucho tiempo aprovechando estos diminutos organismos para elaborar alimentos, como la levadura, que se ha utilizado durante milenios para hacer pan y fermentar la cerveza. 

Hoy en día, los microorganismos son fundamentales para abordar uno de nuestros retos más urgentes: cómo cubrir la creciente demanda mundial de proteínas sin el coste medioambiental que supone la expansión de la ganadería industrial. La fermentación de biomasa es una solución emergente muy prometedora.

¿Qué es la fermentación de biomasa?

La fermentación de biomasa es un proceso mediante el cual microorganismos – como hongos (por ejemplo, la levadura), algas (como la espirulina) o bacterias – crecen o se multiplican rápidamente, produciendo grandes cantidades de proteína de alta calidad. Existen diversos métodos para lograrlo, utilizando diferentes materias primas y cepas de microorganismos, pero el proceso que se describe a continuación es el más utilizado.

Estos microorganismos se introducen en grandes fermentadores y se les suministran azúcares (a menudo procedentes de cultivos como el trigo, el maíz o la remolacha azucarera), junto con agua, oxígeno y nutrientes. 

En condiciones controladas, estos microorganismos se multiplican muy rápidamente, y la biomasa obtenida es rica en proteínas, fibra y otros nutrientes. 

A continuación, la mezcla se cuela para eliminar el líquido, dejando un ingrediente que puede utilizarse para elaborar diversos alimentos, desde embutidos hasta yogur. Si se ha utilizado un hongo como especie base, este ingrediente se conoce generalmente como micoproteína.

En función del microorganismo elegido para el proceso de fermentación, la proteína de biomasa puede utilizarse como ingrediente principal o como ingrediente secundario para mejorar las propiedades generales de otro producto. 

Aunque este es el enfoque más habitual, en toda Europa se observan diversos métodos innovadores que abarcan una amplia gama de materias primas y cepas; por ejemplo, la empresa finlandesa Solar Foods produce biomasa mediante un proceso similar, pero el microorganismo que ha elegido es capaz de aprovechar el dióxido de carbono del aire como materia prima principal, junto con determinadas vitaminas y minerales añadidos al fermentador. En lugar de los azúcares o de la luz solar que utilizan los animales y las plantas, esta especie ha evolucionado para utilizar el hidrógeno gaseoso como fuente de energía, que se produce a partir del agua en el fermentador mediante electricidad.

¿Cuál es la historia de la fermentación de biomasa en Europa?

El tempeh, un alimento tradicional de Indonesia, utiliza técnicas similares a la fermentación de biomasa para cultivar hongos nutritivos a partir de semillas de soja, una práctica que se remonta a más de 400 años. Sin embargo, no fue hasta el siglo XX cuando este método comenzó a popularizarse en Europa. 

A finales del siglo XIX, el famoso científico alemán Justus von Liebig descubrió un proceso para producir extracto de levadura a partir de levadura de cerveza industrial. En 1902, Marmite Food Extract Company se asoció con una cervecería local del Reino Unido para convertirlo en una pasta para untar en el pan, nutritiva y rica en proteínas. Este untable ganó popularidad en el Reino Unido e incluso se utilizó como suplemento nutricional durante la Primera Guerra Mundial. Este sería el primer uso generalizado de la fermentación de biomasa con fines alimentarios en Europa. 

Tras la Segunda Guerra Mundial, Arthur J. Rank, propietario de una empresa de harina, encargó una investigación para desarrollar una fuente de proteínas sabrosa y nutritiva capaz de alimentar a la población mundial, que crecía muy rápidamente. Tras analizar más de 3.000 cepas de hongos de todo el mundo, se identificó como el candidato más prometedor el hongo filamentoso Fusarium ventatum, que había sido recogido en el jardín de uno de los investigadores. 

Marlow Foods convirtió este descubrimiento en micoproteína, que recibió la autorización para el consumo humano en el Reino Unido en 1985 y que todavía se comercializa hoy bajo la marca Quorn.

En los últimos años, a medida que los efectos del cambio climático y la volatilidad de la cadena de suministro han dejado clara la importancia de la diversificación proteica, el interés por la fermentación de biomasa ha crecido considerablemente. En toda Europa, muchos investigadores y startups están explorando el potencial de los microorganismos para producir ingredientes proteicos sostenibles, nutritivos y sabrosos. Las nuevas investigaciones sobre fermentación de biomasa estudian más cepas y métodos de fermentación, y también revisitan técnicas más antiguas, incluidas las adaptaciones locales de la fermentación al estilo tempeh, como el cultivo de micelio de setas a través de la avena.

Alemania es hoy en día un claro ejemplo del potencial de este nuevo enfoque en la fermentación de biomasa, ya que alberga diversas empresas emergentes que trabajan con diferentes enfoques para desarrollar alternativas a la carne ricas en proteínas. Entre ellas se encuentran Infinite Roots y MicroHarvest, de Hamburgo; Nosh.bio y KultFarm, de Berlín; ProteinDistillery, de Ostfildern; y Kynda, de Jelmstorf.

El ejemplo alemán también destaca los beneficios potenciales para los productores alimentarios tradicionales. Las cervecerías, por ejemplo, se prestan muy bien a la fermentación de biomasa. En Alemania, hay varias empresas que aprovechan estas sinergias mediante colaboraciones con cervecerías; por ejemplo, Infinite Roots, Eat Beer y Nosh.bio.

¿Cuál es la diferencia entre la fermentación de biomasa y la fermentación de precisión?

Tanto la fermentación de biomasa como la de precisión utilizan microorganismos y fermentadores, pero tienen fines distintos. 

En la fermentación de biomasa, el propio microorganismo es la materia prima de los ingredientes obtenidos. 

En la fermentación de precisión, el microorganismo se utiliza como una pequeña fábrica para producir un ingrediente. Se le dan instrucciones para que produzca un compuesto específico, como una proteína, una enzima o una grasa. El producto final no es el propio microorganismo, sino el ingrediente específico que se le ha ordenado fabricar. La fermentación de precisión ya se lleva utilizando en Europa desde hace décadas para producir cuajo, una enzima que se utiliza para elaborar queso. Sin embargo, en los últimos años se están explorando nuevas aplicaciones para ofrecer fuentes más resilientes de ingredientes como la proteína de suero, el chocolate y el aceite de palma.

¿Cuáles son los beneficios medioambientales de la fermentación de biomasa?

En comparación con la ganadería convencional, la fermentación de biomasa tiene una huella medioambiental significativamente menor, por diversas razones. 

Uso del suelo
La ganadería convencional requiere grandes superficies de tierra, principalmente para el pastoreo y la alimentación animal, lo que supone una causa de deforestación. Por el contrario, los microorganismos cultivados en fermentadores requieren muy poco espacio físico. Según un informe de Carbon Trust, producir 1 kg de carne picada de vacuno requiere entre 13 y 16 veces más tierra que un kg de carne picada de micoproteína, y las salchichas de cerdo requieren entre 4,7 y 12 veces más que las salchichas de micoproteína. Al reducir la presión sobre el uso del suelo, la fermentación puede ayudar a satisfacer la demanda de proteínas, dejando al mismo tiempo espacio para una agricultura sostenible y regenerativa.

Emisiones de gases de efecto invernadero
La ganadería es una de las principales fuentes de metano y otros gases de efecto invernadero. El informe de Carbon Trust reveló que 1 kg de carne picada de vacuno generaba entre 20 y 27 veces más gases de efecto invernadero que 1 kg de carne picada de micoproteína, y que 1 kg de salchichas de cerdo generaba entre 7 y 8 veces más que 1 kg de salchichas de micoproteína. La energía utilizada para alimentar los fermentadores es el principal factor que determina la huella de carbono de la fermentación, por lo que garantizar el uso de energías renovables haría que el proceso fuera aún más sostenible.

Agua
La fermentación suele requerir menos agua que la cría de animales para la alimentación. Por ejemplo, producir 1 kg de carne picada de vacuno requiere entre 2,5 y 17,8 veces más agua que producir 1 kg de carne picada de micoproteína, y 1 kg de salchichas de cerdo requiere entre 1,8 y 2,5 veces más agua que su equivalente de micoproteína.

Circularidad
Un aspecto clave y prometedor de la fermentación de biomasa es la capacidad de los microorganismos para utilizar materias primas que actualmente se desperdician, como los residuos de malta de la elaboración de cerveza o las semillas oleaginosas prensadas que sobran de la producción de aceite vegetal. Al aprovechar estos subproductos, las empresas emergentes pueden integrarse en las cadenas de suministro existentes y crear nuevas fuentes de ingresos para los productores agrícolas primarios. De este modo, la fermentación de biomasa puede contribuir a la economía circular y crecer sin tener que crear cadenas de suministro completamente nuevas desde cero, al tiempo que refuerza la resiliencia y la eficiencia del sistema alimentario.

¿Cómo se regula la fermentación de biomasa en Europa?

La fermentación de biomasa para producir alimentos utilizando especies que llevamos consumiendo desde hace muchos años, como la levadura, la espirulina, el koji y la micoproteína de Fusarium venenatum, no requiere nuevas autorizaciones y se utiliza cada vez más en Europa para nuevas aplicaciones de fermentación de biomasa. Sin embargo, las nuevas cepas se consideran alimentos novedosos y están reguladas en consecuencia.

Antes de que un nuevo producto o ingrediente derivado de la fermentación de biomasa pueda comercializarse en Europa, debe ser autorizado por las autoridades reguladoras. En la UE, la autorización previa a la comercialización se rige por el Reglamento sobre nuevos alimentos (Novel Foods Regulation). Una vez que las autoridades reguladoras de la UE aprueban un producto o ingrediente derivado de la fermentación de biomasa, este puede comercializarse en los 27 Estados miembros. 

El proceso de aprobación incluye una evaluación exhaustiva y basada en pruebas de la seguridad y el valor nutricional del producto, y se estima que dura al menos 18 meses, aunque en la práctica puede prolongarse varios años. Países fuera de la UE, como el Reino Unido y Suiza, cuentan con sus propios marcos normativos similares.

Dentro de Europa, el producto más consolidado en este ámbito es la micoproteína de Quorn, que se consume ampliamente desde hace décadas y es anterior al marco normativo actual. Más recientemente, la «Fermotein» de The Protein Brewery se convirtió en la primera micoproteína en recibir la autorización como nuevo alimento en la UE bajo el Reglamento sobre nuevos alimentos, tras haber obtenido ya las autorizaciones reglamentarias en Estados Unidos y Singapur.

¿Cómo pueden los gobiernos europeos contribuir a que los ingredientes obtenidos mediante fermentación de biomasa se conviertan en algo habitual?

La fermentación de biomasa cuenta con una larga trayectoria en Europa, donde se encuentran investigadores y empresas emergentes líderes en este campo. 

La financiación pública también está empezando a aumentar tanto a nivel nacional como de la UE. Sin embargo, las administraciones deben invertir más para ampliar la investigación y la innovación, y crear la infraestructura necesaria para que los ingredientes obtenidos mediante fermentación alcancen la escala necesaria para generalizarse. 

Al mismo tiempo, las administraciones deben optimizar los procesos normativos para garantizar una evaluación más eficiente, manteniendo los actuales estándares europeos, líderes a nivel mundial. Por ejemplo, permitiendo que los organismos reguladores ofrezcan un asesoramiento científico más amplio y una orientación detallada a los solicitantes antes de la presentación de la solicitud.