Archivo de la categoría ‘Ciencias de los alimentos’

Cómo nos puede ayudar la ciencia frente al despilfarro de alimentos

Por Ana Mª Veses (CSIC)*

El otro día fui a un restaurante con mi familia. En la mesa de al lado, un niño se puso a protestar porque no le gustaba la comida que le habían servido; inmediatamente, un camarero acudió para retirarle el plato.

Esta anécdota contrasta con la realidad que nos muestra la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO): mientras cerca de 800 millones de personas sufren desnutrición en el mundo, según datos de 2017, aproximadamente un tercio de la producción mundial de alimentos se pierde o se desperdicia.

Además, este despilfarro produce graves consecuencias para el medioambiente. Tirar comida supone una notable pérdida de recursos naturales (tierra, agua y energía) y un incremento de emisiones de gases de efecto invernadero, para producir unos alimentos que finalmente nadie consumirá. Si ‘dilapidar comida’ fuera un país, sería el tercero con más emisiones de dióxido de carbono, detrás de China y EEUU. Asimismo, los alimentos que producimos pero luego no comemos consumen un volumen de agua equivalente al caudal anual del río Volga.

¿Por qué pasa esto? ¿Alguien se ha planteado hacer algo al respecto?

En los países industrializados principalmente se desperdician tantos alimentos porque la producción excede a la demanda, porque los supermercados imponen altos estándares estéticos a los productos frescos y descartan aquellos que son más feos, y porque se piensa que tirar es más cómodo que reutilizar.

En cambio, en países en vías de desarrollo, según indican estudios de la FAO, el desperdicio de alimentos por parte de los consumidores es mínimo. En estos países, sin embargo, son los inadecuados sistemas comerciales y las escasas y deficientes instalaciones de almacenamiento y procesamiento los que provocan grandes pérdidas de alimentos.

Desde las instituciones públicas se están desarrollando diversas estrategias y planes de actuación, a distintos niveles, para controlar y reducir estos desperdicios. Se han puesto en marcha planes de sensibilización cuya finalidad es modificar hábitos y modelos de consumo en las comunidades, como la difusión de buenas prácticas de conservación de productos en los hogares a través de los medios de comunicación o aplicaciones móviles para la sensibilización e innovación social o para la redistribución de excedentes.

Ciencia y tecnología para desperdiciar menos

Por otro lado, la ciencia y la tecnología contribuyen a generar herramientas que puedan disminuir el desperdicio de alimentos a lo largo de toda la cadena alimentaria. La creación de nuevas técnicas de conservación de alimentos, diseños de envases más resistentes, así como el uso de tecnologías limpias y la identificación de dónde se producen las pérdidas de producto son algunas de las alternativas que se investigan. Por ejemplo, ya se está trabajando en el desarrollo de envases más resistentes al transporte, que puedan volver a cerrarse fácilmente o divididos en porciones que aumenten la vida útil de los alimentos.

El catálogo de iniciativas nacionales e internacionales sobre el desperdicio alimentario realizado por la Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición (AESAN) reúne iniciativas como un papel diseñado en 2010 (por la empresa Fenugreen) que consigue duplicar el tiempo de conservación de frutas y verduras frescas. Está impregnado con distintas especias que inhiben el crecimiento de hongos y bacterias y, además, contiene un determinado aroma que informa de si el sistema sigue siendo efectivo. Este papel, utilizado tanto en la agricultura como en hogares de todo el mundo, tiene una vida de tres semanas y después se puede aprovechar como abono.

Otras iniciativas aseguran la integridad del sellado en los envases mediante la selección de materiales de difícil perforación o desarrollan envases activos que evitan la entrada de sustancias indeseables al tiempo que liberan otras beneficiosas para la conservación del producto, como biocidas, antioxidantes o compuestos que absorben el oxígeno y la humedad.

Algunas líneas de investigación se basan en la reutilización y el reciclaje de subproductos industriales para evitar la disposición en vertedero, de manera que se puedan desarrollar nuevos productos a partir de los materiales excedentarios, recuperar compuestos de interés para utilizarlos como aditivos o ingredientes en otras industrias, así como obtener nuevos productos más saludables.

En el Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN) del CSIC, diversos grupos de investigación trabajan con residuos alimentarios procedentes de las industrias que usan productos vegetales y animales, con el objetivo de revalorizarlos. Uno de ellos es la okara, un subproducto de la soja que se obtiene tras extraer la fracción soluble para la producción de bebida de soja o tofu, y que antes era eliminado en las industrias de procesamiento. Al tratarla con altas presiones hidrostáticas y enzimas específicas, se consigue por un lado aumentar los carbohidratos solubles al doble de los valores iniciales y, por otro, incrementar sus capacidades prebióticas, favoreciendo el crecimiento de bacterias beneficiosas (Bifidobacterium y Lactobacillus) y la inhibición de otras potencialmente perjudiciales. Se ha comprobado que la okara tratada, suministrada a ratas que habían seguido una dieta grasa, frena la ganancia de peso, reduce los niveles de triglicéridos en plasma y aumenta la absorción mineral y la producción de ácidos grasos de cadena corta.

Estos ejemplos reflejan que se están empleando muchos recursos para frenar este problema y buscar soluciones. Pero no hay que olvidar el importante papel que tenemos los consumidores. Cada uno desde su posición, el personal investigador en sus laboratorios, los gobiernos en sus políticas y los consumidores en sus hogares, debemos colaborar para evitar que comida y productos válidos para el consumo sean desaprovechados, mientras en otra parte del mundo se pasa hambre.

* Ana Mª Veses es investigadora del Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición del CSIC.

¿Qué son las “enzimas promiscuas”?

Por Francisco J. Plou (CSIC)*

Las enzimas son catalizadores biológicos, o biocatalizadores, responsables de regular y acelerar de forma sustancial la velocidad de las reacciones químicas en los seres vivos. Trabajos de los químicos estadounidenses Sumner y Northrop (ambos compartieron Premio Nobel de Química en 1946, junto con Stanley) permitieron determinar que las enzimas eran proteínas. Por tanto, al igual que estas últimas, las enzimas están formadas por aminoácidos y juegan un papel crucial en casi todos los procesos biológicos. El potencial químico de un ser vivo queda definido por su información genética, y las enzimas son las entidades biológicas que convierten dicha información en acción. Dicho de otro modo, las enzimas son proteínas que incrementan la velocidad de una reacción química sin consumirse y recuperándose sin cambios esenciales. Así, las enzimas son muy eficaces y específicas, ya que cada una está especializada en procesar una reacción concreta.

En esta imagen de microscopía electrónica de barrido se pueden observar tres enzimas distintas formando complejos cristalinos con fosfato de cobre. Los complejos de proteína y sal crecen formando estructuras semejantes a algunas flores. / David Talens Perales (IATA-CSIC). FOTCIENCIA16

En esta imagen de microscopía electrónica de barrido se pueden observar tres enzimas distintas formando complejos cristalinos con fosfato de cobre. Los complejos de proteína y sal crecen creando estructuras semejantes a algunas flores. / David Talens Perales (IATA-CSIC). FOTCIENCIA16

En los últimos años, un nuevo concepto, que se contrapone a esta especificidad de las enzimas, ha adquirido un notable protagonismo: la promiscuidad. Este término nos puede evocar a relaciones poco estables o “de flor en flor” entre personas, pero también se ha he­cho un hueco en el ámbito de la bioquímica, si bien suele utilizarse en su lugar el concepto más académico de “amplia especificidad”. En el metabolis­mo cada enzima se ha especializado, a través de la evolución, en una determinada reacción química, para lo que es necesa­rio que la enzima reconozca un sustrato muy concreto. Este es el caso de la glucosa oxidasa, una enzima que solo reconoce a la glucosa y se muestra indiferente con azúcares muy similares como la galactosa o la fructosa. Por ello tiene múltiples aplicaciones en biotecnología, entre las que destaca el poder cuantificar la glucosa libre en los fluidos biológicos (sangre y orina), base de los biosensores de las personas diabéticas. Sin embargo, cada año se publican nuevos artículos en los que se reseña cómo una enzima es capaz de aceptar sustratos alternativos al original (lo que se denomina “promiscuidad de sustrato”) o, lo que resulta mucho más rompedor, catali­zar otro tipo de transformaciones químicas (lo que se conoce como “promiscuidad catalítica”). La mayoría de enzimas, entonces, son promiscuas.

¿De dónde proviene esta propiedad? Se cree que las enzimas actuales han evolucionado a partir de enzimas ancestrales que mostraban una gran promiscuidad, esto es, las primeras enzimas eran generalistas y realizaban por tanto funciones muy diversas. Así, las células no podían gastar energía en producir enzimas especializadas y preferían en­zimas multifunción, como esos sacacorchos que, además de permitirnos abrir una botella de vino, incluyen una pequeña navaja y un sinfín de accesorios. Pero con el tiempo fue nece­sario dotar a las enzimas de mayor actividad catalítica y espe­cificidad, como laboriosa “mano de obra” cada vez más especializada y eficaz. Parece ser una consecuencia evidente de la divergencia evolutiva.

Estos conceptos chocan de frente con los descritos en uno de los libros más vendidos sobre estas cuestiones en los últimos años, La enzi­ma prodigiosa, del médico Hiromi Shinya. El autor señala, con poca base científica, que en nuestro organismo “hay una enzima madre, una enzima prototipo, sin especialización. Hasta que esta enzima madre se convierte en una enzima específica como respuesta a una necesidad particular, tiene el potencial de convertirse en cual­quier enzima”.

La Mata Hari de las enzimas

Pero sigamos con nuestras enzimas promiscuas. Desde el punto de vista aplicado, la promiscuidad de sustrato presenta connotaciones de gran interés. Por un lado, para ciertos usos es deseable que las enzimas sean poco es­pecíficas. Nos referimos, por ejemplo, a su empleo en deter­gentes, donde una lipasa debe atacar cuantos más tipos de manchas de grasa, mejor, o a su utilización en descontaminación, en la que una oxidorreductasa es preferible que oxide el mayor número posible de compuestos recalcitrantes.

En cuanto a la promiscuidad catalítica, que implica que una misma enzima es funcional en reacciones que pertenecen a varias de las seis clases descritas en el cuadro de la imagen (tabla 1), es notorio el caso de la lipasa B de la levadura Candida an­tarctica. Esta enzima, a la que podríamos denominar la Mata Hari de la enzimología, se ha convertido en uno de los bio­catalizadores con mayores aplicaciones industriales. Por citar algunas: cataliza reaccio­nes diversas que incluyen la hidrólisis e interesterificación de grasas, la obtención de poliésteres, la síntesis de amidas, reso­luciones racémicas, condensaciones aldólicas, epoxidaciones y la reacción de Mannich, que se usa por ejemplo para sintetizar fármacos, entre otras cosas. Como señalan algunos científicos, “es el momento de investigar nuevas re­acciones para viejas enzimas”. Con ello aumentarán las posibilidades catalizadoras de las enzimas.

 

* Francisco J. Plou es investigador en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC y autor del libro ‘Las enzimas’ (Editorial CSIC  Los Libros de la Catarata).

Listeriosis: a veces ocurre

Por Marta López Cabo (CSIC)*

El 41% de los europeos considera la seguridad alimentaria una preocupación. Así lo reflejan las encuestas recogidas en el Eurobarómetro publicado recientemente por la Agencia Europea en Seguridad Alimentaria (EFSA, 2019). En España, esta cifra se sitúa en el 37%. No son porcentajes muy elevados porque la aparición de brotes o problemas de salud asociados con el consumo de alimentos no es frecuente. Pero a veces ocurre.

Es el caso del brote de listeriosis de Andalucía, asociado con el consumo de carne mechada y otros productos contaminados con la bacteria Listeria monocytogenes, y que ha provocado 3 defunciones, 2 abortos, 2 muertes fetales intraútero y alrededor de 212 personas afectadas, algunas de ellas hospitalizadas.

¿Qué es Listeria monocytogenes?

Frotis sobre cupón de acero inoxidable utilizado para la toma de muestras de biofilms de Listeria monocytogenes potencialmente presentes en superficies de la industria alimentaria / IIM-CSIC

Listeria monocytogenes es una bacteria patógena de alta relevancia transmitida por alimentos. Decimos ‘alta relevancia’ no tanto por el número de casos declarados, sino por los casos de muerte asociados a grupos de riesgo (embarazadas, inmunodeprimidos y población de elevada edad). Ello la ha convertido en un objetivo prioritario para la comunidad científica y las agencias de seguridad alimentaria, lo que ha resultado en el avance en el conocimiento de su biología y el desarrollo e implementación de diferentes soluciones para su control y eliminación.

A pesar de ello, los datos de los últimos informes publicados por EFSA (2017, 2018) ponen de manifiesto una tendencia creciente del número de casos notificados de listeriosis en humanos en Europa. En 2017, la listeriosis causó cerca del 50% de las muertes por zoonosis alimentarias (enfermedades que se transmiten entre los animales y el ser humano a través del consumo de alimentos) en la Unión Europea y el 98% de los casos registrados requirió hospitalización.

¿Qué está ocurriendo?

Que L. monocytogenes, como la mayoría de las bacterias patógenas, tiene unas características biológicas peculiares que favorecen su prevalencia en superficies de plantas de procesado y en alimentos. Ubicua, resistente al ácido y a bajas condiciones de actividad de agua, es además capaz de crecer a temperaturas de refrigeración, las mismas que utilizamos para prolongar la vida comercial de los alimentos.

Pero L. monocytogenes tiene otra particularidad: su condición de bacteria-parásito. Quizás se trata de un estado intermedio de la evolución entre ambas formas biológicas que puede implicar ventajas en su ecología y capacidad infectiva. Sin embargo, esto aún está por dilucidar.

Imagen de microscopía de fluorescencia de biofilms formados por L. monocytogenes (células rojas) y Acinetobacter jonhsonii (células azules) sobre superficies de acero inoxidable / IIM-CSIC

Son varios los grupos de investigación que estudian esta bacteria. El grupo de Microbiología y Tecnología de Productos Marinos (MICROTEC) del Instituto de Investigaciones Marinas de Vigo (CSIC) investiga desde 2006 la incidencia y prevalencia de L. monocytogenes en plantas de procesado de alimentos; también la relación entre su ecología (especies bacterianas con las que se asocia y convive) y la resistencia a desinfectantes de uso industrial. Más recientemente, los estudios se han orientado a la búsqueda de alternativas basadas en moléculas de comunicación bacteriana (quorum sensing) que interrumpan o dificulten el agrupamiento de la bacteria y por tanto la aparición de estructuras estables que puedan convertirse en focos de contaminación. Con ello, el microorganismo no desaparecería, pero podría evitarse o ralentizarse la formación de estos focos.

Nuestras conclusiones son claras. L. monocytogenes puede persistir asociada a diferentes especies bacterianas y adherida a superficies y maquinaria de las plantas de procesado de alimentos formando estructuras complejas o biofilms (comunidades de células bacterianas) potencialmente resistentes a los protocolos de desinfección aplicados. Estas colonias constituyen focos de contaminación y puntos críticos para la contaminación cruzada, bien directamente, por contacto de alimentos, o indirectamente a través de utensilios o mediante los propios operarios y trabajadores de la planta. Porque, aunque no es habitual, a veces ocurre.

La solución también es clara: mejorar los sistemas de control y autocontrol de la industria y a lo largo de la cadena de valor y seguir avanzando en la investigación de L. monocytogenes y otros patógenos para poder ofrecer al consumidor alimentos seguros.

 

*Marta López Cabo  es responsable del Grupo de Microbiología y Tecnología de Productos Marinos (MICROTEC) del Instituto de Investigaciones Marinas de Vigo (CSIC) y coordinadora de la Red Gallega de Riesgos Emergentes en Seguridad Alimentaria (RISEGAL).

¿Cómo detectamos el ‘umami’ y otros sabores?

Por Laura López Mascaraque* y Mar Gulis

Cierra los ojos. Piensa en algo ácido. ¿Qué te viene a la mente? ¿Un limón, una naranja? Seguro que también visualizas rápidamente alimentos asociados a sabores dulces, salados y amargos. Pero, ¿puedes pensar en el sabor umami? Probablemente muchas personas se quedarán desconcertadas ante la pregunta, por desconocer la existencia de este quinto sabor o no identificar los alimentos vinculados al mismo. Aquí van algunos ejemplos: el queso parmesano, las algas, la sopa de pescado y la salsa de soja comparten este sabor, que se suma a los otros cuatro clásicos: dulce, salado, ácido y amargo.

El sabor umami es típico de la cocina asiática, en la que son habituales sopas que cuentan con soja y algas entre sus ingredientes / Zanpei

En 1908 el japonés Kikunae Ikeda descubrió el umami. Químico de la Universidad Imperial de Tokio, eligió esta palabra, que proviene del japonés y significa “buen sabor”, “sabroso” o “delicioso”, para designar su hallazgo. Ikeda dedujo que el glutamato monosódico era el responsable de la palatabilidad del caldo del alga kombu y otros platos. De hecho, el umami es característico de cocinas como la japonesa, la china, la tailandesa y también la peruana, donde se conoce como ajinomoto. El glutamato monosódico es un compuesto que se deriva del ácido glutámico, uno de los aminoácidos no esenciales más abundantes en la naturaleza (se denominan no esenciales porque el propio cuerpo los puede sintetizar, es decir, fabricar).

Pero, ¿cómo detectamos el umami? ¿O por qué decimos que algo está demasiado salado o dulce? ¿Qué proceso fisiológico desencadena estas percepciones? La mayor parte de lo que llamamos sabor tiene que ver, en realidad, no con el gusto, sino con el olfato. Por eso los sabores parecen desvanecerse cuando estamos resfriados. Juntos, el olfato y el gusto constituyen los denominados sentidos químicos, pues funcionan mediante la interacción directa de ciertos compuestos químicos con receptores situados en el epitelio olfatorio, localizado en la parte superior de la nariz, y las papilas gustativas, situadas en la lengua.

El olor llega al cerebro por dos vías; una directa y ortonasal y la otra indirecta o retronasal. La primera se da cuando inhalamos directamente a través de la nariz. La otra, cuando, al masticar o tragar el alimento, se liberan moléculas que alcanzan la cavidad nasal desde la boca (vía retronasal), es decir, cuando exhalamos. Con la masticación y la deglución, los vapores de las sustancias ingeridas son bombeados en la boca por movimientos de la lengua, la mandíbula y la garganta hacia la cavidad nasal, donde se produce la llamada percepción olfativa retronasal. Así, gran parte de las sensaciones percibidas en alimentos y bebidas se deben al olfato.

Las sensaciones gustativas las percibimos a través de las miles de papilas gustativas que tenemos en la lengua / Pixabay

Por otra parte, ciertos alimentos considerados irritantes (condimentos picantes, quesos muy fuertes, etc.) pueden ser percibidos como olores/sabores a través del sistema quimiosensitivo trigeminal, con receptores localizados en la cavidad nasal y la boca.

En resumen, los receptores del olfato, el gusto y el nervio trigémino contribuyen al sabor, que se define por la suma de tres sensaciones: olfativas, gustativas y trigeminales. Las olfativas se perciben por la nariz desde concentraciones muy bajas y son las más variadas y complejas. Las gustativas lo hacen gracias a los receptores de la lengua y el paladar, localizados en las aproximadamente 5.000-10.000 papilas gustativas, que conducen información de la composición química de los alimentos hacia una parte del cerebro especializada en interpretar estos mensajes de acuerdo a las cinco cualidades gustativas básicas que mencionábamos al principio: salado, dulce, amargo, ácido y umami.

Cada uno de estos sabores puede asociarse a una o varias sustancias químicas caracterizadas por tener fórmulas y propiedades específicas que permiten su reconocimiento. Por ejemplo, los ácidos, como el zumo de limón o el vinagre, liberan iones de hidrógeno y, por lo tanto, presentan sabor ácido, mientras que la sal de cocina libera iones sodio y cloruro y, así, manifiesta sabor salado. Lo mismo les sucede a las moléculas de glucosa o azúcar con el dulce, a las del café o el bíter que libera alcaloides con el amargo, y al glutamato monosódico y otros aminoácidos con el umami. Actualmente se investiga la posibilidad de que existan receptores específicos en la lengua para reconocer el sabor de la grasa y el de las harinas o el almidón (sabor starchy).

En cuanto a las sensaciones trigeminales, estas se perciben en las terminaciones del nervio trigémino de la nariz y la boca a través de bebidas y alimentos que producen una sensación de irritación (picor, frío…). Por tanto, cuando hablamos de percepción del sabor, nos referimos a una respuesta conjunta de señales que provienen del olfato, del gusto y del trigémino, combinadas con otras características físicas como la textura, la temperatura y la presión.

 

* Laura López Mascaraque es investigadora del Instituto Cajal  del CSIC y autora, junto con José Ramón Alonso de la Universidad de Salamanca, del libro El olfato de la colección ¿Qué sabemos de?, disponible en la Editorial CSIC y Los Libros de la Catarata.

Acrilamida, el contaminante que podemos reducir de nuestras patatas fritas

Por Marta Mesías, Cristina Delgado Francisco J. Morales, (CSIC)*

La acrilamida es un contaminante químico que se produce de forma natural cuando se cocinan determinados alimentos a elevadas temperaturas (más de 120°C) y baja humedad. Se encuentra sobre todo en el café tostado, los cereales horneados y las patatas fritas. En general, los alimentos de origen vegetal contienen tanto azúcares como un aminoácido llamado asparagina, por lo que cuando se tuestan, se hornean o se fríen, se desarrolla una reacción llamada reacción de Maillard que, además de generar el aroma y el color apetecible de los alimentos procesados, da lugar a la formación de acrilamida.

Pero, ¿por qué debemos preocuparnos precisamente ahora por la acrilamida? En el año 2002 se descubrió su presencia en los alimentos procesados y se comprobó que la dieta es la principal fuente de exposición a este contaminante. Además, la acrilamida se encuentra tanto en alimentos procesados en la industria, como en alimentos cocinados en restaurantes y en nuestros hogares.

Años más tarde, en 2015, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA por sus siglas en inglés), tras consider las investigaciones aportadas hasta la fecha, concluyó que la presencia de acrilamida en los alimentos puede aumentar la probabilidad de desarrollar determinados tipos de cáncer y, por tanto, la ingesta de este compuesto puede suponer un riesgo para el consumidor. Durante este tiempo se han desarrollado numerosos estudios para comprender por qué se forma la acrilamida y cómo podemos reducir su aparición en los alimentos.

El pasado mes de abril entró en vigor el Reglamento de la Comisión Europea donde se establecen medidas concretas que obligan a las empresas alimentarias a controlar y reducir la presencia de acrilamida en los alimentos. Además, se fijan niveles de referencia para las principales fuentes de exposición (café, cereales y patatas fritas) y, en especial, para los alimentos infantiles, ya que los niños de corta edad, por su menor peso corporal y una dieta más monótona, tienen mayores tasas de exposición que la población adulta.

¿Cómo reducir la formación de acrilamida en las patatas fritas?

La buena noticia es que en nuestros hogares podemos reducir la formación de acrilamida y, en consecuencia, bajar los niveles globales de exposición. Sólo hay que seguir unas sencillas recomendaciones durante la manipulación y fritura de la patata:

  • En primer lugar debemos seleccionar patatas frescas sanas, no dañadas, sin zonas verdes, sin heridas y sin brotes.
  • Las patatas no deben almacenarse a bajas temperaturas, ya que el frío favorece la degradación del almidón a azúcares sencillos, que incrementarán la formación de acrilamida durante la fritura.
  • Después de pelar y cortar las patatas, debemos lavarlas bien debajo del grifo.
  • Una vez lavadas, hay que dejarlas en remojo en agua al menos 10 minutos, lo que favorecerá la eliminación de un posible exceso de azúcares. Esta acción es especialmente recomendable si utilizamos patatas de conservación. El objetivo es reducir el contenido en azúcares en la patata fresca, ya que se formará menos acrilamida durante la fritura.
  • Por último, hay que freír a temperaturas inferiores a 175°C y sólo durante el tiempo necesario para conseguir un color dorado. Conviene seguir el lema de la Agencia Española de Consumo, Seguridad Alimentaria y Nutrición (AECOSAN), “dorado, pero no pasado”, ya que la acrilamida se relaciona con la aparición del color tostado en los alimentos procesados.

El proyecto de investigación SAFEFRYING, que se desarrolla en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN) del CSIC, trabaja en identificar los puntos críticos de formación de acrilamida durante las operaciones de fritura en el ámbito doméstico y de restauración colectiva. La investigación se ha centrado principalmente en las patatas fritas, ya que su fritura es habitual en nuestras cocinas y los niveles de acrilamida pueden variar hasta en un 80% dependiendo del tipo de elaboración.

 

Marta Mesías, Cristina Delgado, Francisco J. Morales son investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN) del CSIC. Su grupo de investigación CHEMPROFOOD desarrolla el proyecto SAFEFRYING.

 

Insectos, algas y carne de laboratorio, ¿las proteínas del futuro?

Por Miguel Herrero (CSIC)*

En su novela Un mundo feliz, Aldous Huxley describe una sociedad futurista –e inquietante– en la que sus miembros se alimentan con pastillas que les aportan todo tipo de nutrientes. No es la primera vez que la ciencia ficción especula sobre cómo será la alimentación en un futuro más o menos lejano. Hoy, los avances que se están produciendo en las ciencias de la alimentación pueden dar pistas sobre la evolución de nuestra dieta. ¿De qué nos alimentaremos? Para responder a esta pregunta hay que considerar las necesidades nutricionales de la población global y los recursos existentes para cubrirlas.

Según la ONU, en 2050 habrá en la Tierra unos 9.000 millones de personas. A principios del siglo XX se calcula que había algo más de 1.500 millones de habitantes en el planeta. Es decir, en solo 150 años, esa cifra se habrá multiplicado por seis. Por tanto, es probable que tengamos que adoptar medidas para no llevar al límite los recursos disponibles: agua potable, aire no contaminado, energía limpia y, por supuesto, alimentos. Para aumentar la capacidad de generar alimentos, ya se ha comenzado a buscar fuentes alimenticias no explotadas suficientemente hasta el momento, y que no impliquen técnicas agrarias y ganaderas que perjudican al medioambiente.

Gusanos de seda cocinados.

Fundamentalmente se exploran nuevas fuentes de proteínas, pues estas se consideran el nutriente principal. Dado que la producción cárnica es muy ineficiente (en términos de recursos consumidos) y muy contaminante se pretende reducir la dependencia de la misma en la alimentación. ¿Cómo? Los insectos aparecen como la primera opción. La FAO ha destacado en más de una ocasión el papel que pueden jugar en la alimentación mundial futura. Aunque en Occidente no resulten demasiado apetecibles, estos animales poseen unas características nutricionales muy interesantes. Son una gran fuente de proteína, dado que este nutriente es su componente mayoritario. Pero, además, la cría de insectos puede ser utilizada también para la elaboración de piensos y alimentos para otros animales, liberando de ello cultivos que pueden ser redirigidos a la alimentación humana. Aunque en estas latitudes aún no se estilen los menús de insectos, aproximadamente un cuarto de la población mundial, mayoritariamente en Latinoamérica, ya se alimenta de ellos de forma regular.

Ensalada de algas.

Otra de esas posibles fuentes proteicas son las algas. Cualquier persona asiática aducirá que para ella las algas son un alimento del presente, no del futuro, pero en Europa su consumo aún es residual. Hay muchas algas ricas en proteínas, en particular varias especies del grupo de las microalgas. De tamaño microscópico, se pueden cultivar en plantas de producción que no tienen que estar necesariamente cerca de fuentes de agua salada, y por tanto en zonas costeras. Algunas ya se cultivan para producir alimentos para peces, por ejemplo, o para la generación de energía, pero de toda la producción tan solo una parte muy pequeña se dirige a la alimentación humana.

Las grandes algas son más frecuentemente utilizadas como alimento, aunque su consumo tampoco es equiparable al de los vegetales. En cuanto a su composición, todos los tipos de algas destacan por poseer altas cantidades de proteína y bajas proporciones de grasas que, además, suelen ser insaturadas y por tanto saludables. Sin embargo, algunas especies tienen un alto contenido en yodo, mientras que otras pueden acumular durante su crecimiento cantidades apreciables de metales pesados (como ocurre en algunos peces). Aun así, estas desventajas son claramente superables eligiendo de manera apropiada las especies a cultivar.

Finalmente, la carne obtenida a partir de cultivos de tejidos celulares y no de animales directamente es otra fuente que se está explorando. La producción de carne en laboratorio a partir de células madre que se convierten en células musculares idénticas a las que posee la carne está dando sus primeros pasos. De momento, las características de esta carne cultivada no son iguales a las de la carne a la que pretende sustituir, puesto que tan solo se compone de músculo y no contiene nada de grasa ni otros componentes que están entremezclados con la masa muscular en los animales. Esto provoca falta de jugosidad y unos sabores diferentes, menos apetecibles que los de la carne natural. Ahora bien, en los próximos años pueden producirse avances que permitan generar carne apetecible de forma económica y energéticamente más eficiente que a través de la cría de animales.

* Miguel Herrero es investigador en el Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL) del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid y autor del libro de divulgación Los falsos mitos de la alimentación, disponible en la Editorial del CSIC Los Libros de la Catarata.

El altramuz, de humilde aperitivo a “superalimento”

Por José Carlos Jiménez-López (CSIC)*

Altramuces en el mercado. / Tamorlan - Wikimedia Commons

Altramuces en el mercado. / Tamorlan – Wikimedia Commons

El altramuz (Lupinus albus) es una legumbre conocida popularmente por ser una planta ornamental en jardines rurales, con bellas y coloridas flores. Su semilla es denominada con varios términos como altramuces, lupín, lupinos, tremosos, así como “chochos” en determinadas localidades de la geografía española, concretamente en Andalucía. Es difícil que en algún momento, tomando una cerveza en el bar, no nos hayan puesto un cuenco de altramuces para picar.

Los altramuces se han consumido tradicionalmente en toda la región mediterránea durante miles de años. En España, las semillas del altramuz se convirtieron en un bien bastante preciado, y casi el único sustento que muchas familias tenían para “llevarse a la boca” tras la guerra civil. Hoy, 28 de mayo, se celebra el Día Nacional de la Nutrición (DNN), que este año está dedicado a promover el consumo de legumbres. Es un buen contexto para destacar los excelentes valores nutricionales de esta leguminosa que suele pasar inadvertida.

Las semillas del altramuz son consumidas típicamente como aperitivo en salmuera. Su harina se usa para la fabricación de horneados como pizza, pan, y repostería. Además de ser un buen acompañamiento en ensaladas, también es utilizado en la elaboración de humus, patés, quesos vegetales, y como integrantes principales de platos más elaborados, dignos de restaurantes renombrados con estrella Michelín. Numerosos productos basados en semillas de lupino están siendo actualmente introducidos comercialmente en tiendas de alimentación como alimentos fermentados, bebidas energéticas, snacks, leche, yogurt, productos de repostería, alimentación vegana, tofu, sustitutos de carnes, salsas, tempe, pastas y como base en dietas de adelgazamiento.

Pese a ello, el altramuz está infravalorado, siendo una legumbre que no está “de moda”, al contrario que otros alimentos como la soja, la quinoa o la chía, con un mayor auge debido a un marketing publicitario agresivo, haciéndolos llegar al consumidor de manera apetecible, para introducirlos en la dieta como productos saludables. Sin embargo, y respecto a beneficios para la salud y aporte nutricional, el altramuz no tiene nada que envidiar a estos alimentos tan publicitados, por ello se le puede adjudicar igualmente el término acuñado como “superalimento”, que puede ser sinónimo de alimento funcional, cuyo consumo proporciona beneficios para la salud más allá de los puramente nutricionales. Hay muchas razones por las cuales se puede incluir el altramuz en esa lista privilegiada, empezando porque es una fuente muy importante de proteínas, aproximadamente el 40%, lo que equivale al doble del contenido en proteínas que los garbanzos, y cuatro veces más que el trigo.

Plantas de lupino. /José Carlos Jiménez-López

Plantas de altramuz (Lupinus). /José Carlos Jiménez-López

Su contenido en fibra dietética es del 34%, que actúa como fibra soluble (como la de la avena) e insoluble (como la del salvado de trigo), incrementando la saciedad, reduciendo la ingesta calórica para un mejor control del peso corporal y ayudando además a la reducción del colesterol y la prevención de dislipemia (altos niveles de lípidos). Posee bajos niveles de grasa (menos de un 6%) y abundantes ácidos grasos insaturados, sobre todo omega-6 y omega-9. El 24% de su contenido es un tipo de hidratos de carbono que favorecen un índice glucémico más bajo que otros granos comúnmente consumidos, ayudando a equilibrar el nivel de glucosa en sangre y, de este modo, a prevenir la hiperglicemia, lo que está especialmente indicado para personas que padecen diabetes tipo 2.

El altramuz es una legumbre naturalmente libre de gluten, por lo que es un alimento apto para personas con intolerancia al mismo (celiaquía). Por otro lado, son una excelente fuente de minerales (hierro, calcio, magnesio, fósforo y zinc), vitaminas B1, B2, B3, B6, B9 (ácido fólico) y Vitamina C, además de contener todos los aminoácidos esenciales, indicado para una correcta actividad intelectual y del sistema inmune. La semilla del altramuz también tiene entre sus componentes compuestos prebióticos, que ayudan al crecimiento de microflora bacteriana beneficiosa para una correcta salud intestinal. Estas semillas son también una de las mejores fuentes naturales del aminoácido arginina, el cual mejora la funcionalidad de los vasos sanguíneos y ayuda a la disminución de la presión sanguínea. Al contrario que otras legumbres como la soja, su contenido en fitoestrógenos (componentes similares a las hormonas) es insignificante, lo que evita problemas potenciales asociados a ellos.

Son abundantes los estudios científicos realizados en los últimos cinco años que demuestran el valor de algunos componentes de estas semillas en la lucha contra enfermedades consideradas como las nuevas epidemias del siglo XXI. Algunos de estos estudios se han realizado en nuestro grupo de investigación de la Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC, Granada), donde proteínas denominadas beta-conglutinas podrían ser utilizadas para la prevención y tratamiento de la diabetes tipo 2. Se ha demostrado que estas proteínas favorecen la activación de la ruta de señalización de la insulina, con la consiguiente captación de glucosa por los tejidos (disminución de la glicemia), así como la reversión del estado de resistencia a la insulina por sus tejidos diana, todo ello favoreciendo que el organismo recupere un estado similar a una persona no diabética. Además, numerosas pruebas experimentales han indicado que estas mismas proteínas son capaces de disminuir el estado de inflamación de pacientes diabéticos. Debido a que determinadas enfermedades, cuyo progreso cursa mediante un estado inflamatorio crónico sostenido (síndrome metabólico, obesidad, diabetes, enfermedades cardiovasculares), los altramuces, y concretamente las proteínas beta-conglutinas, constituyen un componente funcional que puede jugar un papel crucial como una nueva opción terapéutica para la prevención y tratamiento de estas enfermedades que tienen una base inflamatoria.

Seguro que a partir de ahora y con todos estos argumentos, recuperaréis el buen hábito de “coger un puñado de altramuces para llevároslos a la boca”, o prepararéis sabrosos platos que sorprenderán incluso a los paladares más exigentes.

 

*José Carlos Jiménez-López es investigador en la Estación Experimental del Zaidín (CSIC) y actualmente desarrolla una línea de investigación sobre las propiedades potencialmente beneficiosas del consumo de altramuces.

‘Operación polinizador’: el imprescindible trabajo de los insectos para el futuro de la agricultura

Por Alberto Fereres (CSIC) *

Trichodes octopunctatus (Familia Cleridae) / Alberto Fereres

Trichodes octopunctatus (Familia Cleridae) / Alberto Fereres

Con la llegada de la primavera, en plena ‘operación polinización’, esta imagen se repite cada año en campos, parques y jardines. Insecto y planta cooperan para obtener un beneficio mutuo, fenómeno que en biología se llama simbiosis. Estas interacciones, de crucial importancia en los ecosistemas naturales y en los agrícolas, se iniciaron hace más de 200 millones de años, en el Jurásico.

Las primeras angiospermas, plantas con flor, dependían del viento para asegurar su reproducción, igual que las gimnospermas, pinos y especies relacionadas. El ovario producía una secreción pegajosa llamada exudado para atrapar los granos de polen que llegaban a él. Este exudado contenía proteínas y azúcares y servía de alimento a los insectos, que empezaron a transportar de manera accidental el polen de una flor a otra. Así comenzó la polinización.

Se ha estimado que este gesto, en apariencia insignificante, representa la nada desdeñable cifra del 9,5% del valor de la producción agrícola dedicada al consumo humano, lo que a nivel europeo supone un total de 5.000 millones de euros al año. Atendiendo a estos datos, no cabe duda de que el servicio ecológico que ofrecen los polinizadores posee una enorme repercusión ambiental, social y económica en nuestro planeta.

La biodiversidad de los insectos que actúan como potenciales polinizadores es muy elevada. El 20% de estos organismos, unas 200.000 especies, visitan las flores. Hay familias de insectos polinizadores importantes entre los coleópteros (escarabajos), dípteros (moscas) y lepidópteros (mariposas) entre otros órdenes, pero los polinizadores por excelencia son los himenópteros: las abejas y abejorros de la superfamilia Apoidea. Son especies en las que el polen se adhiere a sus característicos pelos corporales. Además, pueden disponer de adaptaciones para facilitar su transporte, como las corbículas o cestillos de las patas traseras. En el campo agrícola, las especies que destacan por su importancia son la abeja común Apis mellifera L., los abejorros del género Bombus sp. y otras abejas menos conocidas que son las llamadas abejas solitarias.

Apis mellifera (Familia Apidae) / Alberto Fereres

Apis mellifera (Familia Apidae) / Alberto Fereres

La abeja común produce miel, jalea real, propóleo, cera, y poliniza un amplio espectro de flora silvestre. Es vital para algunos cultivos como los frutales, ya que asegura la polinización cuando otros insectos están ausentes. Su ‘transferencia de polen’ garantiza una tasa elevada de cuajado de frutos, mayor resistencia a las heladas y mejor calidad en los mismos. Esta especie de abeja común, natural de Europa, Asia y África, incluye 26 subespecies agrupadas en cuatro linajes.

Por su parte, los Bombus o abejorros han supuesto una enorme revolución para el sector de la horticultura, especialmente bajo invernadero. A partir de 1987 se empezaron a usar en la polinización de tomate y otras hortícolas. En la actualidad se emplean en más de 40 países. Se conocen más de 240 especies de abejorros a nivel mundial, y la mitad de ellas viven en la región Paleártica (Europa y Norte de Asia). La especie que más se cría para su uso en agricultura es el Bombus terrestris L., ampliamente distribuida por casi toda la zona Paleártica. En España tenemos una especie endémica de las Islas Canarias, B. canariensis Pérez.

A pesar de su papel imprescindible, la población de polinizadores está en declive en todo el mundo. Entre los factores que han contribuido a esta situación, destacan las técnicas agrícolas de producción intensiva que han conducido a la desaparición de hábitats, lo que ha modificado notablemente la estructura del paisaje y ha llevado a la eliminación de recursos alimenticios y refugios esenciales para este importante grupo de artrópodos beneficiosos.

Para intentar compensar esta disminución, las investigaciones en este ámbito apuestan por el uso de márgenes florales, es decir, plantar setos y vegetación entre las parcelas de cultivo que permitan el incremento de los insectos polinizadores y otros artrópodos, a la vez que consiguen preservar y mejorar la biodiversidad en las zonas agrarias. Además de favorecer la polinización, los márgenes florales suavizan el rigor de los elementos climáticos protegiendo los cultivos contra las heladas y la insolación; mantienen la humedad y funcionan como cortavientos; protegen contra la erosión y también aportan valor paisajístico y cultural.

Entre otras iniciativas, desde el Instituto de Ciencias Agrarias del CSIC hemos desarrollado un protocolo para el establecimiento de márgenes y lindes de especies herbáceas con flores que atraen estos insectos beneficiosos y que están bien adaptados a los suelos y condiciones de cultivo de la zona Centro de la Península Ibérica.

 

* Alberto Fereres Castiel es investigador del Instituto de Ciencias Agrarias del CSIC. Junto a investigadores/as de la Universidad Politécnica de Madrid y la empresa Syngenta ha trabajado en el proyecto ‘Operación polinizador’.

La feria Ciencia en el Barrio reúne a 500 adolescentes para divulgar la ciencia

Por Mar Gulis (CSIC)

Abderrahim y Anás salen a explicar una estratigrafía arqueológica que acaban de realizar en su instituto para entender las huellas del tiempo en el paisaje. Una investigadora del CSIC, María Ruiz del Árbol, les ha explicado cómo hacerlo previamente. Estamos en el Instituto de Educación Secundaria (IES) María Rodrigo, en el Ensanche de Vallecas, y es la primera vez que reciben una visita de este tipo. Sus profesores y el director del IES no salen de su asombro; estos chicos no se implican en actividades académicas y menos científicas. Hasta que cambia su contexto de aprendizaje.

Motivar y generar curiosidad es uno de los objetivos de Ciencia en el Barrio, un proyecto del CSIC que, con el apoyo de la FECYT, trata de llevar actividades de divulgación científica a distritos de Madrid que no contaban con esta oferta. Este viernes, 16 de marzo, estudiantes procedentes de Usera, Carabanchel, Villaverde, Puente de Vallecas, Hortaleza y San Blas-Canillejas replican los talleres realizados previamente con personal investigador del CSIC en sus Institutos de Educación Secundaria (IES) en la Feria Ciencia en el Barrio, en el IES Arcipreste de Hita, en Entrevías, convirtiéndose así en divulgadoras y divulgadores por un día.

A las 10.00 de la mañana, el salón de actos del Arcipreste era un hervidero. Cerca de 500 adolescentes procedentes de nueve institutos madrileños deambulaban de un lado a otro buscando un stand, probando microscopios, preparando el material para hacer una extracción de ADN, ordenando los utensilios para hacer una cata de chocolate…La oferta de la feria es sumamente variada: hasta las 14.00, sus protagonistas van a acercarse a la ciencia a través de experimentos sobre los orígenes de la vida en el universo, la microelectrónica o la nanotecnología; y también mediante  talleres para aprender matemáticas con la vida de las abejas, ‘cocinar’ con polímeros, realizar catas de chocolates, pruebas olfativas o aplicar conocimientos arqueológicos al barrio.

Desde 2016, el Área de Cultura Científica del CSIC ha organizado en cada uno de los institutos participantes talleres experimentales, conferencias, clubes de lectura, y exposiciones sobre temas de actualidad científica, además de visitas guiadas a centros de investigación punteros. El programa está dirigido a estudiantes de 4º de la ESO, pero el resto del alumnado y la comunidad educativa y vecinal también pueden participar en algunas de las actividades.

Ciencia en el Barrio constituye una iniciativa pionera en la ciudad. Hasta el momento más de 2.500 personas han participado en un centenar de actividades que han permitido desmontar ideas falsas sobre las y los científicos, favorecer el contacto directo entre los jóvenes y el personal investigador, así como reforzar vocaciones científicas e inspirar otras nuevas.

¿Te inspiran la fotografía y la ciencia? Participa en #FOTCIENCIA

Por Mar Gulis (CSIC)

¿Te gusta la fotografía? ¿La ciencia y la tecnología disparan tu creatividad? Pues estamos esperando tus propuestas. FOTCIENCIA es una iniciativa que celebra su 15ª edición y que seleccionará las mejores imágenes de ciencia del año para conformar un catálogo y una exposición itinerante. La muestra resultante recorrerá una veintena de museos y centros culturales de España en 2018. Las fotografías pueden presentarse hasta el próximo 14 de diciembre de 2017 a las 14:00 horas.

Las imágenes deben estar relacionadas con la investigación científica o sus aplicaciones, y pueden reflejar aspectos como el objeto de estudio de la investigación, las personas que la realizan, su instrumentación e instalaciones, los resultados del avance científico, etc. Para participar es necesario presentar las fotografías en formato digital a través de un formulario disponible en la página web www.fotciencia.es, junto con un texto que permita interpretarlas. El jurado valorará tanto la imagen –su calidad técnica, originalidad y valor estético– como la claridad de la explicación aportada por el autor o autora.

En esta iniciativa puede participar cualquier persona mayor de edad que presente fotografías propias que no hayan sido seleccionadas en procesos similares. Pero también hay una modalidad, ‘La ciencia en el aula’, dirigida al alumnado de centros educativos y de formación profesional, que pueden participar a través de sus profesores y profesoras.

 

Vídeo con las imágenes seleccionadas en la pasada edición de FOTCIENCIA (2016).

 

Las propuestas se pueden presentar a una de las siguientes modalidades:

  • Micro, cuando la dimensión real del objeto fotografiado sea menor o igual a 1 milímetro o la imagen haya sido obtenida mediante un instrumento de micrografía (óptica o electrónica) o técnicas de difracción.
  • General, cuando la dimensión real del objeto fotografiado sea mayor de 1 milímetro.

Además, los autores y autoras también pueden adscribir su imagen a otras modalidades específicas, como ‘Agricultura sostenible’ ‘Alimentación y nutrición’, que cuentan con el apoyo de dos centros del CSIC: el Instituto de Agricultura Sostenible (IAS) y el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA).

Las dos mejores imágenes de la categoría General y las dos mejores imágenes de la categoría Micro, según los criterios mencionados anteriormente, serán remuneradas con una cantidad de 1.500€ cada una. En las demás modalidades, se seleccionará una foto que recibirá 600€.

La organización hará una selección adicional de fotografías para incluirlas en el catálogo y en la exposición itinerante, que se prestará gratuitamente a las entidades que la soliciten. Todas las fotos presentadas pasarán a formar parte de la galería de imágenes de la web de FOTCIENCIA.

FOTCIENCIA es una iniciativa organizada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), con la colaboración de la Fundación Jesús Serra.

Toda la información y normas de participación están disponibles en www.fotciencia.es