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miércoles, 25 de mayo de 2016

Biotecnología de alimentos.

¿Qué es?

La biotecnología de alimentos hace referencia a las transformaciones realizadas a los alimentos para mejorar, remover, o modificar alguna de sus características, para bien, hacerlos más saludables, o darles una función específica sobre la salud, en dichas transformaciones suelen utilizarse organismos vivos.



Estas transformaciones se realizan modificando el ADN en los laboratorios, de esta manera se logra cambiar la información genética de dicho alimento.

Cada proceso es diferente en cada alimento, esto depende potencialmente de la modificación, mejoramiento que se desee hacer.



Los alimentos han sido modificados en su mayoría para:

  • Adecuarlos a necesidades de producción.
  • Mejorar propiedades nutritivas.
  • Cambiar cualidades sensoriales:olor,sabor,color,textura
  • Eliminar compuestos nocivos.

¿Dónde se aplica?
En la industria alimentaria:
Producción y cultivo de alimentos.

¿Cuáles son las líneas de investigación?
Hay dos grandes divisiones:

1)Tecnología enzimática y biocatálisis: es el área que incluye el extenso campo de las fermentaciones en procesos de alimentos, por ejemplo la producción de vino; la producción de proteínas enzimáticas de uso alimentario, y la extracción de principios activos de los vegetales para la transformación de materias primas, por ejemplo, la extracción de aceite de coco, y la fabricación de cerveza.












2)Alimentos geneticamente modificados: son alimentos que al pasar por procesos biotecnológicos  pueden ser más nutritivos, pueden tener un mejor sabor, rendimientos más altos de cosecha y pueden volverse inmunes contra plagas. Por medio de este proceso se pueden mejorar las cualidades de ciertos alimentos. Concepto de los trangénicos en Colombia.

Beneficios de la biotecnología
  • Productos con mayor valor nutricional.
  • Nuevos alimentos funcionales para la prevención de enfermedades.
  • Nuevas fuentes de materias primas.
  • Alimentos menos susceptibles a plagas y descomposición.
  • Disminución en el costo de producción de ciertos alimentos.


Tecnologia Enzimatica y Biocatalisis

Hace referencia a la transformación de una sustancia orgánica en otra utilizable, producida mediante un proceso metabólico por microorganismos o por enzimas. El organismo productor deriva la energía suficiente para su metabolismo. Un ejemplo sería: la elaboración de vino.


                           Fermentación enzimática:

la fermentación es la transformación de una sustancia orgánica (generalmente un carbohidrato) en otra utilizable, producida mediante un proceso metabólico por microorganismos o por enzimas que provocan reacciones de oxidación-reducción, de las cuales el organismo productor deriva la energía suficiente para su metabolismo. las fermentaciones pueden ser aeróbicas si se producen en la presencia de oxígeno, o anaeróbicas si realizan sin oxígeno. 

Tipos de fermentaciones:

1.fermentaciones no alcohólicas:· 
  • Vino
  • Cerveza
  • Sidra
  • Vinagre 





2.fermentaciones alcohólicas: (se produce CO2)
  • Panadería (fermentación por levaduras de panadería)
  • Vegetales fermentados (encurtidos en general)




3.fermentaciones cárnicas:
  • Embutidos crudos curados (salchicha,chorizo,mortadela, etc)
  • Jamón serrano (producto curado)
  • Productos de pescado fermentado (fermentación en filetes de pescado ahumado)



4.fermentaciones lácticas:
  • Leches fermentadas en general
  • Yogur (fermentación de leche con microorganismos)
  • Quesos (fermentación con determinados cultivos bacterianos)




5. fermentaciones locales especiales:

  • Salsa de soya
  • Miso
  • Tofu
  • Entre otros.



Ventajas de la tecnología enzimática y biocatálisis: 
  • Mejora genética de microorganismos, se obtienen microorganismos que poseen una mayor eficacia y adaptación.
  • Mejora genética de microorganismos.
  • Producción de proteínas y enzimas de uso alimentario.
  • Se obtienen así enzimas que transforman el azúcar en polímeros, enzimas que hidrolizan la lactosa de la leche para hacerla más digerible, por ejemplo.


Principales líneas de investigación:
  • Bacterias lácticas.
  • Biología molecular de levaduras industriales
  • Estructura y función de enzimas
  • Taxonomía molecular: detección de bacterias patógenas 

Si desea profundizar más en el tema de biocatálisis abra el siguiente enlace que lo llevará a un artículo que trata el tema de una manera más enfática: Artículo sobre la biocatálisis

Alimentos transgénicos

¿Qué son?



Los transgénicos OGM (organismos geneticamente modificados), son organismos que han sido modificados genéticamente, intercambiando genes con otras especies, la mayor parte son plantas destinadas a la alimentación. Esto implica que se ha modificado el material genético del alimento, o de algunos de sus componentes, para hacerlos, por ejemplo, más duraderos, o para cambiar algunas de sus cualidades.

Este tipo de alimentos ha provocado un sinfín de discusiones, muchos a su favor, muchos más en su contra; ahora examinaremos más a fondo estos conceptos. 

Aplicaciones

La aplicación genética de la biotecnología se aplica en el mejoramiento de la producción de cultivos agrícolas; sus principales características son:

  • Resistencia a enfermedades y plagas.
  • Resistencia a sequías y temperaturas extremas.
  • Aumenta la fijación de nitrógeno, reduciendo el uso de fertilizantes.
  • Resistencia a suelos ácidos y salinos.
  • Resistencia a herbicidas (evitar malezas sin afectar el cultivo)
  • Obtención de cosechas más tempranas.  
Cuando los alimentos son sometidos a procesos biotecnológicos sus cultivación mejora notablemente, reduciendo los costos, y los desperdicios.







Ventajas
  • Mejoras nutricionales, para obtener alimentos enriquecidos en numerosos nutrientes. 
  • Protección del medio ambiente: los cultivos se hacen inmunes a enfermedades y, de esa manera se reduce el uso de pesticidas y agroquímicos. 
  • Alimentos más frescos: se les modifica los genes que regulan la velocidad de maduración, por lo que los alimentos tienen una maduración más lenta, y al transportarse, la pérdida es más mínima. 


Estos son unos ejemplos de lo que se podría lograr con la modificación de los alimentos, se puede modificar la textura, tamaño, sabor y apariencia de algunos alimentos.










Este tipo de alimentos han creado una gran polémica a lo largo de todo el mundo, muchos a su favor, otros muchos más en su contra, se dice que este tipo de alimentos tienen más desventajas que ventajas, a continuación abordaremos esta polémica.

Los principales elementos que sufren alteraciones transgénicas son:
  1. Maíz: Muchos productores modifican el maíz porque son resistentes al herbicida glifosato, que se utiliza para matar las malas hierbas.
  2. Soja: Se modificó para tener un alto nivel de ácido oleico, que se encuentra naturalmente en el aceite de oliva. El ácido oleico es un ácido graso omega-9 monoinsaturada que puede reducir el colesterol LDL (considerado como colesterol “malo”), en sustitución de otras grasas.
  3. Calabaza y calabacín: Los números genéticamente modificados de esta verdura son relativamente pequeños, pero la calabaza y el calabacín amarillo genéticamente modificado se pueden encontrar en dos especies diferentes. Las especies contienen genes de proteínas que protegen contra los virus.
  4. Alfalfa: El cultivo de la alfalfa modificada genéticamente fue aprobado en 2011 y consta de un gen que lo hace resistente al herbicida Roundup, permitiendo a los agricultores rociar el producto químico sin dañar la alfalfa.
  5. Canola: La canola se modifica genéticamente desde su aprobación en 1996 y, a partir de 2006, alrededor del 90 por ciento de los cultivos de canola son genéticamente modificados.
  6. Remolacha azucarera: una verdura muy controversial, la remolacha azucarera se aprobó en 2005, se prohibió en 2010 y luego desreguló oficialmente en 2012.
  7. Leche:Para aumentar la cantidad de leche producida, a las vacas se les da a menudo rBGH (hormona recombinante del crecimiento bovino), que también está prohibida en la Unión Europea, así como en Japón, Canadá, Nueva Zelanda y Australia, ya que modifica notablemente la calidad de la leche.
Muchos expertos y organizaciones se oponen a la comercialización de los alimentos transgénicos, principalmente por los daños al medio ambiente y a la salud que estos pueden causar.
Las ventajas de estos alimentos ya han sido mencionados, ahora veremos las desventajas:

Desventajas
  • Incremento de sustancias tóxicas en el ambiente.
  • Pérdida de la biodiversidad.
  • Contaminación del suelo
  • Resistencia de los insectos y hierbas indeseadas ante medicamentos desarrollados para su contención 
  • Posibles intoxicaciones debido a alergias o intolerancias a los ingredientes usados en las modificaciones.
  • Daños irreversibles en plantas o animales tratados.
Se debe mencionar que 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.

Muchos expertos en el tema aseguran la presencia de alimentos modificados geneticamente no es considerada como un riesgo a la seguridad de los alimento, puesto que todo el ADN se compone de los mismos alimentos.

No podemos tomar una postura específica, ya que son muchas las ventajas al igual que las desventajas, si quiere leer más sobre los efectos en la salud de los alimentos transgénicos, le compartimos el siguiente artículo: Riesgos en la salud sobre alimentos transgénicos.

Si desea leer sobre el uso de alimentos transgénicos en Colombia: Trangénicos en Colombia



Alimentos funcionales en la industria alimenticia.

El concepto de alimentos funcionales nació en Japón. En los años 80, las autoridades sanitarias japonesas se dieron cuenta que para controlar los gastos sanitarios, generados por la mayor esperanza de vida de la población anciana, había que garantizar también una mejor calidad de vida. Se introdujo un nuevo concepto de alimentos, que se desarrollaron específicamente para mejorar la salud y reducir el riesgo de contraer enfermedades.

Los alimentos funcionales no han sido definidos hasta el momento. Generalmente, se considera que son aquellos alimentos, que se consumen como parte de una dieta normal y contienen componentes biológicamente activos, que ofrecen beneficios para la salud y reducen el riesgo de sufrir enfermedades. Destacan los alimentos que contienen determinados minerales, vitaminas, ácidos grasos o fibra alimenticia, los alimentos a los que se han añadido sustancias biológicamente activas, como los fitoquímicos (sustancias que se encuentran en las plantass) u otros antioxidantes, y los probióticos, que tienen cultivos vivos de microorganismos beneficiosos.



en la siguiente tabla se exponen algunos alimentos funcionales y su principal función


(Imagen tomada de: http://www.eufic.org/)


Los alimentos funcionales se pueden subclasificar en:

Alimentos fortificados:Los alimentos fortificados son productos suplementados en forma significativa en su contenido natural de nutrientes esenciales (proteínas, aminoácidos, vitaminas, minerales, ácidos grasos esenciales). Estos alimentos deben aportar entre el 20% y el 100% de los requerimientos diarios recomendados para adultos y niños mayores de 4 años y deben estar indicados en el envase.

Las empresas utilizan la fortificación como una estrategia para obtener productos que puedan ser percibidos como productos de mayor valor, no sólo monetario, sino también nutricional. Es por eso que generalmente se fortifican alimentos con poco costo adicional, como los panificados, cereales para desayunos, lácteos, galletitas y pastas, No se autoriza la fortificación de productos cárnicos y derivados, helados, alimentos azucarados, bebidas fermentadas, bebidas sin alcohol o polvos para prepararlas.


La fortificación de los alimentos presenta varias ventajas:
  1. Permite equilibrar las dietas.
  2. Permite desarrollar una estrategia de diferenciación a muy bajo costo.
  3. Permite aumentar la rentabilidad de las empresas, debido al alto potencial de agregado de valor.
Si desea leer más sobre los alimentos fortificados: Alimentos fortificados según la FAO


Alimentos adicionados con nutrientes 

Además de la fortificación existen otras alternativas a la adición de nutrientes esenciales para personas sanas, utilizadas para diferenciar productos. Tal como por ejemplo para restaurar los nutrientes perdidos en el proceso de elaboración, como sucede con los alimentos farináceos (grupo de alimentos cuyo nutriente más abundante son los carbohidratos) a los que se adiciona hierro, calcio y vitaminas 

Los alimentos adicionados con nutrientes se elaboran con el objeto de prevenir enfermedades, acercándose al concepto de alimentos funcionales, como son: barras de cereales destinadas a mujeres de mediana edad, suplementadas con calcio, para prevenir la osteoporosis, con proteína de soja para reducir el riesgo de cáncer de mama, y con ácido fólico para prevenir cardiopatías. A otros snacks se les adiciona vitaminas y minerales.


En el mercado existe también: 

a) barras energizantes que contienen, lecitina, ginseng y ácido fólico. 
b) galletas con proteínas, zinc y antioxidantes.
c) dulces adicionados con coenzima Q10, vitamina E, fructo-oligosacáridos. 
d) yogures con ácidos grasos N-3, vitamina A.

Alimentos enriquecidos

Un alimento es considerado enriquecido cuando la proporción de uno o varios de los nutrientes que lo componen es superior a su composición normal y cuando esta modificación se realiza de forma artificial. A lo largo de los años, se han añadido diversos nutrientes a alimentos y bebidas en todo el mundo con el fin de cubrir las recomendaciones dietéticas y solucionar deficiencias en algún nutriente específico. 

En las bases de la adición de nutrientes en necesario tener en cuenta los siguientes aspectos:

                   a) no alterar las características organolépticas del alimento 
                   b) ser estable y no reaccionar con otros ingredientes
                   c) el compuesto a adicionar debe ser económico 
                   d) el proceso tiene que ser de fácil realización y control
                   e) debe llevarse a cabo en forma tal que defienda los derechos del
                       consumidor.

Se enriquecen principalmente alimentos con: fibra, vitaminas, minerales y ácidos grasos esenciales 

La OMS (organización mundial de la salud) realizó un pequeño artículo sobre en enriquecimiento con vitamina A, si desea leerlo abra el siguiente enlace: Artículo de la OMS

Principales alimentos de origen biotecnológico consumidos en Colombia

Colombia es un país que mayormente cultiva sus propios alimentos, debido su gran riqueza biológica, son muy pocos los que deben importarse, por el contrario Colombia en un gran exportador de diferentes tipos de alimentos, como lo son: el banano, el café, arroz, azúcar entre otros. 

Hace unos años los cultivos Colombianos seguían siendo muy típicos, con las mismas estrategias de producción de siempre, pero en los últimos años la Biotecnología de alimentos se ha convertido en un gran aliado para diferentes sectores dedicados a la producción de alimentos, a continuación mencionaremos los principales.

  1. En la industria de almidón y azúcar, en la fabricación de jarabes de glucosa, fructuosa y dextrosa de maíz.
  2. En la producción de quesos, para romper la caseína de la leche y permitir su coagulación, con el propósito de resaltar el sabor del queso.



  3. En panificación, para blanquear la harina, facilitar la acción de la levadura, mejorar la textura de la masa, etc.
  4. En la enología (elaboración de vinos) para acelerar el tiempo de prensado, acelerar el proceso de maduración, la liberación de aromas; mejorar el color y el sabor del vino. Además para remover la urea producto de la fermentación.
  5. Para la optimización del proceso de extracción y refinación de aceites.
  6. En la industria cárnica, para favorecer su ternerización, y la producción proteínas.
  7. En la industria cervecera, para mejorar su sabor, y evitar en enturbiamiento durante el almacenamiento 



Referencias: