¿Pueden los microorganismos ayudarnos a alimentar mejor a la población mundial?

Lorena Ruiz García, Abelardo Margolles Barros, Carlos Sabater Sánchez y Patricia Ruas Madiedo*

La producción de alimentos debe afrontar un triple reto en el siglo XXI. Necesita aumentar la eficiencia para alimentar a una población en crecimiento, de eso no hay duda. Pero también minimizar su impacto medioambiental para ser más sostenible. Y todo ello garantizando la seguridad y calidad de los alimentos que llegan a nuestra mesa.

Varias investigaciones demuestran que algunos microorganismos podrían ayudar a que la producción de alimentos responda a estos y otros retos.

Microorganismos para afrontar retos globales

En cualquier ambiente que consideremos coexisten diferentes microorganismos que interactúan entre sí y con su entorno. Eso significa que, colectivamente, desarrollan procesos fundamentales en el medio que ocupan. Por este motivo, conocer a los integrantes de esas comunidades de microbios y cómo se organizan puede ayudarnos a controlar y mejorar procesos relevantes para el ser humano.

Esa es precisamente la razón por la que hay tanto interés en estudiar los microbiomas, que es como se denomina al conjunto de microorganismos de un ambiente definido.

Las nuevas tecnologías de secuenciación permiten conocer de forma rápida y automatizada los microorganismos de ambientes de interés, así como sus funciones. Estos estudios aportan la información necesaria para entender los procesos que estas comunidades realizan y aprovechar su potencial biotecnológico.

Aplicaciones de los microbiomas en la cadena agroalimentaria

Aunque la atención la acaparan los microorganismos que viven en nuestro cuerpo, en otros ambientes existen microbiomas importantes para nuestro bienestar individual y colectivo. Entre ellos los asociados a la cadena agroalimentaria, desde la producción primaria hasta el consumidor.

Se encuentran en suelos, plantas, animales, industrias de procesado y, en menor medida, en el producto final. Conocer su organización y funciones puede ayudar a afrontar los retos que tiene por delante la producción de alimentos.

1. Microbiomas para el control, autenticidad y trazabilidad de alimentos Monitorizar los microbiomas en ambientes de producción de alimentos permite identificar incidentes en etapas tempranas. Por ejemplo, contaminaciones que puedan comprometer la calidad y seguridad del producto. Además, como el tipo de microorganismos presente en algunas materias primas y productos se ve condicionado por su origen y entornos de procesado, el microbioma podría permitir comprobar el origen y la autenticidad de algunos alimentos. Sin ir más lejos, algunos estudios han demostrado que permite diferenciar el origen de algunas variedades de uva utilizadas en producción de vinos o los productos con masa madre de otros con otro proceso de producción. Este tipo de aplicaciones podría ser de especial relevancia en productos con denominación de origen protegida.
2. Microbiomas para dar valor añadido a los alimentos Ciertos microorganismos también pueden ser utilizados de forma intencionada para ayudar a mejorar la calidad y seguridad de la producción de alimentos. Por ejemplo, los hay que inhiben el crecimiento de microorganismos indeseables actuando como agentes de bioconservación y biocontrol . Estos bioconservantes pueden prevenir enfermedades en cultivos, ganadería y acuicultura, además de contaminaciones en la industria alimentaria. Pero también consiguen alargar la vida útil de los alimentos. Con ello contribuyen a un uso más racional de desinfectantes y aditivos, reduciendo el impacto económico y ambiental que diversas enfermedades y contaminaciones podrían ocasionar. Todo esto ayuda a mejorar la eficiencia de los sistemas de producción, necesaria para cubrir la demanda de alimentar a una población en crecimiento. Entre los microorganismos que aportan valor añadido a la producción de alimentos, merecen una especial mención los utilizados para producir alimentos fermentados como la cerveza, el queso, el yogur, el kéfir o las aceitunas, entre otros ejemplos . Tradicionalmente, la fermentación sólo perseguía modificar las propiedades sensoriales de los alimentos y alargar su vida útil. Hoy podemos diseñar las combinaciones de microorganismos óptimas para cada proceso de fermentación, estudiando su comportamiento en comunidades microbianas complejas. El objetivo es conseguir identificar microorganismos robustos, seguros y capaces de aportar propiedades interesantes al producto final: calidad sensorial, mejora nutricional o producción de ingredientes saludables. De hecho, los alimentos fermentados son un vehículo importante de microorganismos vivos, algunos de los cuales pueden ser probióticos, esto es microorganismos que tras su administración aportan beneficios a nuestra salud .
3. Microorganismos para reducir los residuos alimentarios Reducir el desperdicio de alimentos durante la cadena de producción es otra forma sostenible de aumentar la eficiencia. Los microorganismos también ofrecen oportunidades para lograr este objetivo. Algunos subproductos de la industria agroalimentaria contienen ingredientes con propiedades nutricionales y saludables. Sin ir más lejos, el suero lácteo es rico en proteínas por lo que algunas investigaciones han estudiado su aplicación para elaborar alimentos de alto valor añadido. En cuanto a los residuos derivados del procesado de cereales, frutas y vegetales, son ricos en polifenoles y fibras, compuestos capaces de promover nuestra microbiota intestinal y nuestra salud. Entender cómo los microorganismos de nuestra microbiota intestinal metabolizan los compuestos presentes en algunos residuos alimentarios puede ayudar a diseñar nuevos alimentos saludables a partir de residuos. La inclusión de procesos de fermentación en el tratamiento de subproductos alimentarios también es una alternativa interesante para producir nuevos alimentos.

Microorganismos para los alimentos del futuro

Parece indiscutible que, aunque los microorganismos han estado tradicionalmente asociados a procesos de infección y contaminaciones, y han sido generalmente reconocidos como el enemigo, las posibilidades biotecnológicas que muchos de ellos ofrecen son innumerables. Tanto, que incluso podrían ayudar a dar respuesta a grandes desafíos globales, incluyendo los relacionados con los sistemas alimentarios.

Conocer las capacidades de algunos microorganismos y de los microbiomas asociados a los sistemas alimentarios puede ayudar a reestructurar éstos últimos para producir alimentos seguros y de calidad, de forma sostenible, que nutran y protejan la salud de una población en crecimiento.

Lorena Ruiz García, Investigadora, Microbología, Alimentos y Salud, Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA – CSIC) ; Abelardo Margolles Barros, , Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA – CSIC) ; Carlos Sabater Sánchez, Postdoctoral research fellow, Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA – CSIC) , and Patricia Ruas Madiedo, Investigadora Científica, Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA – CSIC)

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