Soluciones en el suministro sostenible de alimentos
En todo el mundo se producen más de 350 millones de toneladas de carne al año, y se espera que esta cifra aumente. El estado de los recursos energéticos, la creciente concienciación de los consumidores y el aumento de la emergencia climática son los factores que impulsan el aumento de las proteínas alternativas. Mientras el mundo busca soluciones para suministrar suficientes proteínas a una población mundial cada vez más numerosa, al tiempo que se abordan los problemas de uso de la tierra cultivable y el cambio climático, la carne y los productos lácteos cultivados son una solución que podría apoyar un suministro de alimentos más sostenible.
En diciembre de 2020, la Agencia Alimentaria de Singapur (SFA) aprobó la venta de pollo cultivado, convirtiéndose en el primer país del mundo que ha comercializado un producto cárnico cultivado. El pollo cultivado está autorizado a venderse en Singapur como ingrediente de productos de pollo en pepitas.
¿Qué es la carne y los lácteos cultivados?
Al cultivar células animales directamente, la carne cultivada, también conocida como "carne cultivada", podría proporcionar una solución para reducir el impacto medioambiental de la producción de proteínas. La carne cultivada se refiere al uso de biorreactores donde se produce la agricultura celular. También se conoce comúnmente como:
- carne cultivada en laboratorio
- carne in vitro
- carne sintética
- carne cultivada con células
El proceso de la carne cultivada comienza con la selección de células del animal. Se eligen las células que tienen la mejor capacidad de multiplicación y renovación y se les permite multiplicarse en medios de cultivo celular dentro de un biorreactor, el recipiente que contiene los medios de cultivo celular y proporciona un entorno controlado para la multiplicación celular. Dentro del medio de cultivo celular se encuentran nutrientes clave como aminoácidos, lípidos, vitaminas, glucosa y sales. A continuación, se añaden los factores de crecimiento. Dentro del biorreactor, las células se multiplican y forman un tipo de célula que se convertirá en una fibra muscular (miotubos). Junto a la formación de células musculares, también se cultivan en el biorreactor células de grasa (adipocitos) y de tejido conectivo (fibroblastos). Este proceso dura varias semanas. Las células cosechadas se procesan posteriormente para fabricar el producto deseado. A menudo, la impresión en 3D se utiliza para crear un producto que tenga la forma familiar de un corte de carne.
La leche cultivada se diferencia de los productos cárnicos en que se utilizan levaduras y/o fermentación microbiana o células de glándulas mamarias de mamíferos para producir proteínas lácteas, en lugar de que las células sean el producto final. En el proceso de fermentación, el ADN para producir las proteínas de la caseína y el suero se integra en la levadura o los microbios, y las proteínas de la leche son producidas por el proceso. Una vez completado el proceso de fermentación, las proteínas de la leche se filtran del medio y se mezclan con grasas vegetales, azúcares y agua.
El proceso celular comienza con la extracción de células de las glándulas mamarias, que se añaden a un medio de cultivo en un biorreactor para que proliferen. A continuación, estas células se transfieren a un medio de lactancia donde empiezan a producir leche. El uso de la tecnología de biorreactores de fibra hueca permite separar la leche del medio de lactancia.
Uso de tecnologías celulares para crear productos lácteos cultivados
The biotech company TurtleTree collaborated with Waters Corporation’s International Food and Water Research Centre (“IFWRC”) in Singapore. They are rapidly expanding their research facilities and laboratories in Singapore and the United States. After receiving significant global funding, TurtleTree has accelerated their research into the production of functional and bioactive proteins and sugars found in human and bovine milk.
Me senté (virtualmente) con miembros del equipo de investigación y desarrollo de TurtleTree para saber más sobre el uso de tecnologías basadas en células como fuente de proteínas, y para recoger sus opiniones sobre cómo las tecnologías analíticas como la cromatografía líquida (LC) y la cromatografía líquida acoplada a la espectrometría de masas (LC-MS) apoyan a su industria.
P: ¿Cómo apoya TurtleTree el objetivo de una producción de alimentos más sostenible y eficiente?
R: TurtleTree se dedica a producir una nueva generación de nutrición, mejor para el planeta, mejor para los animales y mejor para las personas de todo el mundo. Utilizando nuestra tecnología patentada basada en células, nuestra empresa está creando ingredientes lácteos "mejores para ti" de forma sostenible y asequible, con beneficios que van más allá de la mesa.
P: ¿Qué papel cree que desempeñarán la carne y los lácteos cultivados en el mercado de las proteínas alternativas?
R: Los productos alimentarios cultivados pueden contribuir a crear un mercado de proteínas alternativas diversificado. Las proteínas de origen vegetal, por supuesto, seguirán siendo un pilar en las proteínas alternativas. Pero no tenemos por qué perder los beneficios de las proteínas de origen animal, ya que las tecnologías basadas en células nos permiten ahora recrearlas sin depender del animal entero.
Lo bueno es que podemos combinar todos estos tipos de proteínas, incluidas las de origen celular y las de origen vegetal, para hacer grandes productos alimenticios.
Esto también está en consonancia con los valores inclusivos de TurtleTree. Queremos asegurarnos de que, a medida que los alimentos que consumimos cambian, las culturas no lo hacen. Este espacio no trata únicamente de nuggets de pollo; esa es sólo la jugada inicial en este espacio, y no pretendemos quedarnos ahí. Queremos que todas las culturas y cocinas aporten su increíble comida al mismo futuro que nosotros imaginamos.
P: ¿Cómo apoyan a esta industria las tecnologías analíticas como la LC y la LC-MS?
R: Tecnologías como la LC y la LC-MS pueden ayudar a los científicos a ejecutar mejor el control de calidad de los productos, identificando con precisión las proteínas de interés y analizando las proteínas y las impurezas de las muestras. Esto es crucial para el control de calidad de las proteínas y la recopilación de datos con fines de investigación y desarrollo (I+D).
P: ¿Cuáles son algunas de las necesidades que tiene hoy en día para apoyar sus procesos de carne y lácteos cultivados?
R: Estamos buscando soluciones que nos ayuden a mejorar nuestras tecnologías de separación y cuantificación de las muestras para garantizar la pureza de las proteínas. Estas mejoras ayudarán a aumentar la confianza de nuestros datos experimentales, así como la calidad de nuestros productos.
P: ¿Cómo le ayudan empresas como Waters a superar sus retos analíticos?
R: A medida que vayamos aumentando nuestros niveles de producción, nos gustaría seguir asociándonos con empresas de equipos de laboratorio de renombre como Waters para trabajar en soluciones que permitan producir proteínas altamente purificadas con una calidad constante.
Mientras apoyamos a la multitud de empresas del creciente espacio de las proteínas alternativas, seguimos estando a la vanguardia de los avances científicos.
Más recursos:
App note: Automated Sample Preparation
Foro de Análisis de Alimentos de Waters 2022 - Día 3: Innovación en la búsqueda de cadenas de suministro de alimentos seguras, auténticas, nutritivas y sostenibles
Referencias:
Agencia Alimentaria de Singapur (2021). Seguridad de las proteínas alternativas
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