Fully mimic: la próxima generación de proteínas alternativas

Un 30% de las personas han decidido reducir o eliminar de sus dietas la carne y otros productos de procedencia animal durante el confinamiento por motivos relacionados con la salud, la sostenibilidad o el bienestar animal.* Indicadores como este respaldan el boom de los alimentos alternativos a partir de proteínas vegetales, o plant-based, y las enormes expectativas que están generando tecnologías como la agricultura celular o la fermentación de precisión en el panorama foodtech.

El principal reto de cualquiera de ellas es lograr la denominada paridad con los productos que pretenden sustituir. Una paridad entendida como equivalencia en cuanto a apariencia, sabor, textura, propiedades nutricionales y precio. Esto implica que todavía hay un amplio recorrido para los desarrolladores de alternativas a la carne en áreas como el perfil nutricional de dichos alimentos, las cualidades organolépticas (sabor, jugosidad, terneza…), las listas de ingredientes, la regulación, y el escalado de los procesos de producción a nivel industrial que permita reducir los costes y democratizar el acceso a este tipo de productos.

El concepto fully mimic busca crear una nueva generación de alimentos alternativos que replique de forma muy realista el sabor, textura, comportamiento y valor nutricional de los originales

¿Qué es fully mimic?

Las nuevas generaciones de productos alternativos a la carne, pescado, ovoproductos o lácteos tienen como aspiración alcanzar el concepto de fully mimic. Es decir, replicar, de la forma más realista posible, las características organolépticas y nutricionales, de los productos originales, su comportamiento (incluso en las condiciones exigentes de la producción industrial), y a un precio competitivo que los haga accesibles al mercado de consumo. Como decía Nick Halla, SVP de Impossible Foods, «compras el producto por la novedad, repites si el sabor es bueno, y te conviertes en asiduo si el valor es el adecuado».

Un ejemplo de esta nueva generación de alternativas cárnicas la encontramos en los chuletones presentados por la startup navarra Cocuus y que han llamado la atención globalmente por su semejanza con la emblemática pieza. Para ello, utilizan una plataforma denominada MimETHICA, basada en su metodología «data to food, food to data» y en tecnología de tomografía computerizada, entre otras que ha desarrollado junto con CNTA como partner tecnológico, dentro del proyecto Spain Food Tech impulsado por Eatable Adventures.

¿Cómo acercarnos al fully mimic?

Como explica Leyre Urtasun, supervisora de proyectos de I+D de CNTA, el modelo fully mimic supone buscar entre las fuentes conocidas y por conocer -ya sean cultivos u otras «ganaderías» como los insectos- para identificar nuevos ingredientes y funcionalidades potencialmente interesantes; avanzar en técnicas ya conocidas como la extrusión (tanto húmeda como seca) o investigar las posibilidades de tecnologías como la impresión 3D o la fermentación de precisión; contemplando también la opción de hibridar varias de estas tecnologías para unir lo mejor de sus bondades.

Para lograr esta mimetización completa, o fully mimic, en el desarrollo de alternativas cárnicas o a otros productos de origen animal como el pescado, los huevos o los lácteos, son diversas las aproximaciones que vemos actualmente. Cada una de ellas con sus ventajas y sus retos. Repasamos algunas de las que se encuentran en desarrollo, con una perspectiva más cercana al mercado.

Alternativas a base de ingredientes Plant Based

Cereales, legumbres, semillas y algas son algunas de las materias primas vegetales más valiosas e interesantes para el cometido. Sus ventajas: existe una gran variedad, no tienen barreras de regulación y están bien vistas por los consumidores. Sus desventajas: los aminoácidos esenciales son limitados, la proteína tiene una baja digestibilidad, tienen un menor atractivo sensorialmente hablando y no suponen una novedad para quien los consume. En este caso, el reto en el que se está trabajando es en la optimización de los cultivos, en la mejora de las técnicas de extracción de proteínas, y en la reducción del coste y complejidad de los aditivos necesarios.

Para aspirar a réplicas cada vez más precisas, es necesario identificar nuevos ingredientes y funcionalidades, y avanzar en tecnologías como la extrusión, la fermentación o la impresión 3D

Insectos, una opción eficiente aunque culturalmente compleja

Esta categoría avanza cada vez más y muestra de ello es que en la Unión Europea ya ha autorizado algunas variedades como alimento apto para el consumo humano, y se podrán incluir en las formulaciones de productos alimenticios. Sus ventajas: tienen un perfil nutricional muy bueno con un contenido de proteína del 40-50%, son fácilmente disponibles, tienen buenas propiedades desde el punto de vista tecnológico ya que presentan una alta solubilidad, y su sabor es neutro. Sus desventajas: los procesos regulatorios son lentos y los insectos cuentan aún con una baja aceptación por parte del consumidor, al menos en Occidente.

Sin embargo, varias startups dedicadas a este sector, han protagonizado algunas de las rondas más sustanciosas en el último año, como Ynsect y Protix, lo que denota el potencial que los fondos de inversión ven en este segmento, y los importantes avances que estas inyecciones de capital van a permitir. La propia Ynsect está construyendo la mayor granja de insectos vertical completamente automatizada capaz de producir 100.000 toneladas al año. Aunque inicialmente los productos resultantes se dedicarán a alimento para acuacultura, sí puede darnos una idea de la capacidad de producción que supone esta fuente de proteínas y su potencial para la alimentación humana.

Fermentación, una técnica prometedora

Algas, hongos, bacterias y levaduras pueden ser una fuente de proteínas cuando se someten a procesos de fermentación. Sus ventajas: se necesita muy poco espacio para su producción, tienen un alto rendimiento y su perfil nutricional es bueno con un porcentaje proteico elevado. Sus desventajas: la calidad de las proteínas puede ser limitada y aún es necesario seguir trabajando para solventar los problemas técnicos de su escalado industrial. Las principales líneas de trabajo en el ámbito de la fermentación están dirigidas a mejorar su eficiencia metabólica y optimizar los procesos de extracción de las proteínas.

Próximos pasos: conocimiento y tecnología

Para llegar hasta la réplica ideal, aún hay retos pendientes, que pueden variar en función de la fuente proteica o la tecnología empleada. Y, en ese camino que hay por recorrer, es donde la industria alimentaria puede encontrar oportunidades. Respecto a los retos nutricionales, se está trabajando en la selección y combinación de los ingredientes, así como en procesos de producción que respeten o incrementen las cualidades nutricionales. En CNTA, por ejemplo, han desarrollado unas hamburguesas vegetales con espirulina cuyo contenido en proteínas es elevado y donde los aminoácidos esenciales están presentes.

En cuanto a las cualidades sensoriales, ocurre lo mismo: tanto la combinación de ingredientes como los procesos son clave para conseguir la similitud buscada con los productos cárnicos. Conocer detalladamente las características de los ingredientes por separado es fundamental para lograr el resultado organoléptico deseado en el producto final. Ahí es donde entra en juego otra contribución tecnológica que puede revolucionar la forma en que desarrollamos los productos: la Inteligencia Artificial.

Hasta ahora, la formulación de nuevos alimentos ha sido principalmente un proceso de prueba y error. Sin embargo, tecnologías como la Inteligencia Artificial están permitiendo abordar el conocimiento del mundo vegetal y sus características de una forma imposible hasta la fecha. La dieta del ser humano se basa fundamentalmente en 5 animales y una docena de plantas. Sin embargo, en el mundo vegetal existen unas 300.000 especies vegetales comestibles. Una abundancia que no estamos aprovechando, porque resultaba difícil de conocer y manejar… hasta ahora. Diversos proyectos están utilizando plataformas de Inteligencia Artificial precisamente para bucear de forma más eficiente en toda esta abundancia de potenciales fuentes de proteínas e ingredientes, conocer y cartografiar sus características y las posibilidades de emulación de los alimentos de origen animal en cuanto a sabor, textura, comportamiento etc. Y lo que es mejor, son capaces mediante sistemas de machine learning (aprendizaje automático), de proponer fórmulas combinando los diferentes elementos.

Las herramientas In Silico, a partir de gran cantidad de datos sobre los ingredientes, permiten hacer formulaciones virtuales o digitales que ayudan a predecir el resultado final del producto

Así lo hace Giuseppe, el algoritmo de AI creado por la startup chilena NotCo, en la que ha invertido el fundador de Amazon Jeff Bezos, y que ya tiene en el mercado productos como alternativas a la mayonesa o a los huevos. O Protera -que acaba de cerrar una nueva ronda de $10 millones, utiliza un algoritmo de deep learning propio para escanear miles de millones de combinaciones de aminoacidos, predecir y sus propiedades. Esta plataforma puede diseñar proteínas de forma muy rápida y precisa. Desde su nacimiento en 2016, se dedica a desarrollar ingredientes protéicos funcionales clean-label y 100% vegetales.

Givaudan, uno de los principales fabricantes de ingredientes a nivel global, está trabajando con la startup israelí Redefine Meat -dedicada a producir alternativas a la carne plant-based mediante impresión 3D- en el mapeado de 70 parámetros sensoriales propios de la carne, para identificar después en el mundo vegetal ingredientes que puedan reproducirlos en sus productos.

A nivel mundial se están desarrollando herramientas de formulación in silico** que permite, a partir de gran cantidad de datos sobre los ingredientes y sus diferentes características, hacer formulaciones virtuales o digitales y ayudar a predecir cuál sería el resultado final. Esta técnica permite agilizar la calidad y el tiempo de desarrollo de nuevos productos.

Como explica Elizabeth Gutschenritter directora general del área de proteínas alternativas de Cargill, «en los próximos años, la velocidad en lograr esta paridad será un diferenciador clave». Los esfuerzos en las diferentes líneas de trabajo encaminadas a lograr ese objetivo de fully mimic son algunas de las vías para logarlo.

* Source: RENC – 2020. Cambios de hábitos alimentarios y estilos de vida durante el confinamiento-Covid-19.(Datos de España)

**La expresión «in silico» se ha aplica a las simulaciones por ordenador que modelan procesos naturales o de laboratorio (de cualquier ciencia natural). La frase está acuñada a partir de las frases in vivo e in vitro del latín, las cuales son comúnmente usadas en biología, y se refieren a experimentos hechos en organismos vivos o fuera de organismos vivos, respectivamente.