Viajemos en el tiempo, mirando la historia y el futuro de un campo donde los alimentos y la ciencia se encuentran: ¡la fermentación! La fermentación utiliza microorganismos que actúan como pequeños chefs para convertir ingredientes simples en sabores deliciosos. La fermentación nos ha dado de todo, desde yogur picante hasta pan esponjoso. Sin embargo, a medida que la tecnología avanza, entramos en un nuevo capítulo: la fermentación de precisión. Este enfoque innovador fusiona el antiguo arte de la fermentación con ciencia de vanguardia, lo que nos permite diseñar microorganismos para elaborar nuevos productos que antes eran inimaginables. En este artículo, nos embarcamos en un viaje para explorar la magia de la fermentación tradicional hasta llegar a la fermentación de precisión, descubriendo su rica historia, sus deliciosas creaciones y la emocionante promesa que encierran para el futuro de los alimentos y para mantener nuestro mundo saludable.

¿Qué es la fermentación?

Antes de sumergirnos en las maravillas modernas de la fermentación de precisión, retrocedamos en el tiempo para explorar las antiguo arte de la fermentación tradicional. Hace mucho tiempo, antes de los refrigeradores y la electricidad, la gente descubrió un secreto extraordinario: el poder de transformar ingredientes comunes en delicias extraordinarias. ¡Este fascinante proceso se llama fermentación! Fermentación Es un proceso natural que comienza con ingredientes simples y los transforma en deliciosos alimentos con la ayuda de microorganismos. Los microorganismos son formas de vida extremadamente pequeñas como bacterias, levaduras u otros hongos como el moho. Estos microorganismos son tan pequeños que se necesita un microscopio para verlos. Pero no se deje engañar por su tamaño: tienen un poder inmenso para crear algunos de los alimentos más deliciosos que disfrutamos hoy en día. Los microorganismos pueden comer azúcares que se encuentran en frutas, verduras o cereales y, a través de este proceso llamado fermentación, los microorganismos pueden transformar los azúcares en productos como alcoholes, gases u otros compuestos. A lo largo de la historia, hemos aprovechado esta magia natural alimentando a los microorganismos con azúcares y plantas para producir los alimentos y sabores que amamos. ¡Piense en estos microorganismos como pequeños chefs que toman ingredientes crudos y los transforman en algo completamente diferente! Por ejemplo, piense en el proceso que convierte la harina y el agua en un pan de masa madre deliciosamente picante, todo gracias al trabajo de las levaduras naturales. ¡Este mismo proceso nos da kimchi, queso, pepinillos y muchas de nuestras comidas favoritas!

¿Por qué amamos la fermentación?

La fermentación no se trata sólo de crear sabores deliciosos; También es una forma genial de conservar alimentos (Figura 1). Tomemos como ejemplo los pepinillos encurtidos. Pueden durar mucho más que los pepinos crudos gracias al poder de la fermentación. En el pasado, la fermentación era una salvación, ya que permitía almacenar frutas y verduras durante todo el año, incluso cuando no estaban en temporada. Pero, ¿cómo mantiene la fermentación los alimentos frescos? Los microorganismos involucrados descomponen los azúcares y otros componentes de los alimentos, creando ácidos, alcohol y otras sustancias que evitan que las bacterias dañinas crezcan y se echen a perder. nuestra comida. ¡Esto no sólo extiende la vida útil de nuestros alimentos sino que también conserva sus bondades nutricionales durante todo el año!         

Y hablando de nutrición, la fermentación en realidad puede hacer que la comida sea aún más saludable! Considere el yogur, que está lleno de probióticos: microbios vivos que ayudan a nuestra digestión. Cuando comemos yogur, estos probióticos pasan a nuestro intestino y ayudan en la digestión. La fermentación también hace que los nutrientes de algunos alimentos sean más accesibles para nuestro cuerpo. Por ejemplo, descompone ciertos componentes de los alimentos, lo que nos permite absorber minerales como el calcio y el magnesio de manera más eficiente. Además, los compuestos liberados durante la fermentación hacen que los alimentos sean más fáciles de digerir, ¡lo que los hace más suaves para nuestro estómago!

De la tradición al futuro: fermentación de precisión

Tradicionalmente, la fermentación nos ha proporcionado muchas delicias saludables y deliciosas, pero aquí es donde se vuelve aún más emocionante: ¡los científicos y chefs siempre están descubriendo nuevas formas de mejorar aún más nuestra comida! Han tomado el antiguo arte de la fermentación tradicional y le han añadido una pizca de maravilla científica, y así es como fermentación de precisión ¡nació! Imagínese combinar el antiguo arte de la fermentación con el poder de la ciencia, creando microorganismos que produzcan exactamente lo que queremos. Esta técnica innovadora lleva la fermentación a un nivel completamente nuevo. Al diseñar microorganismos en los laboratorios, podemos ordenarles que creen compuestos o proteínas específicos. Estas pequeñas fábricas de microbios pueden luego crecer y producir productos que normalmente se obtienen de animales, como proteínas, todo ello utilizando menos recursos y ser más amable con nuestro planeta.

¿Por qué es tan interesante la fermentación de precisión?

La fermentación de precisión tiene un potencial increíble para crear tantos productos nuevos, ¡solo se necesitan científicos e ingenieros inteligentes para idear cómo llegar allí! La fermentación de precisión se ha utilizado para fabricar medicamentos, productos alimenticios y mucho más. También nos ayuda a producir grandes cantidades de estos productos, en lugar de tomarlos de la naturaleza. Pero eso no es todo: la fermentación de precisión proporciona control sobre el proceso de producción, garantizando calidad, sabor y funcionamiento constantes de los microorganismos en todo momento.

Otro lugar donde la fermentación de precisión tiene potencial es en la elaboración de productos que normalmente obtenemos de animales. Mediante el uso de fermentación de precisión. en lugar de agricultura animal, para fabricar estos productos se requiere menos tierra, agua y, por supuesto, ¡ningún animal! Piense en la proteína de suero, que se encuentra comúnmente en la leche, es súper nutritiva y a menudo se usa en proteínas en polvo y batidos por su asombrosa capacidad para ayudar a sanar nuestro cuerpo. A través de una fermentación de precisión, podemos crear esta proteína sin depender de tantas vacas. Además, la fermentación de precisión también podría ayudar en áreas donde es difícil conseguir alimentos frescos y ricos en nutrientes. Imagínese crear proteínas de leche o carne en lugares donde no es posible criar vacas. Y a medida que nuestra población crezca, necesitaremos Soluciones Innovadoras para alimentar a todos. La fermentación de precisión ocupa muy poco espacio: piense en una tina grande, tal vez haya pasado por una cervecería o fábrica donde tienen estos grandes cilindros hechos de acero. Podemos cultivar microbios allí y producir carne en tan solo unos pocos metros de espacio en lugar de necesitar una gran granja para que los animales pasten y caminen.

¿Cómo funciona la fermentación de precisión?

Comprender cómo funciona la fermentación de precisión, comencemos con lo básico (Figura 2). Primero: para crear el producto final que deseas, debes pensar en tus aportaciones. Para crear el producto deseado, los científicos eligen cuidadosamente qué microorganismos, conocidos como cepas, y diseñan su composición genética. Al seleccionar las cepas adecuadas, somos como arquitectos que diseñan las fábricas de microbios perfectas. Además, los científicos tienen que pensar detenidamente qué ingredientes alimentar a los microorganismos, a los que llamamos "materias primas". Si desea que su producto final sea algo así como la proteína de suero de leche de la que hablamos, es posible que desee darle a los microorganismos algo como el trigo, que tiene una gran cantidad de aminoácidos, que son los componentes básicos de las proteínas.

A continuación, debes hacer crecer tus microorganismos con su comida y ¡dejarlos darse un festín! El cultivo de microorganismos a gran escala implica 'ampliar'. ¡Esto puede significar pasar de un tubo de ensayo a un galón o una tonelada! Tal vez hayas visto las cubas de acero gigantes de dos pisos en las fábricas o cervecerías; en teoría, queremos poder hacer crecer nuestros microbios a esa escala para que podamos generar una tonelada de nuestro producto. Aquí es donde ocurre la magia, cuando los microorganismos se multiplican y crean los compuestos deseados.

Una vez completado el proceso, debemos separar nuestro producto final de los microorganismos y su alimento. A menudo lo llamamos procesamiento posterior o 'purificación' porque purificamos lo que queremos del resto de cosas. Para algunos productos, como el yogur, esto es sencillo, pero para otros, como los medicamentos, requiere un aislamiento cuidadoso. Luego, al final, tenemos nuestro producto final que está listo para comer, usar tal cual o incorporarlo a otra cosa.

¿Cuáles son algunos productos que se pueden elaborar a partir de una fermentación de precisión?

Quizás le sorprenda saber que la fermentación de precisión ya está creando una gama de productos extraordinarios (Figura 3). Llevar insulina, un medicamento utilizado por personas con diabetes. Antes, era difícil producir suficiente insulina a partir de vacas y cerdos. En 1978, un científico descubrió que podía utilizar bacterias para producir insulina en cantidades realmente grandes mediante, como habrá adivinado, ¡fermentación de precisión! Hoy en día, la fermentación de precisión también se utiliza para producir proteínas, enzimas y productos químicos para medicamentos, como los desarrollados por Bioworks de Gingko y muchas otras empresas en todo el mundo.

Pero las maravillas de la fermentación de precisión no terminan ahí. ¿Alguna vez has probado un Imposible™ ¿hamburguesa? Estas hamburguesas a base de plantas saben increíblemente a carne y todo gracias a la fermentación de precisión. Los científicos identificaron una molécula que se encuentra en la carne de res tradicional, llamada hemo, que le da a la carne su carnosidad. Mediante una fermentación de precisión, consiguieron que las bacterias produjeran hemo, añadiendo ese sabor familiar a las hamburguesas de origen vegetal.

La fermentación de precisión no se limita a alimentos y medicinas. ¡Hay empresas que utilizan la fermentación de precisión para elaborar una amplia gama de productos que utilizamos en nuestra vida diaria! una empresa llamada Geltor lo utiliza para crear colágeno libre de animales, una molécula que se utiliza para el cuidado de la piel y suplementos dietéticos. Hay empresas como Meadow Moderno que se centran en el uso de fermentación de precisión para producir materiales biofabricados. ¡Piensa en tejidos como el cuero libre de animales! Al cultivar ciertas proteínas, pueden crear alternativas de cuero sostenibles y libres de animales. Otro innovador es Ecovative que se centra en la creación de materiales y productos de embalaje sostenibles mediante fermentación de precisión. Utilizan micelio, la estructura parecida a la raíz de los hongos, para cultivar y dar forma a materiales de embalaje biodegradables que pueden reemplazar la espuma plástica tradicional. En general, la fermentación de precisión es una forma increíble de aprovechar el poder de la ciencia para satisfacer la creciente demanda de alternativas ecológicas y libres de animales y, al mismo tiempo, ampliar los límites de la innovación en las industrias alimentaria y biotecnológica.

¿Son seguros los productos elaborados a partir de fermentación de precisión?

Como ocurre con cualquier producto nuevo, es muy importante que nos aseguremos de que sean seguros antes de venderlos. La fermentación de precisión combina alimentos y ciencia con rigurosos controles de seguridad. Los científicos dedican tiempo a diseñar microorganismos para garantizar que produzcan los compuestos deseados sin representar riesgos para la salud o el medio ambiente. Durante toda la producción, los científicos realizan un seguimiento continuo para garantizar productos seguros y sin subproductos nocivos. Los principios y técnicas utilizados en la fermentación de precisión se basan en conocimientos científicos establecidos de biología, química y genética.

Afortunadamente, antes de que cualquier producto de fermentación de precisión llegue a los estantes, se somete a pruebas rigurosas por parte de agencias gubernamentales como la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA) y sus equivalentes en otros países. Según el conocimiento actual y la supervisión regulatoria, existen varios productos derivados de una fermentación de precisión que se consideran seguros para el consumo, como la insulina y el hemo en las hamburguesas Impossible. Esto significa que han pasado las rigurosas pruebas de la FDA y han sido aprobados para su venta en el mercado estadounidense. Así que esté atento a más productos de fermentación de precisión: ¡es posible que pronto estén en las tiendas!

¿Es la fermentación de precisión el futuro de los alimentos?

¡La fermentación de precisión se ha convertido rápidamente en un actor importante en el futuro de los alimentos por todas las razones que mencionamos anteriormente! Si bien tiene una inmensa PROMETEMOS, es importante recordar que es sólo una pieza del rompecabezas más amplio de la innovación alimentaria. Es probable que el futuro de los alimentos implique una combinación de diferentes enfoques, como la fermentación de precisión, los alimentos de origen vegetal, la agricultura vertical y otras prácticas. A medida que la ciencia y la tecnología continúan avanzando, se espera que la fermentación de precisión desempeñe un papel cada vez más importante en la creación de un panorama alimentario más diverso. Sin embargo, factores como las aprobaciones regulatorias, la aceptación pública y el precio también desempeñarán un papel a la hora de determinar el alcance y la velocidad de la transformación de la fermentación de precisión en nuestros sistemas alimentarios y otros productos.

Nota del autor: todos los gráficos/figuras son originales y fueron generados en llevar (gráfico incorporado 1, gráfico 5) y Canva (gráficos 2-4).

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• Fuente: https://biotech.ucdavis.edu/blog/fermentation-bioreactors-your-plate