Fermentación de precisión: ¿el futuro de nuestro sistema alimentario?

Agroalimentario - Según muchos, la fermentación de precisión puede alterar el sistema alimentario tal como lo conocemos, reduciendo las emisiones y el uso de la tierra y el agua dulce. ¿Pero, qué es esto?

El cambio climático está afectando la estabilidad de nuestro sistema alimentario. Al mismo tiempo, la población mundial sigue creciendo, mientras que las zonas más pobres del mundo no tienen acceso a suficientes alimentos. La fermentación de precisión podría ayudar a abordar estos problemas, ya que puede garantizar la estabilidad de los alimentos sin necesidad de consumir miles de hectáreas de tierra. Pero primero, demos un paso atrás y expliquemos qué significan precisión y fermentación.

La precisión proviene de la biología de precisión. Esta disciplina está fusionando tecnologías de la información, como IA y aprendizaje automático, con biotecnologías, ingeniería genética y metabólica, por nombrar algunas. La unión de estas dos ramas permite diseñar moléculas y nanopartículas para la administración de fármacos.

Como sabrá, la fermentación está detrás de los alimentos que la humanidad ha estado comiendo durante milenios, como el pan, el vino y el queso. Durante la fermentación convencional, las bacterias descomponen los azúcares, como la levadura o el etanol, para producir energía. Aprovechando este proceso, podemos disfrutar de pizza, yogur y champán. La fermentación también está detrás de la producción de vitaminas, solventes y medicamentos.

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La fermentación de precisión (PF) lleva la fermentación convencional muchos pasos más allá, combinándola con las últimas tecnologías de biología de precisión. Los científicos pueden programar microbios para que produzcan las moléculas que quieran. Usando biología de precisión, pueden obtener la información genética detrás de las proteínas vegetales y animales. Una vez que adquieren estos datos, pueden copiar y pegar secuencias genéticas, o crear nuevas desde cero, en microbios.

Los microorganismos se convierten en fábricas adecuadas, tomando insumos específicos y produciendo los productos deseados. En pocas palabras, las proteínas animales y vegetales se pueden replicar sin pastorear ganado ni plantar miles de hectáreas de tierra.

La fermentación de precisión es una biotecnología que rediseña microbios comunes como la levadura para producir una proteína o sustancia idéntica a las que generalmente se encuentran en alimentos como los huevos, los lácteos o los edulcorantes cuando se fermentan.

La fermentación de precisión puede recrear proteínas genéticamente idénticas a las que se encuentran en la naturaleza. Otros beneficios declarados de la fermentación de precisión incluyen los siguientes: es más rápido y fácil de escalar porque el ganado requiere semanas y meses para crecer, mientras que las células fermentadas requieren horas; puede implementarse en cualquier parte del mundo utilizando fuentes locales de biomasa; tiene mucho espacio para la optimización; Es un método familiar para producir alimentos.

Proteína de leche, grasas animales, colágeno, miel y clara de huevo.

La fermentación microbiana tradicional usa microorganismos vivos intactos para procesar los alimentos. La fermentación de precisión ocurre usando microbios diseñados ad hoc para generar un producto final específico.

Debido a sus altos costos, el PF quedó limitado a la industria farmacéutica, que lo utilizó para producir colágeno humano. Esto se utiliza principalmente en productos de rejuvenecimiento de la piel. A medida que los costos de los ingredientes están cayendo, PF pronto se utilizará para replicar la caseína, la principal proteína de la leche.

The Every Company de California combina la fermentación tradicional con la codificación genética para producir proteínas de huevo. Imprimen en 3D la secuencia de ADN de las proteínas y se la alimentan a una levadura que, a medida que come azúcares, comienza a entregar la proteína codificada.

La startup alemana Formo también está utilizando microorganismos para hacer queso sin vaca. Comenzando con la copia del código de proteína de las células animales y pegándolo a los microbios, reconectando su ADN. Luego, cargan los microbios en tanques de fermentación, agregando grasas de origen vegetal para crear un caldo lechoso, la base para hacer su queso. Esperan lanzar su queso para 2023.

PF reduce las emisiones de agua y de efecto invernadero relacionadas con la producción de alimentos: producir un kilogramo de queso emite 23,88 kg de CO₂ equivalente y necesita 5605 litros de agua dulce. Además, también acorta los tiempos de producción. Si bien se necesitan meses para cosechar vegetales y años para obtener carne, la fermentación acelera significativamente los procesos. Dado que los científicos tienen control total sobre la elaboración de alimentos, la fermentación de precisión permitiría obtener productos de mayor calidad.

Las principales preocupaciones en torno a la fermentación de precisión son las normativas y la seguridad. La industria farmacéutica exige que se superen meticulosas pruebas antes de que un producto salga al mercado, mientras que en la industria alimentaria no es así. Lo que es más importante, surgen consideraciones sociales y éticas con respecto al uso de organismos modificados genéticamente para la producción de alimentos.

En general, aún debe establecerse una mayor transparencia sobre cómo se realizan estas técnicas, las entradas y salidas generadas y el impacto en los precios al consumidor.

Según el grupo de expertos RethinkX, el costo de la fermentación de precisión seguirá cayendo durante la década de 2020, ya que los ingredientes necesarios costarán menos. El instituto de investigación espera que "las proteínas fabricadas por PF sean competitivas en costos con proteínas comparables para 2025". Además, prevén una caída en la demanda de productos de vaca en un 70 por ciento para 2030. Research and Markets pronostica que el mercado de fermentación de precisión alcanzará un valor de $ 36.3 mil millones para 2030, desde un valor de $ 1.6 mil millones en 2022.