Las distintas vías para la obtención de proteínas alternativas

• La aplicación de la biotecnología y el análisis de datos en la producción de proteínas alternativas están mejorando la eficiencia y la escalabilidad de la producción. La proyección es que este mercado siga ganando fuerza, y que la diversificación del 50 % de las fuentes de proteínas consigan el cumplimiento de los objetivos climáticos hasta 2060.
• Las nuevas tecnologías son capaces de solucionar tanto los problemas relacionados con los impactos del calentamiento global, como ser una fuente de alimento más sostenible, capaz de ofrecer una alimentación saludable para las proyecciones del incremento poblacional esperado para los próximos años. Adicionalmente, se ha observado la intensificación de la inversión pública en esta materia.
• No obstante, para que estas tecnologías conquisten la confianza del mercado, será necesario que las empresas muestren compromiso en la elaboración de estos nuevos alimentos, así como toda la cadena de valor para ofrecer alimentos saludables y con los parámetros de calidad elevados.
• Las nuevas fuentes de proteínas van más allá de productos a base de soja o la introducción de insectos en las dietas. Los procesos biotecnológicos utilizan microorganismos, la carne cultivada en laboratorio, los hongos, y las algas, entre otras fuentes, destacándose recientemente como alternativas, que además de sostenibles, han introducido productos casi idénticos a los de origen animal.

La creciente demanda global de nuevas fuentes de alimentos sostenibles y éticas ha generado avances notables en el campo de las proteínas alternativas. 

Desde opciones basadas en plantas hasta la agricultura celular y nuevas técnicas de fermentación, tanto investigadores como líderes de la industria están utilizando los conocimientos de la biotecnología, el análisis de datos y la optimización de procesos para mejorar la eficiencia y la escalabilidad en la producción de proteínas alternativas.

Las tecnologías que aplican los conceptos novedosos de los avances de la biotecnología y la optimización de parámetros utilizando la inteligencia artificial y el aprendizaje automático están siendo adoptadas para superar desafíos relacionados con los potenciales costes de producción, la optimización del sabor y de la textura, para así facilitar la aceptación del consumidor.

Según Green Alliance, incluso los escenarios menos optimistas estiman un valor de mercado global de proteínas alternativas de 270.000 millones de euros para 2035. Además, se prevé que solo la carne cultivada tenga una cuota de mercado del 35 % del sector cárnico total en 2040.

En este sentido, según el INE (Instituto Nacional de Estadística) los alimentos y bebidas no alcohólicas acumulaban 25 meses seguidos de incrementos y, hasta noviembre de 2023, estaban un 31,6 % más caros que antes de la pandemia.

Uno de los factores que está agravando aún más esta situación son los efectos del cambio climático, principalmente debido a las altas temperaturas y la sequía.

Muchas de las soluciones tecnológicas proponen nuevas fuentes de proteínas alternativas que buscan frenar el aumento de los precios de los alimentos, así como disminuir la huella ambiental de los productos, promoviendo la sostenibilidad y la alimentación saludable.

Impacto ambiental

La FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura) proyecta que la producción de alimentos a partir de plantas y animales deberá aumentar un 70 % para 2050, en comparación con 2009, para satisfacer la creciente demanda de alimentos que acompaña el aumento poblacional.

El incremento en la producción de alimentos puede acelerar la transformación del uso de la tierra para la agricultura, lo que conllevaría a un aumento en las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI), una disminución en la capacidad de secuestro de carbono y un mayor impacto en el cambio climático.

Según un estudio publicado en la revista Nature, las emisiones de GEI de los sistemas agroalimentarios representan el 35 % del total mundial.

La UE causa la mayor parte de las emisiones de GEI procedentes tanto de las importaciones como de las exportaciones de alimentos de origen animal, principalmente debido a la gran cantidad de intercambios entre los países comunitarios.

Según GFI (Good Food Institute), las naciones y las empresas pueden cumplir los objetivos climáticos si optan por ofrecer fuentes alternativas de proteína, y que para esto sería necesario diversificar el 50 % de la producción de proteínas convencionales. La transformación es posible y podría significar un gran paso para la salud del planeta y de las personas hasta el 2060.

Actualmente, las proteínas alternativas son la inversión más eficaz para reducir los efectos del impacto climático del sector agroalimentario.

Inversión pública

Si bien una industria agroalimentaria dinámica es una parte crucial del ecosistema para que se desarrollen proteínas alternativas, la inversión pública juega un papel clave a la hora de poner en marcha este tipo de proyectos. 

A diferencia de las empresas privadas, que están limitadas por márgenes de beneficio a corto plazo y a menudo desean proteger sus innovaciones, los fondos públicos pueden plantear investigaciones y desarrollo a largo plazo, con visión de futuro que catalicen el progreso y maximicen el beneficio público.

Las startups suelen ser las catalizadoras de estas inversiones. Para esto, muchas se dedican a escalar estas innovaciones a niveles industriales, que es el paso clave para que estos nuevos productos estén en los supermercados y puedan ser producidos a gran escala.

A escala europea, los países que se destacan por hacer altas inversiones para el desarrollo de fuentes alternativas de proteínas actualmente son Dinamarca, Países Bajos, Alemania, Reino Unido, Francia y España

Un ejemplo es el UKRI (Departamento de Investigación e Innovación del Reino Unido), el mayor organismo de financiación pública de Gran Bretaña, que ha invertido más en proteínas alternativas en 2023 que los valores sumados a la década anterior (2012-2022). Las cifra de las inversiones ultrapasan los 18 millones de libras, además de la creación del CARMA (Centro de Fabricación de Agricultura Celular) en la Universidad de Bath para el cultivo de carnes de laboratorio.

Por otro lado, Alemania ha invertido 38 millones de euros en la transición a las proteínas alternativas, Dinamarca cuenta con una inversión de aproximadamente 168 millones de euros y Países Bajos de 61 millones.

En España, el sector agroalimentario es clave para la economía nacional, ya que aporta un 10 % al PIB (Producto Interno Bruto). Para reafirmar la importancia del desarrollo del sector, el ministro de Agricultura, Pesca y Alimentación, Luis Planas, anunció recientemente que habrá una segunda convocatoria al PERTE (Proyecto Estratégico para la Recuperación y Transformación Económica), y se anunciarán los detalles próximamente.

Otro ejemplo es el de Cataluña, que invirtió 7 millones de euros en el CiPA (Centro de Innovación en Proteínas Alternativas) para valorizar fuentes de proteína alternativas a las tradicionales en el sur de Europa. Uno de los objetivos de este centro pionero es buscar fuentes proteicas alternativas en vegetales, microalgas, fermentación de hongos, otros microorganismos e insectos.

Anteriormente, el gobierno español ya había invertido 5,2 millones de euros para poner en marcha el proyecto de la empresa BioTech Foods con el fin de explorar el potencial de la carne cultivada.

En definitiva, existe una preocupación estatal a la hora de posicionar a Europa como referencia en la producción de proteínas alternativas, frente a los mercados asiáticos y norte americanos, que actualmente están más desarrollados en esta materia.

Innovación comprometida con la salud

Según un estudio de AINIA, el 53 % de los encuestados considera que aumentará su consumo de proteína vegetal en los próximos años. No obstante, el 33 % cree que escasea la oferta de productos alternativos a las proteínas de origen vegetal. 

Según un estudio de AINIA el 63 % de los encuestados tiene la intención de probar carne cultiva en laboratorio y el 46 % la compraría cuando estén en el mercado

La tendencia actual es que los consumidores busquen mejores hábitos que incluyan una alimentación más saludable. Por un lado, las opciones de proteínas alternativas desde una perspectiva nutricional pueden ser superiores a las opciones convencionales. 

No obstante, para que estas nuevas fuentes de proteínas ganen la confianza de los consumidores, las empresas tienen que estar comprometidas ser transparentes, no usar aditivos enmascarados y ofrecer productos con beneficios reales.

Las nuevas fuentes de proteínas alternativas pueden ofrecer alimentos con las siguientes ventajas:

• Libres de pesticidas y antibióticos
• Sin contaminación de metales pesados
• Mayor control frente a patógenos
• Equilibrio entre grasa y valores nutricionales
• Sin maltrato animal
• Sostenible

En definitiva, para el éxito de nuevas fuentes de proteínas se necesita un compromiso tanto por parte de la industria y de toda la cadena de valor, para que de hecho se produzcan productos de calidad al consumidor, como por parte del Gobierno en lo que se refiere a la normativa que respalden estos nuevos desarrollos.

¿Cuáles son las nuevas fuentes alternativas de proteínas?

Diseñar biológicamente proteínas se transformará en procesos de elaboración como son los casos del pan y de la cerveza, en los cuales utilizamos los microorganismos y mecanismos conocidos para optimizar parámetros de interés.

Las soluciones más novedosas van mucho más allá de alimentos a base de soja o insectos.

Según el GFI, las fuentes alternativas de proteínas se dividen en tres tipos:

• Plant based
• Proteínas obtenidas de procesos fermentativos
• Carne cultivada a partir de células

Los productos plant based han logrado establecerse como una opción que se acerca mucho a la experiencia de comer una proteína animal, ya que muchos productos pueden imitar tanto la textura como el sabor de la carne. Estos productos ya no se limitan a utilizar solamente soja como materia prima principal, ya que muchos son a base de guisante, algas o gluten, así como otros tipos de legumbres y verduras.

Algunos productos a base de plantas disponibles en el mercado no son tan saludables, ya que pueden contener adictivos y conservantes no deseados. No obstante, las empresas están cada vez más concienciadas de esta preocupación de los consumidores, y están buscando ofrecer alimentos en versiones más saludables. Otro enfoque que se ha observado en la industria es la creación de productos híbridos, parte vegetal y parte animal.

Otro caso de éxito son las proteínas unicelulares, también conocidas por su sigla en inglés SCP (Single Cell Protein) o como proteínas microbianas. Se llaman así porque provienen de microorganismos unicelulares, como las algas, levaduras, hongos y bacterias.

Los microorganismos utilizados son totalmente seguros para la alimentación, y reciben un sustrato para alcanzar su crecimiento exponencial y formar una biomasa. Los biorreactores encargados de formar la biomasa requieren mucho menos espacio que las prácticas ganaderas y puede instalarse en cualquier sitio.

Los microorganismos se caracterizan por un alto contenido de proteínas, con especies de algas con un promedio de entre el 40 y el 60 %, hongos entre el 30 y el 70 % y bacterias con un promedio de entre el 53 y el 80 %.

Cuando estos microorganismos reciben un sustrato adecuado, activan vías fermentativas beneficiosas que pueden ser controladas para mejorar tanto el valor nutricional de la biomasa, como los parámetros organolépticos deseados.

Adicionalmente, muchas especies microbianas son fuentes completas de aminoácidos, que incluso contienen cantidades adecuadas de aminoácidos esenciales que los humanos no podemos sintetizar y necesitamos adquirir a través de la dieta, dispensando suplementación como es el caso de algunas preparaciones plant-based.

Los hongos, tras el proceso fermentativo, producen micoproteínas procedentes del micelio de los hongos, que está compuesto por hifas entrelazadas. Esta estructura forma una especie de red o raíz que confiere una textura fibrosa similar a la carne, así como alto contenido proteico.

Las algas y las microalgas son objeto de muchas investigaciones, y presentan alto contenido proteico y procesos sencillos

En esta línea, la fermentación de precisión se considera actualmente una estrategia tecnológica que puede mejorar el perfil nutricional, funcional y/o sensorial de las materias primas sometidas a estos procesos tecnológicos.

Por último, las carnes cultivadas a partir de células animales son la alternativa más prometedora para que en el futuro las personas puedan seguir comiendo proteína animal. Como se ha hablado anteriormente, muchas startups se están dedicando en escalar esta producción a niveles más masificados.

Los métodos de cultivo celular in-vitro ya permiten una producción sin el uso de suero animal, el primer sustrato utilizado y uno de los principales agravantes en este proceso de escalado, así como técnicas de ingeniería celular para la superposición de tejidos que permiten el diseño de las diferentes camadas de la carne convencional.

Casos de éxito

Poseidona

La startup española Poseidona busca frenar el impacto ambiental en el mar Mediterráneo, uno de los mares más contaminados y sobreexplotados del planeta. El nombre de la empresa se inspira en la planta marina Posidonia oceánica, clave para el ecosistema marino y un claro indicador de la calidad ambiental.

La empresa aplica la biotecnología para extraer proteínas a partir de desechos de algas y biomasa de especies invasoras, aprovechando el potencial de estos subproductos que muchas veces se desperdician y contribuyendo a la economía circular.

Poseidona utiliza macroalgas para crear productos de calidad, sabrosos y escalable, a la vez que cuenta con una materia prima barata y abundante.

Según las fundadoras Sònia Hurtado y María Cermeño, tienen previsto empezar a vender sus productos altamente proteicos a finales de 2024, y consolidar el compromiso ambiental de la empresa.

Onego Bio

Onego es una startup finlandesa que produce proteína de huevo utilizando la fermentación de precisión en un proceso tecnológico totalmente libre de gallinas.

La empresa utiliza levaduras que contienen la secuencia de ADN de la proteína del huevo. Dichas levaduras, tras la fermentación de los azúcares presentes en el sustrato, dan lugar a proteínas idénticas a las naturales contenidas en el huevo.

Concretamente, la compañía ya cuenta con la patente para la producción industrial de la bioalbúmina, una proteína de huevo funcional que permite producir alimentos convencionales a base de huevo, manteniendo la esponjosidad y viscosidad deseada.
 

Infinity Roots

Infinite Roots es es una empresa de biotecnología alemana que ha conseguido una de las mayores inversiones para desarrollar productos basados en micelio de Europa, completando la ronda de financiación con 53,2 millones de euros.

La empresa cultiva y cosecha micelios o las 'raíces' de los hongos utilizando fermentación de precisión para crear un ingrediente versátil. 

Esta biomasa micelial es rica en nutrientes, que incluyen aminoácidos esenciales, además de aportar el sabor umami tan importante para las preparaciones culinarias.

Si quieres saber más...

1. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/nace-nuevo-centro-innovacion-proteinas-alternativas 
2. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/cell-based-y-plant-based-como-fuente-de-proteinas-alternativas 
3. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/nuevas-fuentes-alternativas-de-proteinas 
4. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/proteinas-foodtech-cnta-alimentacion