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Microbiología y Biotecnología Industrial
Los nuevos usos de las levaduras
Luis Ronda Zuloaga
La levadura es un ser vivo unicelular, de la familia de los hongos, no visible a simple vista que
lleva millones de años viviendo en nuestro planeta. Al necesitar un microscopio para poder
observarla, la levadura pertenece al amplio universo de los microorganismos, junto a las
bacterias, protozoos, algas, hongos, etc. La ciencia que estudia los seres vivos microscópicos es
la microbiología y abarca tanto el conocimiento de su biología, estructura, metabolismo y
genética, como la ecología, es decir las relaciones con el medioambiente que les rodea.
Sin los microorganismos no sería posible la vida en la tierra. Las primeras formas de vida en
nuestro planeta fueron microscópicas. Los cambios físicos tras la formación de la tierra, los
efectos que estas formas de vida microbianas provocaron en el medio y la propia evolución de
estos seres vivos, hicieron posible que nuestro plantea cambiara hasta alcanzar la increíble
diversidad biológica que tenemos hoy en día.
Algunos de los efectos producidos por los microorganismos eran conocidos por nuestros
antepasados antes de saber sobre su existencia. Los procesos de fermentación gracias a los
cuales se obtienen alimentos como el vino, el pan, la cerveza, los yogures, etc., además de ciertas
enfermedades, eran frecuentemente asociados a fuerzas sobrenaturales o divinas. Los efectos
de los microorganismos fueron también el origen de la teoría de la “generación espontánea”.
Apuntada por Aristóteles y defendida por filósofos, políticos, religiosos y científicos como
Descartes y Newton, aseguraba que ciertas formas de vida surgían de manera espontánea a
partir de determinadas materias. Por desconocimiento nadie cuestionó esta teoría durante
siglos, excepto algunos pocos entre los que destaca el ilustre italiano Francesco Redi en el SXVII.
Únicamente tras la publicación de los trabajos del francés Louis Pasteur en el SXIX, considerado
el padre de la microbiología, se arrojó luz sobre la existencia de los microorganismos y de sus
efectos.
Hoy en día los microorganismos siguen influyendo decisivamente en nuestras vidas, aunque
muchos de nosotros no somos conscientes de ello. A medida que avanzan los conocimientos en
microbiología, los beneficios que los seres vivos microscópicos pueden aportar a nuestra calidad
de vida aumentan. Dada la diversidad de microorganismos existentes y la magnitud de los
avances científicos en diversos campos, las posibilidades son múltiples y cada vez se harán más
evidentes.
Los usos tradicionales de las levaduras
Dentro del amplio universo de los microorganismos, las levaduras juegan desde hace siglos un
papel fundamental y muy beneficioso en las relaciones con los seres humanos. Las levaduras
son responsables de los procesos de fermentación alcohólica, a partir de azúcares y en ausencia
de oxígeno las levaduras generan alcohol, dióxido de carbono y aromas. Este proceso bioquímico
es imprescindible para la producción de alimentos consumidos diariamente por millones de
personas en nuestro planeta: el vino, el pan y la cerveza.
Se tiene constancia del uso de levaduras por parte de los egipcios en la fabricación de pan y
cerveza, hace más de 5.000 años. Por otro lado se han encontrado restos de vino en recipientes
que datan del neolítico. La producción de vino, pan y cerveza ha sido, es y será uno de los usos
de los microorganismos que más beneficios ha reportado a la calidad de vida de los seres
humanos. Hoy en día, se sigue investigando en el uso de variedades de levaduras más eficientes
y adaptadas a los nuevos métodos de producción de estos alimentos. En el caso del pan destaca
el uso de levaduras adaptadas especialmente a la producción de panes congelados y panes de
molde, a la producción de bollos y pasteles, a la producción de panes artesanales más
aromáticos, etc. Destacar también las líneas de investigación encaminadas al uso de nuevas
levaduras que incrementen la biodisponibilidad de vitaminas y minerales presentes en el pan, lo
que permitirá un mejor aprovechamiento de este alimento básico. En el caso del vino mencionar
las líneas de investigación dedicadas a seleccionar levaduras que aporten aromas específicos de
las distintas zonas de producción de uva, con el fin de potenciar el carácter local de los caldos.
Las levaduras como pro-bióticos
Desde hace algunos años es conocido el papel de la levadura como alimento pro-biótico, tanto
en seres humanos como en animales. Una vez ingeridas, ya dentro del sistema digestivo del
animal, las levaduras desarrollan una acción altamente beneficiosa: favorecen el equilibrio de la
flora intestinal, favorecen la sensación de bienestar, potencian el sistema inmunológico,
mejoran el estado fisiológico y el tracto del sistema digestivo, etc. Relacionado con el equilibrio
de la flora intestinal, es destacable el papel de las levaduras no solo favoreciendo el crecimiento
de bacterias beneficiosas para el organismo, sino también impidiendo el acceso de patógenos a
ciertos tejidos, el denominado efecto barrera, y la inactivación de ciertas toxinas generadas por
microbios indeseables. En relación con la potenciación del sistema inmunológico y la mejora del
estado fisiológico y el tracto digestivo, los investigadores están avanzando en la decodificación
del “diálogo” y las relaciones bioquímicas que se establecen entre las levaduras, la flora
intestinal y el propio sistema digestivo del animal. Estas relaciones y “diálogos” tienen
implicaciones en ciertas enfermedades y los avances en este campo son una auténtica
revolución tecnológica.
El efecto pro-biótico de las levaduras es especialmente beneficioso en la producción ganadera
desde hace años. Incluir levaduras en la dieta de vacas lecheras ayuda a mejorar
significativamente la calidad y cantidad de leche producida. El uso de levaduras en la dieta de
lechones y pollos potencia su crecimiento y su salud, reduciendo los costes de producción y
evitando el uso de antibióticos que pueden provocar resistencias posteriores en seres humanos.
Reseñar por último el uso de levaduras como aditivo en alimentos para perros y gatos, su uso
favorece el proceso digestivo, incrementando el aprovechamiento de los alimentos y
reduciendo las diarreas. También incrementa la vitalidad de las mascotas y su resistencia a
enfermedades.
Las levaduras en nutrición y salud
Las levaduras han formado parte de la dieta de los seres humanos y de los animales desde hace
siglos. Su composición nutricional es excepcional. Tanto las levaduras en si, como partes de sus
células o las moléculas por ellas sintetizadas, presentan un gran interés en salud y nutrición de
seres humanos, animales, plantas e incluso otros microorganismos.
Cada vez son más importantes los descubrimientos relacionados con el uso de levaduras en la
fertilización y protección de cultivos, permitiendo reducir el uso de fertilizantes y fitosanitarios
de síntesis química en agricultura. El uso de levaduras para controlar diversas enfermedades de
los cultivos es ya hoy en día una realidad. La utilización de levaduras para evitar el desarrollo de
hongos en los frutos representa también una alternativa importante a los tratamientos antifúngicos tradicionales. Ciertas levaduras mejoran la capacidad de las plantas en el proceso de
absorción de nutrientes del suelo, favoreciendo con ello su crecimiento y permitiendo mejorar
los rendimientos agrícolas.
El uso de levaduras en nutrición humana, bien como suplemento dietético o como alimento
funcional, es también ampliamente conocido. Los nutricionistas aseguran que el alto contenido
en proteínas, enzimas, minerales como el zinc, cromo, selenio… y vitaminas de los grupos B y D
hacen a los suplementos dietéticos de levadura especialmente atractivos en dietas vegetarianas
o situaciones de carencia en alguno de esos nutrientes. También indican que es interesante el
consumo de levaduras para asegurar la buena salud del cabello, uñas y piel.
Por otro lado, el consumo de levaduras enriquecidas en determinados nutrientes, como el
selenio, incrementa la biodisponibilidad de este mineral cuya presencia en la dieta de humanos
o animales presenta múltiples beneficios para el sistema inmunológico, tejido muscular,
corazón, mantenimiento de las membranas celulares, como antioxidante, etc.
De las paredes de las células de levadura se extraen unos polisacáridos denominados betaglucanos cuya presencia en la dieta refuerza según los expertos nuestro sistema inmunológico.
Algunos especialistas señalan que los suplementos dietéticos con beta-glucanos, pueden ayudar
a resolver entre otros problemas de alergias, asma, alto colesterol, enfermedad de Crohn,
diabetes, etc., siendo especialmente valorados en algunos países asiáticos. Otra sustancia
especialmente importante que se extrae comercialmente en la actualidad de las células de
levadura es la S-adenosil-metionina. Utilizada como suplemento nutricional parece ser que
puede mejorar procesos de depresión, enfermedad de Alzheimer, osteoporosis y ciertas
dolencias hepáticas.
El uso de levaduras en cosmética
Los productos cosméticos que incluyen extractos de células de levadura son altamente
apreciados. Favorecen procesos biológicos que afectan a la salud de nuestra piel como son la
síntesis de colágeno o la hidratación y oxigenación de la piel. Por ello son especialmente
indicados para formulaciones en cremas anti-arrugas y anti-envejecimiento. Destacar también
su valor en productos destinados a reparar la piel tras su exposición al sol, debido al beneficio
extra que aportan en los procesos celulares de hidratación, disminución de la inflamación,
regeneración y cicatrización de la piel.
El uso de levaduras en la producción de bioetanol
La producción de alcoholes, para consumo humano, uso industrial, farmacia, etc., ha sido uno
de los usos tradicionales de las levaduras desde hace siglos. Más recientemente, las levaduras
han pasado a ser parte esencial en el proceso de obtención de bioetanol para su uso como
combustible. El bioetanol añadido a los combustibles derivados del petróleo reduce
significativamente su efecto contaminante. Actualmente el bioetanol se produce a partir de
cereales, melazas y otros azúcares sometidos a un proceso de fermentación alcohólica, este uso
de los cereales reduce en ciertas ocasiones su tradicional empleo en alimentación. Para evitar
esto, una nueva tecnología permite la utilización de levaduras especiales en la producción de
bioetanol a partir de azúcares derivados de la degradación enzimática de la celulosa, es el
denominado bioetanol de segunda generación que permitirá ampliar la utilización de un recurso
abundante y renovable como la biomasa en la producción de energía.
La levadura como fábrica de moléculas orgánicas, la “biotecnología blanca”.
Las levaduras vienen siendo utilizadas en diferentes proyectos de investigación desde hace años.
La levadura fue el primer organismo cuya secuencia genética fue descodificada, esta experiencia
fue decisiva en la descodificación del genoma humano que finalizó en el año 2003 y que ha
significado una auténtica revolución en el campo de la ciencia. Aún se desconoce el papel de
más del 25% de los genes de la levadura. Mecanismos bioquímicos relacionados con la
organización de su genoma, la interacción de estos organismos con el medio y los mecanismos
de evolución, forman parte entre otros de los proyectos de investigación en marcha. También
las levaduras han jugado y juegan un papel importante en las investigaciones sobre el origen de
la vida en la tierra, las investigaciones de enfermedades como el Alzheimer y las migrañas, las
investigaciones de nuevos fármacos, etc.
La resistencia de la levadura a ambientes extremos así como el conocimiento en su cultivo y
manejo adquirido durante años, la hacen sumamente atractiva como “fábrica” de moléculas
celulares. De esta manera, numerosos proyectos de ingeniería genética han tenido en las
levaduras un aliado irremplazable desde los inicios de esta disciplina científica. Destacar la
producción en células de levadura, entre otros, de moléculas de hidrocortisona o de moléculas
de insulina, proceso este último que ha facilitado la vida a millones de enfermos de diabetes. En
el interior de estas sofisticadas y eficientes “fábricas” naturales se pueden metabolizar
sustancias simples presentes en el medio exterior como azúcares, lípidos, aminoácidos,
minerales y a partir de ellas sintetizar moléculas complejas que permitan mejorar nuestra
calidad de vida, todo ello de una manera eficiente y ecológica a partir de materias primas
renovables. Es la llamada “biotecnología blanca”, aprovechar los microorganismos para la
producción masiva de sustancias bioquímicas con aplicaciones en nutrición, salud, química,
energía o producción de nuevos materiales. Las levaduras ya no solo se utilizaran, como viene
siendo habitual desde hace más de 5.000 años, para alimentar a los seres humanos u otros seres
vivos, las levaduras se utilizaran también a partir de ahora como eficientes “fabricas celulares”,
diseñadas de acuerdo con la antigua, precisa y aun hoy ampliamente desconocida tecnología
bioquímica que dio origen a la vida.
Luis Ronda Zuloaga
Director General de Lesaffre Ibérica, S.A.
Presidente de la Asociación Española de Fabricantes de Levadura.