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Búsqueda de proteínas alternativas y sostenibles a partir de plantas, microorganismos y hongos


¿Cómo se hace queso amigable con el clima sin vacas, pero con microorganismos? O productos de legumbres que no saben a cartón. 



¿Y cómo pueden los hongos ayudar a mejorar el valor nutricional de los productos para suministrar suficientes proteínas a los países de bajos ingresos? Estos son tres ejemplos de fuentes alternativas de proteínas que WUR está investigando para garantizar la seguridad alimentaria.

Queso sin vacas

La leche de vaca es una fuente importante de proteínas en la dieta occidental, pero su producción tiene un impacto significativo en el clima y el bienestar animal. La demanda de productos lácteos libres de animales está aumentando y ya hay muchos productos veganos en el mercado. Pero el queso vegano sigue siendo difícil de hacer. Los productos lácteos a base de proteínas de origen vegetal no tienen el mismo sabor y estructura que el queso de leche. Por ello, WUR está investigando las posibilidades de elaborar queso sostenible, nutritivo y sabroso utilizando microorganismos.

leche vegana

“La leche de vaca contiene caseínas. Estas proteínas forman grupos (micelas) y son estas las que crean la estructura similar a un gel de los productos lácteos”, dice Etske Bijl, investigadora de Calidad y Diseño de Alimentos. Bijl y sus colegas tienen la intención de usar levaduras para producir caseína, una ruta libre de animales para producir proteínas con el mismo valor nutricional y propiedades que las proteínas de la leche de vaca. Esperan que entonces sea posible hacer queso que sea como el queso ‘real’. Bijl: “Los quesos veganos disponibles actualmente en el mercado están, por ejemplo, hechos de almidón o nueces comprimidas. Estos también pueden ser deliciosos, pero no son lo mismo que el queso”. La pregunta es si una proteína que es ligeramente diferente todavía tiene las propiedades deseadas. Grabados Bijl

El plan es construir el código genético de la caseína en levaduras, para que produzcan proteína de leche de vaca. El código genético se crea en un laboratorio, por lo que no hay vacas involucradas. “Luego veremos si las levaduras realmente producen la proteína”, dice Bijl. “Y si ellos mismos hacen modificaciones, algo que a veces hacen las levaduras. La pregunta es si tiene que ser 100% idéntica a la caseína de una vaca, y si una proteína que es ligeramente diferente aún tiene las propiedades deseadas, como las formas de las micelas, ya que de lo contrario todavía no tiene la estructura correcta. Estas son cosas que todavía tenemos que estudiar”.

Los investigadores están trabajando junto con Esos vaqueros veganos. “Llevamos a cabo el mismo tipo de investigación en paralelo. Lo que es único aquí es que compartimos todo el conocimiento, algo que no es habitual en la industria. Hay muchas empresas emergentes que trabajan en estudios similares, pero a menudo protegen su trabajo, por ejemplo, porque quieren patentarlo. Somos el primer proyecto científico en esta área. Nuestro objetivo final es hacer proteína de leche vegana. Podemos lograr esto más fácilmente trabajando juntos”.

«Si nuestro proyecto tiene éxito, la industria podrá desarrollar nuevos productos utilizando estas proteínas y aprovechar la creciente demanda de productos lácteos libres de animales». Pero la pregunta es cómo verán los consumidores una proteína hecha por una levadura genéticamente modificada, un OGM. “Estamos trabajando junto con el grupo de filosofía de WUR para estudiar cómo los consumidores consideran los OGM, ya que a menudo es mucho más complejo que simplemente estar a favor o en contra”. Los investigadores también hablan con los agricultores con regularidad. Bijl: “En primera instancia, uno pensaría que no estarían interesados ​​en él, ya que posiblemente compita con su producto. Pero trabajamos junto con la plataforma de innovación agrícola Brabant y vemos que las pequeñas granjas, a menudo granjas familiares, están pensando en el futuro. Ciertamente hay agricultores que están interesados. Podrían, por ejemplo, producir las propias proteínas y hacer sus propios ‘Boerenkaas’ con ellas. También estamos buscando nuevas empresas que puedan ayudar a hacer instalaciones simples para que los agricultores puedan hacerlo ellos mismos. Una especie de microcervecería, pero luego para proteínas”. Ciertamente hay agricultores que están interesados ​​en productos lácteos libres de animales. Grabados Bijl

Según Bijl, si todo va bien, aún pasará algún tiempo antes de que el queso vegano, con proteína de leche hecha por levadura, esté en el mercado. “Actualmente todavía no se puede vender en Europa, porque es un producto transgénico. Esperamos que nuestro conocimiento también ayude a cambiar la legislación. Ya está permitido en países como Singapur y Estados Unidos. Perfect Day hace helados a partir de proteínas libres de animales, pero sigue siendo muy caro”. Además de la legislación, también está la cuestión de si la tecnología se puede ampliar de manera asequible y sostenible. Según Bijl: “Esperamos que el proceso sea más sostenible que la caseína producida industrialmente que se obtiene de la leche. Como levaduras no necesitan mucha nutrición y son muy eficientes. Calcularemos esto una vez que sepamos que las levaduras realmente funcionan”.

Mejorar el sabor de las legumbres

Además de los productos lácteos libres de animales, la industria y el consumidor también piden cada vez más proteínas de legumbres en productos como la carne y los sustitutos lácteos, como alternativa a las proteínas animales. Pero el sabor de las legumbres no es óptimo para esta aplicación. Puede probar esto en los sustitutos lácteos en particular. “El sabor a veces se compara con el cartón”, dice Laurice Pouvreau, Wageningen Food & Biobased Research.

Guisantes

La ventaja de las legumbres es que son una fuente sostenible de proteínas. “Cultivos como los guisantes y las habas crecen bien en el clima europeo”, dice Pouvreau. “Lo que significa que no tenemos que importar tanta soja, por ejemplo. Además, tienen un rendimiento relativamente alto y fijan nitrógeno en el suelo”. Cultivos como los guisantes y las habas crecen bien en el clima europeo, lo que significa que no tenemos que importar tanta soja, por ejemplo. Laurice Pouvreau

Pouvreau y sus compañeros científicos de plantas y alimentos están trabajando juntos en un proyecto para cultivar legumbres (por ejemplo, mediante polinización cruzada y selección genética), para que tengan mejor sabor y otras propiedades para su uso en alimentos. «Sabemos qué causa el sabor a cartón y, a través de la mejora, queremos encontrar variedades existentes o desarrollar nuevas variedades que tengan un sabor menos desagradable». Los investigadores también están analizando otras propiedades, como el tipo de suelo y el clima en el que crece mejor una variedad. Pouvreau: “Europa es diversa, y el clima y el suelo en Groningen son muy diferentes a los del sur de Francia, por ejemplo”. Además, el cultivo también debe ser de alto rendimiento, ya que debe ser económicamente atractivo para los agricultores cultivar legumbres.

Único en este proyecto es el enfoque de ingeniería inversa, según Pouvreau. “Primero, hablamos con los productores de alimentos para determinar los requisitos en cuanto a sabor y funcionalidad de las proteínas, y de ahí volvemos al principio: la semilla. Así que echamos un vistazo a toda la cadena de producción. Con el objetivo final de obtener variedades de legumbres con el mejor sabor y propiedades para sustitutos de la carne y los lácteos”.

La fermentación ayuda a combatir la escasez de proteínas

Un tercer ejemplo de fuentes alternativas de proteínas son los productos fermentados (con bacterias u hongos) como el tempé y el kimchi. El proceso de fermentación tiene siglos de antigüedad, pero puede aprovecharse mejor. Por eso, Jasper Zwinkels, de Food Microbiology, estudió si la fermentación fúngica puede mejorar el valor nutricional de un producto. Lo hizo con arroz y cebada. Zwinkels: “Elegimos estos porque estos cultivos se comen en grandes cantidades, también en países de bajos ingresos, y es precisamente en estos países donde la gente necesita una proteína de alta calidad. Las proteínas de los hongos tienen una composición diferente a las proteínas vegetales. Estas fuentes de proteína se juntan en un producto fermentado, y esto significa que pueden formar una composición de aminoácidos que se ajuste mejor a nuestros requerimientos nutricionales”.

Proteínas de hongos

La fermentación es tan antigua como las colinas. Sin embargo, no se ha estudiado previamente qué hace esto precisamente con la calidad proteica del producto. “Esto realmente nos sorprendió”, dice Zwinkels. “El método en sí no es complicado. Tomas un sustrato, como arroz o cebada, y cultivas los hongos en él”. Y esto es exactamente lo que han hecho Zwinkels y sus colegas. Los resultados iniciales son muy prometedores: “Vimos un aumento en la calidad de las proteínas. Hubo un 10% más de biomasa microbiana después de la fermentación con hongos en comparación con la cantidad normal después de la fermentación bacteriana. Las micoproteínas también tienen una mejor composición de aminoácidos. La lisina, por ejemplo, es un aminoácido esencial que nuestro cuerpo no produce por sí mismo, por lo que debemos obtenerlo de los alimentos. La lisina está presente en altas concentraciones en la carne, los lácteos y el pescado, pero hay muy poca en los cereales. Hay mucha lisina en la micoproteína”. Según Zwinkels, esto es muy valioso para muchos países de bajos ingresos, donde los cereales, el arroz y las raíces forman la dieta básica. “La fermentación es una forma sencilla de hacer esto más nutritivo. Todo lo que necesitas es un lugar cálido y húmedo. Tiene ventajas frente a la fermentación con hongos en biorreactores, que es cara y más difícil de adaptar al lugar”. Hubo un 10% más de biomasa microbiana después de la fermentación con hongos en comparación con la cantidad normal después de la fermentación bacteriana. Jasper Zwinkels

Zwinkels cree que el estudio podría contribuir principalmente a la formación de pautas para una buena nutrición. “No hemos desarrollado un nuevo método. Pero demostramos que al usar un método existente puede ayudar a combatir la escasez de proteínas de una manera sostenible y asequible”.

Se requiere investigación de seguimiento para estudiar cómo funciona realmente el proceso de fermentación. “En la actualidad, solo hemos analizado la proporción de aminoácidos en productos con y sin fermentación”, dice Zwinkels. “Pero también queremos estudiar en detalle exactamente qué tipo de proteínas producen los hongos. Algo que es bastante difícil de estudiar ya que los hongos están completamente entrelazados con las semillas de las plantas”. Zwinkels también quiere estudiar más tipos de hongos y sustratos para mejorar la composición de aminoácidos de cada producto.



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