Casos de éxito de utilización de hongos en la industria alimentaria: ¡Proteínas!

A Gioconda Cunto de San Blas

Hace casi dos años, exactamente el 28 de febrero de 2023, publiqué en MiradorSalud el artículo titulado Ampliando las perspectivas de los hongos como alimentos. Este artículo se dedicó A los cursantes de “Introducción a la Micología”. Postgrado en Microbiología del IVIC, coordinado por la maravillosa Gioconda Cunto de San Blas. Lo escribí para completar varios puntos pues las dos sesiones de clase siempre resultan insuficientes. En esta oportunidad, el 11 y 14 de febrero participo una vez más en este curso ideado por nuestra incombustible Gioconda, y vuelvo a encontrarme con el incontenible deseo de regalarle un artículo a ella, a la profesora Sabrina Rodríguez, su coordinadora, y a los estudiantes actuales. Hay cosas novedosas que discutir en este inicio de 2025. Hace dos años les comentaba de la demanda creciente de nuevas fuentes de proteínas alimentarias alternativas y sostenibles que utilicen tecnologías que sean tanto ecológicas y rentables, y que, además, deben satisfacer las necesidades nutricionales y sensoriales de los consumidores. Y aquí aparecían nuestros maravillosos hongos: el segundo grupo más rico en especies después de los insectos. ¡Es más difícil estimar el número total de especies de hongos existentes que el de las plantas y animales!

Los hongos juegan un papel clave en los ecosistemas como descomponedores, endófitos, mutualistas, patógenos. Los hongos se han utilizado durante siglos para fermentar alimentos y bebidas lo que demuestra el impacto beneficioso para la humanidad; también se usan directamente como alimentos (hongos macroscópicos como las setas) y en procesos industriales con hongos microscópicos filamentosos y levaduras como productores de metabolitos secundarios tales como los antibióticos e ingredientes para la industria alimentaria y farmacéutica, y también como fuente de proteínas: micoproteínas.

Casos de éxito de utilización de hongos en la industria alimentaria

En la actualidad, entre los casos de éxito de utilización de hongos en la industria alimentaria se mencionan los siguientes:

• Quorn: Un producto a base de hongos que imita la textura y el sabor de la carne, con un menor contenido de grasa y calorías. En otras palabras: Micoproteínas.
• Impossible Foods: Una hamburguesa hecha a base de plantas que utiliza proteína de levadura para replicar la textura y el sabor de la carne de res.
• Daisy Lab/Perfect Day: Leche sin lácteos producida mediante fermentación de levadura modificada genéticamente.

Quorn (micoproteína): Es una alternativa tanto a la carne y productos cárnicos, como también una opción a la muy en boga carne de origen vegetal. Se consume principalmente dentro de la gama de alimentos veganos y vegetarianos bajo la marca QuornTM. La micoproteína ha ido ganando popularidad a nivel internacional durante más de cinco décadas y tiene una larga reputación de ser segura, inocua, con riesgos de alergenicidad no mayores que los de otras fuentes de proteínas. Su bajo perfil de energía, grasas y fibra la convierten en una fuente de proteína saludable ideal. La evidencia emergente también indica beneficios más amplios del consumo de micoproteína, incluyendo salud cardiovascular, ventajas en la microbiota, en la saciedad potencial y beneficios metabólicos y musculares.

La cepa de producción utilizada para cultivar y cosechar micoproteínas es Fusarium venenatum ATCC 2684, un ascomycota (división del reino de los hongos), uno de los grupos más grandes dentro de la familia de los hongos que incluye trufas y colmenillas. Se han dado todas las aprobaciones regulatorias en EE. UU, Suiza, Noruega, Australia, Japón, Tailandia, Malasia y Canadá. Puede venderse en todos los estados miembros de la UE.

Los procesos de cocción al vapor, enfriamiento y congelación le dan a la micoproteína una estructura similar a la de la carne cuando se observa bajo un microscopio.

Hifas de Fusarium venenatum (izqda.) y fibras de carne de vaca (dcha.) con el microscopio electrónico de barrido. A. P. J. Trinci, G. D. Robson, Marilyn Wiebe (1992). En: Illana, Carlos. Micoproteínas: Quorn ®

Impossible Foods:  Con una base extraordinaria en I+D, Impossible ha sido una de las primeras empresas que ha conseguido crear carne vegetal que los consumidores pueden llegar a preferir a la versión animal. Aquí la historia de la empresa.  En 2019, la compañía presentó una nueva receta: la hamburguesa con proteína de soja en lugar de proteína de trigo, certificada sin gluten. Contiene metilcelulosa para mejorar la textura y una parte del aceite de coco usado inicialmente ha sido reemplazado por aceite de girasol para reducir el contenido de grasas saturadas.

Ahora bien, si estamos hablando de hongos, entonces ¿dónde intervienen estos en este proceso de una hamburguesa de base vegetal? Pues en este ingrediente: Heme, o leghemoglobina de soja, el cual es el ingrediente que diferencia a la Impossible Burger de otras hamburguesas a base de plantas.

La leghemoglobina de soja es una proteína derivada de una levadura modificada genéticamente: Pichia pastoris , que produce una molécula similar a la hemoglobina animal. La levadura se modifica para replicar las propiedades de la leghemoglobina, una proteína que se encuentra en las raíces de la soja, lo que le permite imitar las características sensoriales de la sangre animal.

Este es un ejemplo perfecto de Fermentación de Precisión que se refiere al cultivo controlado de microorganismos genéticamente modificados (en este caso, la levadura Pichia pastoris) en biorreactores. La levadura se modifica genéticamente para incluir el gen que codifica la proteína deseada. Luego, la levadura transgénica se cultiva en biorreactores de fermentación a gran escala, donde produce las proteínas deseadas.  Después de la fermentación, las proteínas se recolectan y purifican para garantizar que estén libres de organismos genéticamente modificados.

Si bien la tecnología de fermentación de precisión existe desde hace más de 30 años, recién ahora se la reconoce por su potencial para producir alimentos e ingredientes alimentarios de manera sustentable. Ya se utiliza en la producción de varios ingredientes alimentarios, incluidos sabores naturales, cuajo, vitaminas y stevia. Pero son los avances recientes en la agricultura celular (el proceso de utilizar la fermentación de precisión para producir proteínas animales genuinas) los que están alimentando el interés y la innovación.

La fermentación de precisión está ganando atención para producir proteínas animales a escala industrial sin necesidad de ganado. Estas proteínas denominadas “recombinantes” o “heterólogas” a través de microorganismos modificados, como bacterias, hongos o levaduras.  Como dijimos, una de ellas es la leghemoglobin, expresada en Pichia pastori, en procesos de fermentación de precisión. Este es quizás el ingrediente más controvertido de la Impossible, a pesar de su bajo riesgo potencial de alergia y toxicidad y de que  la propia FDA la reconoce generalmente como segura (GRAS).

La leghemoglobina es una proteína que contiene hemo responsable de transportar oxígeno en los nódulos de las raíces de la soja, la alfalfa y otras plantas fijadoras de nitrógeno. Biológicamente, la leghemoglobina de la soja funciona en una relación simbiótica y proporciona oxígeno a las bacterias del suelo. A cambio, las bacterias sintetizan hemo que la planta de soja utiliza en la fijación de nitrógeno. Impossible Foods™ creó un producto alimenticio que se ve y sabe cómo una hamburguesa, utilizando leghemoglobina de soja y otros ingredientes no cárnicos. A diferencia de las hamburguesas vegetarianas del pasado, la leghemoglobina le da a la Impossible Burger™ cruda, el color rojo de la carne fresca. Cuando se cocina, Impossible Burger™ se vuelve marrón y tiene el aroma, el sabor y la textura de una hamburguesa de carne de res real como resultado de las reacciones químicas que involucran el hemo suministrado por la leghemoglobina.

¿Es seguro comer leghemoglobina? La respuesta corta es sí. La leghemoglobina se encuentra en los nódulos de la raíz de la soja. Esta parte de la planta de soja no se suele comer y al principio la FDA se planteó preguntas de sobre su seguridad. Sin embargo, las proteínas hemo relacionadas que se encuentran en la soja y los brotes de soja se han consumido durante mucho tiempo sin efectos nocivos. Se encontró que la leghemoglobina producida en la levadura tiene poco o ningún potencial alergénico. Además, la leghemoglobina no está clasificada como una sustancia OGM (Organismo Genéticamente Modificado). La leghemoglobina se produce mediante tecnología recombinante. Este proceso se utiliza de forma rutinaria para producir enzimas para uso alimentario (por ejemplo, quimosina) y productos biológicos para uso como medicina. Impossible Food™ solicitó y recibió la aprobación de la leghemoglobina utilizada en sus productos como GRAS (Generally Recognized As Safe) de la FDA.

Daisy Lab/Perfect Day:

La preocupación por el planeta y muchos veganos frustrados por la experiencia mediocre de las alternativas lácteas en la industria de alimentos ha movido innovaciones como Perfect Day y Daisy Lab.

Las proteínas de suero, derivadas del suero o de la parte líquida de la leche que se separa durante la producción de queso, son conocidas por su rápida absorción y su alto contenido de aminoácidos de cadena ramificada que desempeñan un papel esencial en el crecimiento y la recuperación muscular. Se han utilizado ampliamente en las últimas décadas como ingredientes en polvos y barras de proteínas dirigidas a los atletas.

Las proteínas de suero incluyen β-lactoglobulina, α-lactoalbúmina, inmunoglobulinas, albúmina sérica bovina, lactoferrina bovina y lactoperoxidasa.

Las empresas de fermentación de precisión producen principalmente una versión bioidéntica de la más abundante de ellas, la β-lactoglobulina, para elaborar la próxima generación de productos lácteos sin vacas. Esta proteína ofrece propiedades gelificantes, espumantes y emulsionantes, mejorando la sensación en boca y la textura del helado, el queso blando y los yogures, al tiempo que realza las bebidas.

Ellos lo explican así:

Perfect Day utiliza el proceso de fermentación de precisión que lleva décadas en uso para crear ProFerm™, una proteína de suero (beta-lactoglobulina) altamente funcional que no contiene lactosa, colesterol, hormonas ni pesticidas. Tiene un sabor y una textura muy superiores a las opciones de origen vegetal y seguimos encontrando nuevas aplicaciones en las que ProFerm ofrece una solución de proteína de suero superior: Menos impacto en el planeta, Fuente de proteína más controlada, Cadena de suministro más estable, Sin colesterol ni lactosa.

Daisy Lab, una empresa emergente con sede en Auckland, Nueva Zelanda que ha desarrollado una tecnología revolucionaria que produce proteínas idénticas a las de los lácteos, pero sin vacas, utilizando levadura y un proceso llamado fermentación de precisión. Esta tecnología de vanguardia se ha empleado con éxito en varias industrias, incluida la producción de enzimas y aromas para el sector alimentario, pero Daisy Lab cree que muchas de las proteínas lácteas se pueden producir de esta manera. La primera proteína que se desarrolló a gran escala fue la beta-lactoglobulina, la proteína más común en el suero de la leche de vaca. Daisy Lab está desarrollando otras proteínas lácteas, incluida la lactoferrina, una proteína poco común y de alto valor.

Colofón

Estamos presenciando una interesantísima era de innovaciones en la industria de alimentos basada en ciencia e innovación, con los hongos jugando un papel protagónico y fascinante.  Quizás cuesta un poco acostumbrarse a la idea, pero, por ejemplo, los  mismos procesos antiguos que se utilizan para producir cerveza y yogur se utilizan para convertir F. venenatum en micoproteína. Resulta interesante revisar algunas de las empresas que utilizan tecnología de vanguardia para elaborar proteínas de suero con hongos, evitando la fabricación de queso y sacando a las vacas del negocio lácteo. Finalmente, ¡una hamburguesa vegetal que sangra! Al agregarse la leghemoglobina expresada en Pichia pastori a la hamburguesa Impossible, la tecnología permite que las hamburguesas “sangren”, lo que añade un elemento de realismo que atrae a quienes buscan alternativas auténticas basadas en plantas. Hasta el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente habló de esta hamburguesa Impossible.

Todo parece prever que nos encontramos frente a una transformación en el suministro global de proteínas que se acelerará en las próximas décadas, en la que los hongos serán grandes jugadores, pero hay que incluir sin duda, las decenas de compañías en todo el mundo que investigan y fabrican carne cultivada de pollo, cerdo, cordero, pescado y ternera. De ellos hablamos en este artículo:  Tendencias globales en ciencia y tecnología de alimentos. I. Proteínas alternativas, ¿imparables?

Aquí algunas revisiones recientes de producción de proteínas de alimentos a través de procesos de fermentación de precisión.

• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214799324000729
• https://www.researchgate.net/publication/6416294_Production_of_recombinant_protein_in_Pichia_pastoris_by_fermentation

María Soledad Tapia