Especialidad en Biotecnología Alimentaria, Fermentación y Enzimas

Especialidad en Biotecnología Alimentaria, Fermentación y Enzimas

Las biotecnologías en la agroindustria en los países en desarrollo

La preparación de alimentos convierte materias primas subjetivamente grandes, perecederas y comúnmente no víveres en alimentos apetitosos o bebidas potables más útiles y más estables en el almacenamiento. Los alimentos además se someten a preparación para mejorar su calidad e inocuidad. 

La biotecnología aplicada a la preparación de alimentos usa inóculos microbianos para potenciar características, como el gusto, el aroma, la duración en el almacenamiento, la textura o el costo nutricional. La preparación por fermentación además se aplica extensamente en la producción de cultivos microbianos, enzimas, aromas, fragancias, aditivos alimentarios y una diversidad de otros productos de alto costo agregado. 

La fermentación es constantemente la primera de una sucesión de operaciones de preparación de los alimentos que puede entender el aseo, la reducción de tamaño, el remojo y la cocción. En la fermentación espontánea trabajan como inóculos los microbios presentes en el material alimentario crudo y en el ámbito de preparación, en lo que para empezar y apresurar procesos de fermentación no espontáneos o controlados se usan inóculos que tienen dentro concentraciones altas de microorganismos vivos, llamados cultivos iniciadores. 

La preparación por fermentación, de la misma forma que se lleva a cabo en la mayor parte de las naciones en desarrollo, es más bien un arte que una ciencia; en las economías de bajos ingresos frecuenta caracterizarse por una base tecnológica rudimentaria y por un poco control del proceso, con el efecto de que da rendimientos bajos y productos de calidad variable. En la preparación doméstica y comunitaria de las naciones en desarrollo se recurre extensamente a la fermentación espontánea y al uso de cultivos iniciadores "apropiados" logrados principalmente por reinoculación (o backslopping, un proceso en el cual los inóculos se extraen de un lote de producto fermentado previamente). Al incrementar la averiguación y desarrollo se han desarrollado distintas cepas de microorganismos primordiales o mixtos, llamados "cultivos iniciadores definidos", que los pequeños elaboradores usan en sus procesos de preparación por fermentación. Diferentes territorios en desarrollo importan cultivos iniciadores definidos para emplearlos en sus ocupaciones de preparación. 

Para mejorar la calidad de los cultivos microbianos tienen la posibilidad de emplearse procedimientos clásicos de mejoramiento genético como la mutagénesis tradicional y la conjugación. Hablamos de técnicas habituales en las naciones desarrolladas que, no obstante, únicamente ahora empiezan a aplicarse en las naciones en desarrollo para mejorar y desarrollar cultivos iniciadores. Los resultados de dichos estudio han permitido desarrollar 3 cultivos iniciadores definidos diferentes, que en la actualidad se emplean para la preparación comercial de productos con diversas propiedades aromáticas. 

En la producción de enzimas y de varios componentes para la preparación de alimentos se aplican cultivos modificados genéticamente (MG). 

Por inocuidad de los alimentos se entiende la estabilidad de que no ocasionarán mal al consumidor una vez que se los elabora o consume para los usos previstos, y la inocuidad de los alimentos durante la cadena alimentaria comprende las buenas prácticas agrícolas que establecen los principios básicos para el cultivo (incluida la acuicultura), la ordenación de suelos y aguas, la producción agropecuaria, la manipulación y el procedimiento posteriores a la cosecha, las prácticas correctas de construcción para el almacenamiento, preparación y repartición al consumidor. 

Debido a los datos sobre la secuencia genómica, así como al apoyo de técnicas moleculares avanzadas, los científicos han podido implantar tácticas defensivas para defender a los clientes contra los agentes patógenos; además se han proporcionado artefactos a la industria para generar alimentos saludables e inocuos optimizando el impacto de las bacterias probióticas, la formulación de los cultivos iniciadores bacterianos y las características funcionales que se usan en la preparación de alimentos. Además, se dispone ahora de juegos de artefactos para identificar la existencia de micotoxinas, un fundamental riesgo bioquímico referente con las legumbres y los cereales que conforman la materia prima de varios alimentos fermentados clásicos en muchas naciones en desarrollo. 

Enzimas recombinantes y microorganismos modificados para producir alimentos

Ya hace milenios los humanos han usado los hongos, bacterias y enzimas recombinantes para la producción de alimentos y bebidas fermentadas de gran trascendencia alimenticia e inclusive social y cultural, como por ejemplo la leche, quesos, vinos, panes, cervezas y otros. 

Varios de los microorganismos usados se han mejorado genéticamente y además se ha obtenido una gigantesca gama de enzimas recombinantes de gran utilidad para este sector; esto mediante la introducción de nuevos genes, o bien, por medio de la modificación de sus funcionalidades metabólicas. 

Microorganismos

Se ha elaborado uso de varias bacterias y levaduras para la obtención de alimentos a escala industrial (vino, cerveza, pan), siendo esta una de las aplicaciones más viejas de la biotecnología. En las últimas décadas, se ha realizado procesos de selección de las superiores cepas y se han desarrollado enormes industrias y economías basadas en ellas.

La biotecnología microbiana provee los procedimientos para manipular genéticamente a los microorganismos cultivados a gran escala cuya optimización de propiedades da sitio a nuevos productos microbianos.

Conforme el Instituto Universal de Ciencias de la Vida (ILSI Europa), al año 2003 no se había aprobado la utilización de microorganismos modificados genéticamente para su implementación en productos alimentarios (Ejemplo: yogures y queso) en los que se encontrarían como organismos viables.

La mayor parte de estas cepas se inactivan a lo largo del proceso de producción del alimento y no acostumbran estar presentes como organismos viables en el producto final. Ejemplificando, las cepas de levadura Saccharomyces cerevisiae se aplican convencionalmente de una manera vasta en la producción de pan, cervezas, vinos y sake.

No obstante, a partir del año 1990 se aprobó en el Reino Unificado la utilización y el mejoramiento de las propiedades de cepas utilizadas tanto en fermentación de bebidas como en la producción de pan, favoreciendo la industria alimenticia.

Se han modificado bacterias lácticas que portan genes de otros organismos, de manera que por medio de su uso es viable mantener el control de, e inclusive acortar, los tiempos de maduración de los quesos sin pérdida de calidad.

En la situación de las levaduras, se han creado levaduras panaderas modificadas genéticamente que aumentan el volumen y la vida eficaz del pan que generan, e inclusive varias de ellas evitan inconvenientes de salud gremial ligadas al uso de enzimas a lo largo de la panificación.

En vinos se han construido levaduras vínicas modificadas genéticamente que al fermentar rinden caldos con aroma más afrutado, una característica organoléptica bastante apreciada por el consumidor, o que aumentan la concentración de compuestos como el resveratrol (polifenol), en teoría implicada en la optimización de la circulación de sangre.

Además del campo de los alimentos y bebidas fermentadas, hay una vasta categoría en la industria alimentaria en que se aplican los microorganismos o productos de ellos.

Enzimas recombinantes

Hay diversas enzimas de interés industrial que tienen la posibilidad de obtenerse por medio de la implementación de plantas o desde microorganismos, con la utilización de la ingeniería genética. Una vez que una enzima nueva es identificada en un microorganismo, el gen que codifica para la misma podría ser transferido a alguna bacteria de la cual se sabe mucho, y que es usada habitualmente en la industria cervecera y panadera, como por ejemplo Bacillus, Aspergillus y Sacharomyces.

Su manipulación es segura, son de incremento veloz y tal se puede elaborar más grande proporción de esa enzima en el tanque de fermentación.

El término de transferencia de un gen que codifique para dicha enzima de interés es el mismo que se aplica a las plantas por medio de la utilización de distintas técnicas biotecnológicas, para generar plantas que funcionen como biofactorías

Aun cuando no se aplican microorganismos modificados genéticamente (MMG) en productos alimentarios, muchas enzimas empleadas en la producción alimentaria se obtienen ahora desde MMG elaborados a escala en sistemas de fermentación. El MMG se separa del producto o de la enzima anterior a que esta sea usada en el procesado del alimento.

El producto obtenido, la enzima recombinante, es de más grande pureza, lo que coopera a una mejor calidad del producto. Además, la producción tan exuberante de enzimas, garantiza un abastecimiento conveniente de estas, y se disminuiría su sustracción desde las fuentes convencionales.

Un caso muestra de en otras palabras la situación del gen de la quimosina del ternero (una enzima de los estómagos de los terneros que se usa en la producción de queso). Esta se metió en microorganismos de uso alimentario, como el hongo Aspergillus.

En la actualidad además se generan por medio de MMG unas 40 enzimas alimentarias, esto se puede equiparar con las bastante más de 150 enzimas microbianas usadas en la producción de alimentos. En la actualidad se puede percibir un uso constante de microorganismos y enzimas recombinantes en varios procesos a escala de la industria alimentaria. Esto, gracias a la demanda y necesidad de monumentales porciones de dichos insumos, lo que necesita que se disminuyan los precios de producción, sin perder la calidad.

Por consiguiente, la unión de las técnicas biotecnológicas no reemplazaría los procedimientos convencionales e insumos usados, sino que más bien complementaría positivamente en la optimización y mejora de las prácticas recientes. En el futuro, la utilización que se realice de los microorganismos modificados y las enzimas recombinantes en el dominio de la tecnología de alimentos, va a estar definido por la valoración de los peligros y las ventajas asociados a esta clase de tecnologías.