La fermentación de precisión como solución innovadora y sostenible en la producción de alimentos

La fermentación de precisión se está perfilando como una de las tecnologías más prometedoras en la industria agroalimentaria y una de las tendencias para este 2024. 

Este proceso biotecnológico, que permite la producción de ingredientes alimentarios mediante la utilización de microorganismos específicos, ofrece una alternativa sostenible y eficiente a los métodos de producción tradicionales.

Imagina poder disfrutar de productos lácteos sin necesidad de ordeñar una vaca, o saborear una carne jugosa que no proviene de un animal, sino de un laboratorio.

Qué es la fermentación de precisión

La fermentación de precisión es una técnica avanzada de ingeniería genética y biotecnología que, mediante la programación de microorganismos como levaduras, bacterias o microalgas, consigue producir ingredientes alimentarios, como proteínas, grasa, vitaminas y aromas.

Con esta fermentación controlada, se pueden conseguir productos idénticos a los que estamos acostumbrados, como leche y huevos, pero sin intervención animal.

A diferencia de la fermentación tradicional, que ha sido utilizada durante siglos en la elaboración de productos como el vino, el queso y el yogur, la fermentación de precisión se caracteriza por su capacidad para dirigir el proceso hacia la producción de componentes alimenticios específicos, con un control exacto sobre el producto final.

El proceso de la fermentación de precisión

El proceso de la fermentación de precisión se lleva a cabo en un entorno controlado para optimizar la producción de los compuestos deseados con precisión a nivel molecular.

1. Diseño y selección: se identifica el producto objetivo y se selecciona un microorganismo adecuado para modificarlo genéticamente y que produzca dicho producto. Estos microorganismos pueden ser hongos, levaduras, bacterias o algas, los cuales servirán como 'fábricas celulares' para producir el ingrediente deseado.
2. Ingeniería genética: los microorganismos se modifican genéticamente para optimizar su capacidad de producir el compuesto objetivo. La modificación genética puede implicar la inserción de uno o más genes que codifican la producción del ingrediente deseado.
3. Fermentación: el microorganismo ya modificado se desarrolla en un medio de cultivo controlado que proporciona todos los nutrientes necesarios para su crecimiento y reproducción. La composición exacta del medio de cultivo dependerá del tipo de microorganismo y del producto final deseado
4. Purificación: se separa y se purifica el ingrediente objetivo del resto de componentes del medio de cultivo para obtener un compuesto de alta pureza. La purificación puede involucrar varios pasos, como la centrifugación, filtración y cromatografía.
5. Formulación y pruebas: se formula el compuesto en el producto final y se realizan pruebas de calidad y seguridad.

Aplicaciones de la fermentación de precisión

La fermentación de precisión, con su capacidad para producir ingredientes específicos a través de microorganismos programados genéticamente, tiene aplicaciones revolucionarias en diversas industrias como la farmacéutica, la cosmética y la biotecnológica, además de la industria agroalimentaria. 

En materia de alimentación, la fermentación de precisión tiene un amplio rango de aplicaciones, ofreciendo soluciones innovadoras y sostenibles para la producción de alimentos. Estas incluyen:  

• Proteínas alternativas: producción de proteínas idénticas a las de origen animal, como la caseína, la albúmina o la lactosa, sin necesidad de criar animales. Esto da lugar a carne, lácteos y huevos veganos que pueden imitar a sus contrapartes tradicionales en sabor, textura y valor nutricional.
• Ingredientes funcionales: creación de prebióticos, probióticos y enzimas digestivas que pueden mejorar la salud intestinal y general. Estos ingredientes se pueden añadir a alimentos y suplementos para potenciar sus beneficios nutricionales y funcionales.
• Vitaminas y nutrientes: se pueden sintetizar vitaminas y nutrientes esenciales, como la vitamina B12 y los ácidos grasos omega-3, proporcionando una fuente alternativa para enriquecer los alimentos y suplementos dietéticos.
• Sabores y aromas: producción de compuestos aromáticos y sabores específicos que son difíciles de extraer de fuentes naturales o que requieren procesos químicos complejos. Esto permite la creación de productos alimenticios con perfiles de sabor y aroma precisos y sostenibles.
• Colorantes alimentarios: generación de colorantes naturales, como el carotenoide y la clorofila. Estos colorantes son más sostenibles y seguros en comparación con los sintéticos, respondiendo a la demanda de productos más naturales.

Beneficios de la fermentación de precisión

La fermentación de precisión ofrece numerosos beneficios que la posicionan como una tecnología clave para el futuro de la producción sostenible de alimentos y otros productos de la industria, como:

• Sostenibilidad ambiental: La carne de vacuno es el alimento que más emisiones de efecto invernadero causa, seguida del queso, el cual es su vez el alimento que más extracciones de agua dulce necesita por kilo. Obtener este tipo de productos por fermentación de precisión minimiza el consumo de recursos naturales y reduce las emisiones de gases de efecto invernadero, ofreciendo una alternativa más amigable con el medioambiente en comparación con la producción tradicional. Según un estudio de Nature, reemplazar solo el 20 % de la carne de vacuno del mundo con carne hecha con fermentación de precisión tiene el poder de reducir la deforestación global a la mitad. 
• Eficiencia productiva: esta tecnología permite la producción eficiente y controlada de ingredientes, mejorando la calidad y consistencia del producto final. Además, se ve menos afectada por las variaciones climáticas y puede adaptarse más rápidamente a las demandas del mercado.
• Innovación en alimentos: la fermentación de precisión facilita la creación de nuevas alternativas alimentarias y la producción de ingredientes complejos que son difíciles de obtener de forma tradicional, enriqueciendo así la diversidad y calidad de la oferta alimentaria.
• Beneficios nutricionales: la fermentación de precisión ofrece la posibilidad de enriquecer los alimentos con nutrientes esenciales de manera eficiente, permitiendo ajustes en los perfiles nutricionales para satisfacer diferentes necesidades dietéticas.
• Contribución a la seguridad alimentaria: representa una solución prometedora para aumentar la disponibilidad de alimentos nutritivos en regiones con restricciones agrícolas, jugando un papel clave en la alimentación sostenible de una población global en continuo crecimiento.

Europa líder en fermentación de precisión

Europa está emergiendo como un líder indiscutible en el ámbito de la fermentación de precisión, posicionándose en la vanguardia de esta revolución biotecnológica que puede transformar la industria alimentaria.

Este liderazgo se sustenta en varios pilares que incluyen un sólido compromiso con la innovación sostenible, políticas de apoyo gubernamentales, una fuerte base de investigación y desarrollo, y una creciente demanda de alternativas sostenibles y éticas a los productos de origen animal. 

En 2022, el mercado de fermentación de precisión se valoró en 1.600 millones de dólares. Un análisis publicado por Predence Research prevé una tasa de crecimiento anual del 46 % para 2032, alcanzando un valor de mercado de 67.900 millones de dólares.

Este análisis también muestra las tendencias de la industria por aplicación, ingrediente y región.

Por región, en 2022, Europa lideró el mercado de fermentación de precisión, ostentando una participación del 40,44 %, siendo Alemania, Reino Unido y Francia los principales contribuyentes al crecimiento del mercado.

En términos de aplicaciones, las alternativas lácteas dominaron el sector con el 58,65 % de las ventas. Respecto a los ingredientes, dominaron los segmentos de proteína de suero y caseína, representando el 40 % de los ingresos totales.

Ejemplos de alimentos producidos con fermentación de precisión en la actualidad. Casos de éxito

Varias startups y empresas han alcanzado el éxito en el campo de la fermentación de precisión, cada una enfocada en diferentes segmentos de productos. Algunos ejemplos son: 

• Perfect Day: ubicada en California, se hizo famosa por su proteína de suero lácteo, siendo una de las primeras empresas en producir leche y otros productos lácteos sin animales, utilizando fermentación de precisión. De hecho, esta empresa ya ha recaudado más de 360 millones de dólares en rondas de inversión para continuar expandiendo su producción.
• Ginkgo Bioworks: con sede en Boston, esta empresa utiliza herramientas avanzadas de edición genética y robótica para producir una amplia gama de ingredientes alimentarios, saborizantes y conservantes. También ha conseguido más de 700 millones de dólares en rondas de financiación.
• Formo: esta compañía con base en Berlín ha captado una atención significativa de los inversores y los medios trabajando en la creación de productos lácteos sin animales, específicamente quesos que imitan a los quesos convencionales en sabor, textura y propiedades funcionales.
• The EVERY Company: de California, está enfocada en el desarrollo de proteínas de huevo, elaborando claras de huevo veganas, mediante fermentación de precisión, y ha recaudado una cantidad considerable de financiación para escalar su producción.

La fermentación de precisión como una evolución en la manera en que producimos y consumimos alimentos, representando un paso gigantesco hacia un futuro donde la alimentación sea sostenible y ética, además de sabrosa y nutritiva.