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CURIOSIDADES CIENTÍFICAS PARA COMPARTIR

Entradas etiquetadas como ‘ciencias de los alimentos’

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.

Los aceleradores de partículas se meten en tu cocina

ESRF

La Instalación Europea de Radiación Sincrotrón (ESRF) ubicado en Grenoble, Francia, es un instituto de alto nivel dedicado a la investigación científica de primera línea. / ESRF.

Por Mar Gulis (CSIC)

Reconocer un verdadero jamón ‘pata negra’, eliminar esa fea capa blanquecina que se forma a veces sobre las tabletas de chocolate o detectar el origen y la edad de un vino. Por sorprendente que pueda resultar, los aceleradores de partículas, creados en el ámbito de la física para estudiar la estructura elemental de la materia, también pueden contribuir a mejorar la calidad de los productos que llegan a nuestra mesa.

A estas alturas, casi todo el mundo ha oído hablar del LHC, el acelerador de partículas que ha servido para encontrar pruebas de la existencia del famoso bosón de Higgs. Como muchos otros aceleradores, el LHC es un dispositivo capaz de aumentar la velocidad de las partículas y hacerlas chocar con tanta fuerza como para que ‘estallen’ en mil pedazos elementales. Gracias a esta operación, es posible no solo estudiar la estructura fundamental de las partículas sino también descubrir otras nuevas.

Un tipo de acelerador de partículas muy común es el sincrotrón, en el cual las partículas se mantienen circulando a gran velocidad mediante campos electromagnéticos en una órbita cerrada. Los sincrotrones pueden usarse para acelerar y colisionar partículas, pero también para mantener circulando indefinidamente y a una energía fija un haz de partículas de un solo tipo, de forma que se use como fuente de luz para estudiar materiales. Gracias a ello, la radiación de un sincrotrón puede aportar una información excepcional sobre las características estructurales de un gran número de materiales, desde la escala atómica y molecular en adelante. Y es precisamente de esto de lo que se aprovechan las ciencias de la alimentación.

Un jamón en el sincrotrón

Son varios los ejemplos de alimentos que han pasado por los sincrotrones. Uno de ellos es el jamón ibérico. La razón es que cada vez resulta más difícil comprobar que este alimento reúne las características que lo definen como un jamón ibérico de bellota: una curación de dos o más años y proceder de un cerdo criado fuera del establo y alimentado con bellotas.

jamon

Cada vez resulta más difícil comprobar que este alimento reúne las características que lo definen como un jamón ibérico de bellota.

Hasta ahora se han utilizado diferentes biomarcadores; como la vitamina E para saber si un cerdo se ha criado en un establo o no, o la relación de ácidos grasos para descifrar si el animal ha comido bellotas. Pero estos métodos se han vuelto obsoletos, ya que se pueden conseguir niveles similares de esos marcadores utilizando determinados piensos.

Por este motivo en la actualidad se investigan nuevos mecanismos que permitan determinar con certeza la calidad del jamón. Y para ello se ha recurrido a la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón, un centro de investigación situado en Grenoble (Francia) y en el que la participación española está gestionada por el CSIC.

En concreto, los investigadores bombardearon con rayos X del sincrotrón 20 muestras de jamón de diferentes años y orígenes, tanto de cerdos criados en establo como fuera de él, para obtener información sobre el cambio en algunos de sus compuestos. Así determinaron que el hierro y el zinc presentes en las proteínas del jamón son indicativos del proceso de curación y permiten identificar claramente su origen, además de ser responsables de la evolución de la coloración del jamón.

A través de los resultados se detectaron también unos diez metales distintos en las muestras estudiadas que podrían convertirse igualmente en buenos biomarcadores del producto.

Chocolate y vino de calidad

En la pastilla de chocolate de la izquierda puede verse el fenónmeno del 'fat bloom'. / Marcpablo8 (CC-BY-SA-3.0), vía Wikimedia Commons,

En la pastilla de chocolate de la izquierda puede verse el fenómeno del ‘fat bloom’. / Marcpablo8 (CC-BY-SA-3.0), vía Wikimedia Commons.

También el chocolate y el vino han pasado por un sincrotrón. En el primer caso, el objetivo ha sido estudiar el proceso por el cual se forma en la superficie de las tabletas de chocolate una capa blanquecina (denominada fat bloom) cuando se producen cambios de temperatura.

Se sabe desde hace tiempo que este problema estético –la calidad nutricional del producto no se ve alterada– es debido al afloramiento o cristalización de la manteca de cacao, pero los rayos X del Acelerador Circular Tándem de Positrones y Electrones, ubicado en Hamburgo, han permitido obtener por primera vez imágenes a escala nanométrica de cómo las grasas migran a la superficie. Con ello se espera comprender mejor el proceso y buscar formas para evitarlo.

Por lo que respecta al vino, el Sincrotrón Australiano, que se encuentra en Clayton (Melbourne), ha analizado el efecto de los taninos de la uva para conocer su efecto sobre el sabor.

De momento, el uso de los sincrotrones ha dado lugar a resultados preliminares, pero no es de extrañar que en el futuro la garantía de calidad de muchos alimentos se base en lo aprendido gracias a estos aceleradores. La física de partículas ha llegado a la mesa.