Biotecnología de alimentos (página 2)

· vino (fermentación alcohólica y
maloláctica)
· cerveza
· sidra
· destilados
· vinagre (transformación de alcohol en
ácido acético por fermentación con
acetobacter)

– fermentaciones cárnicas

· embutidos crudos curados (salame, chorizo
español,
etc.)
· jamón serrano (producto
curado)
· productos de pescado fermentado (fermentación en
filetes de pescado ahumado)

– fermentaciones lácticas

· leches fermentadas en general
· yogur (fermentación de leche con
microorganismos acidificantes, como lactobacillus)
· quesos (fermentación con determinados cultivos
bacterianos inoculados)
· bebidas lácticas alcohólicas
(kefir)

– fermentaciones locales especiales

· salsa de soya
· miso
· tofu
· otros productos

Otras aplicaciones en
tecnología enzimática y
biocatálisis

– mejora genética de microorganismos

obtención de cepas recombinantes de
microorganismos de utilidad en
tecnología de alimentos, mediante técnicas de
ingeniería genética. se obtienen
así microorganismos como levaduras industriales que poseen
una mayor adaptación y eficacia en los
procesos fermentativos, o bacterias
capaces de producir determinadas enzimas de utilidad en
procesamiento de alimentos.

– producción de proteínas y enzimas de uso
alimentario

producción de enzimas con una actividad
enzimática dada, a partir de células
microbianas. esta actividad se vale de varias disciplinas, como
la microbiología, la ingeniería genética,
ingeniería de proteínas e ingeniería
bioquímica. se obtienen así enzimas que transforman
el azúcar en polímeros, enzimas que hidrolizan la
lactosa de la leche para hacerla más digerible, enzimas
que se utilizan en enología, etc.

– diseño
de procesos enzimáticos

con los catalizadores disponibles o desarrollados,
enzimas o células, libres o inmovilizadas, se pueden
llevar a cabo procesos enzimáticos o fermentativos en
reactores de diversas características, las que se
determinarán para cada proceso específico.
así, se ha desarrollado, por ejemplo, una línea de
procesos de extracción enzimática de principios
activos vegetales
para la transformación de materias primas. tal es el caso
de un proceso biológico para la extracción de
aceite de coco, sin usar solventes ni extractores
mecánicos.

Líneas de
investigación en tecnología enzimática y
biocatálisis

en la actualidad se están llevando a cabo
diversos avances en los campos de investigación referentes
a tecnología enzimática y biocatálisis, en
particular el estudio del metabolismo y mejoramiento
genético de levaduras industriales, así como la
expresión de enzimas específicas mediante cepas
microbianas recombinantes.

algunas de las líneas de investigación en
desarrollo
actual son las que se describen a continuación:

– bacterias lácticas

· utilización de técnicas y
desarrollo de métodos
para la detección e identificación de bacterias
lácticas, utilizadas como cultivos iniciadores de
fermentaciones alimentarias.
· estudios sobre el metabolismo de bacterias
lácticas, incluyendo metabolismo de azúcares,
regulación de la glucólisis e incidencia en la
producción de volátiles y la calidad de
productos lácteos.

– biología molecular de
levaduras industriales

· estudio de mecanismos moleculares implicados en
la fisiología de levaduras industriales
durante los procesos fermentativos que llevan a cabo.
· estudio de los mecanismos moleculares de la respuesta a
estrés
osmótico en levaduras industriales.
· modificación genética de cepas de
levaduras industriales para conseguir una mayor adaptación
y eficacia en los procesos fermentativos.

– enzimas y levaduras vínicas

· utilización de técnicas de
selección e identificación de
levaduras vínicas.
· estudios de la fisiología de levaduras
vínicas durante los procesos de fermentación.
· modificación genética de levaduras
vínicas.
· estudios sobre la aplicación de enzimas en
enología.
· producción de enzimas de interés
enológico.

– estructura y
función
de enzimas

· estudios de la relación entre estructura
y función de proteínas.
· producción heteróloga de enzimas por cepas
microbianas.

– levaduras de panadería

· aislamiento y caracterización de
microorganismos con aplicación potencial en la industria
de panadería.
· estudios sobre el metabolismo de levaduras de
panadería.
· expresión heteróloga de genes que
codifican enzimas de interés en los procesos de
panificación.

– taxonomía
molecular

· aplicación de técnicas
moleculares para la detección e identificación de
bacterias en alimentos. detección e identificación
de bacterias patógenas por pcr.

2. Alimentos
genéticamente modificados

Qué son los alimentos genéticamente
modificados

la demanda de
alimento global ha aumentado la necesidad de cultivos mejorados.
la biotecnología ofrece la tecnología necesaria
para producir alimentos más nutritivos y de mejor sabor,
rendimientos más altos de cosecha y plantas que se
protegen naturalmente contra enfermedades, insectos y
condiciones adversas.
la tecnología de alimentos genéticamente
modificados (también llamados alimentos
transgénicos) permite efectuar la selección de
un rasgo genético específico de un organismo e
introducir ese rasgo en el código
genético del organismo fuente del alimento, por medio de
técnicas de ingeniería genética. esto ha
hecho posible que se desarrollen cultivos para alimentación con
rasgos ventajosos específicos u otros sin rasgos
indeseables.
en lugar de pasar 10 o 12 años desarrollando plantas a
través de métodos de hibridación
tradicional, mezclando millares de genes para mejorar un cultivo
determinado, la biotecnología actual permite la
transferencia de solamente uno o pocos genes deseables,
obteniendo cultivos con las características deseadas en
tiempos muy cortos.

Principales aplicaciones en alimentos
genéticamente modificados

las ventajas ofrecidas por la biotecnología de
modificación genética se aplican fundamentalmente
en el mejoramiento de cultivos agrícolas.
las principales aplicaciones se ven en cultivos con las
siguientes características:

· resistencia a
enfermedades y plagas
· resistencia a sequías y temperaturas extremas
· aumentos en la fijación de nitrógeno
(permitiendo reducir el uso de fertilizantes)
· resistencia a suelos ácidos y/o
salinos
· resistencia a herbicidas (permitiendo eliminar malezas
sin afectar el cultivo)
· mejoramientos en la calidad nutricional
· modificaciones para obtener cosechas más
tempranas
· mejor manejo de postcosecha
· otras características de valor
agregado

Ventajas de los
alimentos genéticamente modificados

las ventajas ofrecidas por los alimentos gm pueden
resumirse en los siguientes aspectos principales:

– mejoras nutricionales
se pueden efectuar modificaciones genéticas para obtener
alimentos enriquecidos en aminoácidos esenciales,
alimentos con contenido modificado de ácidos grasos,
alimentos con alto contenido de sólidos, o alimentos
enriquecidos en contenido de determinadas vitaminas o
minerales,
entre otras características de calidad
nutricional.

– mayor productividad de
cosechas
se pueden obtener cultivos para alimentación
genéticamente modificados que presenten resistencia
natural a enfermedades o plagas, condiciones climáticas
adversas o suelos ácidos o salinos, aumento en la
fijación de nitrógeno de las plantas, resistencia a
herbicidas. todo esto permite reducir notablemente el daño
a los cultivos y aumentar la productividad agrícola en
cifras cercanas al 25%.

– protección del medioambiente
los cultivos biotecnológicos que son resistentes a
enfermedades e insectos reducen la necesidad del uso de
pesticidas agroquímicos, lo que se traduce en una mucho
menor exposición
de aguas subterráneas, personas y ambiente en
general a residuos químicos.

– alimentos más frescos
cultivos a los cuales se ha modificado los genes que regulan la
velocidad de
maduración de frutos permiten obtener variedades de
maduración lenta, de modo de permitir manejos de
postcosecha o transportes de más larga duración sin
que los alimentos lleguen al consumidor en
estados avanzados de madurez.

Principales
especies cultivadas de alimentos genéticamente
modificados

los principales cultivos genéticamente
modificados para alimentación que se utilizan hoy en
día son soya, maíz,
canola, tomate, papas y calabaza; considerándose los tres
principales soya, canola y maíz.
por su repercusión en europa, los casos
de la soya y el maíz transgénicos resultan de
especial relevancia. la soya se utiliza en un 40-60% de los
alimentos procesados: aceite, margarina, alimentos
dietéticos e infantiles, cerveza, etc. el 2% de la soya
producida en estados unidos es
transgénica, de la que un 40% se exporta a europa.
la utilización de plantas transgénicas en programas de
mejora se va incrementando día a día. algunos
expertos han llegado incluso a predecir que hacia el año
2005, el 25% de la producción agrícola en europa lo
será de plantas transgénicas.
nota: "canola" es una combinación de dos palabras:
canadiense y aceite (oil). la canola fue desarrollada por
cultivadores canadienses con técnicas tradicionales de
cultivo, específicamente por sus cualidades nutricionales.
las semillas se prensan, obteniéndose el aceite de canola
para consumo
humano, y el resto se procesa para obtener alimento para ganado.
reconocida ya por sus beneficios para la salud, la
investigación ahora se está llevando a cabo para
mejorar aun más el perfil nutricional de la
canola.

Algunos ejemplos destacables de alimentos
gm

– soya resistente a glifosato
es una variedad de soya transgénica obtenida por la
compañía estadounidense monsanto, a la que se le ha
transferido un gen que produce resistencia al glifosato,
componente activo del herbicida "roundup". esto permite la
utilización del herbicida sin afectar el cultivo,
permitiendo que se alcancen mayores niveles de
productividad.

– maíz resistente a glufosinato y a ostrinia
nubilabis
maíz transgénico producido por la multinacional
ciba-geigy (hoy novartis), resistente al glufosinato de amonio
(componente activo del herbicida "basta"), y resistente
además al ostrinia nubilabis, un insecto que horada el
tallo de la planta destruyéndola.

– tomate de maduración lenta
se han obtenido plantas transgénicas de tomate con genes
que alargan el período de conservación y almacenamiento
evitando la síntesis
de la poligalacturonasa que produce el reblandecimiento del
fruto. así, se tienen ventajas en cuanto al manejo
postcosecha de tomates, que pueden soportar períodos
más largos de almacenamiento o transporte y
llegar en buenas condiciones al consumidor final.

– arroz dorado
es una variedad de arroz obtenida por modificación
genética para contener betacaroteno, una pro-vitamina que
en el organismo se transforma en vitamina a. esto puede
significar una gran ayuda para países en vías de
desarrollo en los que se sufre masivamente de deficiencia de
vitamina a, condición que puede llevar a muchos casos de
ceguera. muchos de estos países, además, tienen
justamente al arroz como la base de su
alimentación.

Consideraciones de seguridad para alimentos
gm

el uso de procesos biotecnológicos,
particularmente modificación genética, es
extremadamente importante al idear nuevas maneras de aumentar la
producción de alimentos, mejorar la calidad nutricional y
proporcionar mejores características de proceso o
almacenaje. cuando se desarrollan nuevos alimentos o componentes
de alimentos usando biotecnología, hay requisitos legales
nacionales y expectativas del consumidor para que existan
sistemas y
procedimientos
eficaces de evaluación
de la seguridad de los alimentos para el consumo. las
técnicas tradicionales de evaluación de la
seguridad de los alimentos, basadas en pruebas
toxicológicas (según lo utilizado para los aditivos
alimentarios, por ejemplo), pueden no aplicarse siempre a los
alimentos o componentes de alimentos obtenidos por
biotecnología.
de acuerdo a una reunión de consulta conjunta de la fao y
la oms en 1996, las consideraciones de seguridad de alimentos con
respecto a los organismos producidos por las técnicas que
cambian los rasgos hereditarios, como la tecnología de dna
recombinante, son básicamente las mismas que se relacionan
con otras maneras de alterar el genoma de un organismo, tal como
la hibridación convencional. éstas
incluyen:

· las consecuencias directas (nutricionales,
tóxicas o alergénicas) de la presencia en los
alimentos de nuevos productos genéticos codificados por
los genes introducidos durante la modificación
genética.
· las consecuencias de los niveles alterados de productos
genéticos existentes codificados por los genes
introducidos o modificados durante la modificación
genética.
· las consecuencias indirectas de los efectos de cualquier
nuevo producto genético, o de niveles alterados del
producto genético existente, en el metabolismo del
organismo fuente del alimento, que conduzca a la presencia de
nuevos componentes o de niveles alterados de componentes
existentes.
· las consecuencias de las mutaciones causadas por el
proceso de modificación genética del organismo
fuente del alimento, como interrupción de secuencias de
codificación o control, o la
activación de genes latentes, conduciendo a la presencia
de nuevos componentes o de niveles alterados de componentes
existentes.
· las consecuencias de la transferencia genética a
la microflora gastrointestinal desde organismos
genéticamente modificados o alimentos o componentes
alimenticios derivados de ellos.
· el potencial de efectos adversos para la salud asociados
a los microorganismos genéticamente modificados de los
alimentos.

la presencia en alimentos de genes nuevos o introducidos
per se no es considerada como un riesgo a la
seguridad de los alimentos, puesto que todo el dna se compone de
los mismos elementos.

Aplicaciones
ventajosas de alimentos gm para el mundo en
desarrollo

en muchos países en vías de desarrollo
existen graves de problemas de
hambre, subalimentación, enfermedades y problemas de
salud
pública en general. las causas del hambre y
malnutrición en el mundo en desarrollo son variadas y
sistémicas, y hay pocas soluciones
inmediatas y sostenibles. sin embargo, en las próximas
décadas, la biotecnología ayudará a
encontrar soluciones, y por lo tanto proporcionará
opciones realistas para las naciones del mundo
subdesarrollado.
naciones unidas
estima que más de 100 millones de niños
en todo el mundo tienen deficiencia de vitamina a, lo que puede
conducir a tanto como 250.000 casos de ceguera infantil. el arroz
dorado, que fue creado por biotecnología para producir
betacaroteno, una pro-vitamina que se transforma en vitamina a,
fue desarrollado específicamente para tratar esta crisis de
salud. para las poblaciones cuya fuente de alimentación
primaria es el arroz, este avance nutricional puede significar
una mejora enorme en salud pública.
la deficiencia de hierro afecta
a 400 millones de mujeres en edad de maternidad, lo que conduce a
niveles más altos de nacimiento prematuro, mortalidad
perinatal y retraso mental y de crecimiento. para dar
solución a este problema, investigadores en
biotecnología están intentando producir un arroz
con niveles más altos de hierro. los científicos
también están intentando mejorar el perfil
nutricional de muchos de los alimentos del mundo, desde aceite de
canola con niveles más altos de betacaroteno, a frutas y
hortalizas que contengan más vitaminas c y e.
los cultivos generados por biotecnología también
poseen el potencial de transformar la productividad en el mundo
en vías de desarrollo. cultivos que son típicamente
dañados por enfermedades, parásitos, malezas y
sequías pueden causar la ruina de las economías de
subsistencia. nuevos cultivos genéticamente modificados,
que pueden resistir estas amenazas, están siendo creados.
según el banco mundial,
la biotecnología podría elevar la productividad
alimentaria del mundo hasta en un 25%, alimentando a más
gente mientras se consumen menos recursos. un
ejemplo sobresaliente del impacto potencial de la
biotecnología agrícola se da en africa, donde los
trabajos de desmalezamiento de cultivos prácticamente
esclavizan a grandes cantidades de personas, impidiendo muchas
veces que los niños asistan a la escuela. una
solución la constituirían los cultivos resistentes
a los herbicidas, que permitirían la eliminación de
malezas sólo por rociamiento con estos
agroquímicos.
quizás la más significativa ventaja potencial de la
biotecnología para el mundo en desarrollo se presenta en
la forma de alimentos capaces de vacunar contra enfermedades. los
científicos ya han demostrado que un alimento se puede
utilizar para administrar vacunas contra
enfermedades específicas. el virus norwalk
provoca una enfermedad poco conocida que afecta a niños y
ancianos con gastroenteritis a veces mortales. investigadores de
la universidad de
cornell desarrollaron recientemente una variedad de papa que
inmuniza contra el virus norwalk. además, ya se
está anticipando la producción de una variedad de
plátano que puede entregar una vacuna contra la hepatitis b.
incluso en el mundo desarrollado, no todos los niños
reciben las inmunizaciones necesarias. en las regiones del mundo
donde la inmunización es prácticamente inexistente
y el
conocimiento de los conceptos de salud pública es
limitado, el desarrollo de estos nuevos alimentos podría
combatir la significativa desnutrición y paliar las deficiencias en
salud.

El futuro de la
biotecnología de alimentos genéticamente
modificados

la próxima generación de productos
obtenidos por biotecnología, muchos de los cuales ya han
sido desarrollados pero no están todavía en el
mercado, se
concentran en una cantidad de características que
subrayarán su uso en sistemas de
producción de alimentos, como también
mejorarán sus aspectos de calidad final.
estos alimentos posibles incluyen soya con cualidades
nutricionales mejoradas mediante un incremento en el contenido de
proteínas y aminoácidos; cultivos con aceites,
grasas y almidones modificados para mejorar el procesamiento y la
digestibilidad, tales como canola con alto contenido de
estearato, maíz bajo en fitato o ácido
fítico.
otros productos que están siendo desarrollados
incluirán nuevas características de calidad para el
consumidor, como los llamados alimentos funcionales, que son
cultivos desarrollados para producir medicinas o suplementos
alimentarios dentro de la planta. estos podrán
proporcionar inmunidad contra enfermedades o mejorar
características saludables de los alimentos
tradicionales.
una investigación substancial también se ha
dedicado al desarrollo de pescado genéticamente
modificado, como el salmón.
algunos de estos productos ya están disponibles para el
uso, no obstante la mayoría está a años de
la producción comercial generalizada.

algunos ejemplos destacables de alimentos
genéticamente modificados que podrían desarrollarse
en el futuro son los siguientes:

· leche con biodisponibilidad de calcio
mejorada
· huevos con menos colesterol
· papas y tomates con mayor contenido de
sólidos
· maíz y soya con contenido aumentado de
aminoácidos esenciales para ser utilizados en
alimentación humana y animal.
· café
descafeinado naturalmente
· cultivos con contenido modificado de ácidos
grasos que permitan la producción de aceites más
saludables.
· rasgos que controlan la maduración de pimientos y
fruta tropical, permitiendo un aumento en los tiempos necesarios
para transportes de larga distancia.

las ventajas generales que se visualizan en la agricultura de
alimentos gm incluyen básicamente la protección de
cultivos contra pérdida de productividad, reducción
en el uso de pesticidas, mayor protección medioambiental,
protección contra insectos por temporadas largas, y
ahorros de trabajo y energía porque los
agroquímicos serían aplicados con menor
frecuencia.

Conclusiones
Resumiendo, se puede decir que
la biotecnología tiene un amplísimo rango de
aplicación en la industria de alimentos, ofreciendo los
medios para producir alimentos de mejor calidad en forma
más eficiente y segura para la salud y el medio
ambiente.
una de las promesas de la biotecnología es generar
innovaciones y mejoras en los alimentos conduciendo a
prácticas agrícolas más ecológicas,
contribuyendo a una agricultura sustentable que utiliza con
respeto los
recursos del medioambiente.
el área de mayor aplicación de la
biotecnología en alimentos, y la más antigua,
corresponde a las fermentaciones, de gran importancia dentro de
la tecnología de alimentos y que abarca varios campos,
como fermentaciones alcohólicas, fermentaciones
cárnicas y fermentaciones lácticas.
el área más reciente y de mayor proyección
dentro de la biotecnología de alimentos está en el
desarrollo de alimentos genéticamente modificados o
transgénicos, cuyas principales ventajas se ven en mejoras
nutricionales, mayor productividad de cosechas y mayor
protección medioambiental. además, los alimentos gm
poseen hoy en día gran importancia en las soluciones de
graves problemas de escasez de alimentos, desnutrición y
problemas de salud pública en general del mundo en
vías de desarrollo.

Bibliografía

http://www.bioenlaces.com/alimentos.asp

http://www.bioenlaces.com/alimentos/enzimatica.asp

http://www.bioenlaces.com/alimentos/agmod.asp

biotec. Emilio Alfredo Lucas Carrillo