La nutrición del futuro
Para producir alimentos ricos en proteínas de forma sostenible, las nuevas fuentes proteínicas ofrecen una alternativa a la carne, la leche y similares. En el marco del proyecto "FutureProteins", seis institutos Fraunhofer han desarrollado sistemas de cultivo de interior cerrados que ahorran espacio para la producción de proteínas de fuentes alternativas durante todo el año, independientemente del clima y de la estación del año. En un paso más, las proteínas y materias primas obtenidas de plantas, hongos, algas e insectos se combinaron entre sí por primera vez y se procesaron en prototipos para productos alimenticios. Los nuevos productos y alternativas cárnicas resultantes son especialmente valiosos desde el punto de vista de la fisiología nutricional.
Los crecientes problemas medioambientales, las condiciones climáticas extremas y la contaminación del suelo y el agua causada por pesticidas y fertilizantes están dificultando el abastecimiento de la población con alimentos y proteínas de valor nutricional en muchas regiones del mundo. Por ello, cada vez son más importantes las soluciones nutricionales sostenibles. Las fuentes alternativas de proteínas que pueden sustituir a los alimentos de origen animal, como la carne, el pescado, los huevos y la leche, ofrecen una solución. Los investigadores del proyecto faro Fraunhofer "FutureProteins" se centran en proteínas alternativas procedentes de plantas, insectos, hongos y algas. Seis institutos Fraunhofer (véase más abajo) aúnan sus conocimientos para explotar de forma sostenible nuevas fuentes de proteínas con sistemas de cultivo de interior especialmente desarrollados, que pueden utilizarse todo el año y son independientes del espacio, el clima y la ubicación, y para producir alimentos a partir de ellos. La particularidad: los subproductos se aprovechan en gran medida para la producción de otras materias primas proteínicas, en consonancia con la economía circular. Además de cuatro sistemas de cultivo agrícola de interior -cultivo vertical para plantas, cultivo de insectos para insectos, biorreactores para hongos y fotobiorreactores para el cultivo de algas-, los investigadores han desarrollado una serie de sabrosos alimentos para la industria alimentaria. Las creaciones van desde hamburguesas hasta panes y postres sin gluten.
Orujo de patata para la fermentación de hongos y como alimento para insectos
"En vista del cambio climático, era importante para nosotros que todas las instalaciones interiores de nuevo desarrollo pudieran utilizarse independientemente de la ubicación, la zona y la estación del año, garantizando así el cultivo durante todo el año, local y sostenible, de las distintas materias primas", afirma el Dr. Marc Stift, científico y coordinador del proyecto en el Instituto Fraunhofer de Biología Molecular y Ecología Aplicada IME de Aquisgrán. Las cuatro plantas también están interrelacionadas: los flujos secundarios de las distintas fases de procesamiento pueden utilizarse para cultivar otros sistemas proteínicos. "Por ejemplo, las patatas se pican finamente después del cultivo para extraer el almidón y las proteínas. Lo que queda es un medio acuoso y orujo de patata. Este orujo de patata contiene fibra, que se identificó en el proyecto como un excelente sustrato de fermentación para los hongos", explica la Dra. Stephanie Mittermaier, coordinadora del proyecto y científica del Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Procesos y Envases IVV de Freising. Los flujos secundarios ricos en nitrógeno procedentes de la producción de insectos también pueden utilizarse como abono para las plantas. Las alternativas veganas a la carne desarrolladas en el Fraunhofer IVV combinan diferentes fuentes de proteínas, como guisantes y setas. El resultado son hamburguesas especialmente jugosas con un perfil nutricional mejorado.
Innovador sistema de cultivo vertical: guisantes en las subidas y bajadas
Con la tecnología OrbiPlant® desarrollada en el Fraunhofer IME, los investigadores han conseguido por primera vez cultivar guisantes de forma eficiente en interiores. El sistema, basado en cintas transportadoras, no sólo hace obsoleto el uso de pesticidas, sino que también permite un método de cultivo que ocupa poco espacio y ahorra el 95% del consumo de agua y el 50% de las necesidades de fertilizantes. El sistema se mueve en ondas, de modo que las plantas introducidas en la cinta transportadora -siguiendo los movimientos del sistema- crecen tanto hacia arriba como hacia abajo y, por tanto, también en ondas, lo que permite ahorrar espacio de cultivo. Una ventaja de este diseño es que el sistema de iluminación utilizado ilumina los valles creados por el movimiento descendente de la cinta transportadora ondulante, lo que permite que el aire salga hacia arriba y evita la acumulación de calor asociada a las construcciones apiladas convencionales. El sistema se caracteriza por la climatización natural integrada, que reduce considerablemente los costes de aire acondicionado. Las plantas suspendidas se alimentan de forma aeropónica durante el movimiento ascendente y descendente de la cinta transportadora. "La aeroponía es un método especial de cultivo de plantas sin sustrato. Las raíces de las plantas cuelgan dentro de la cinta transportadora y se rocían con una solución de agua y nutrientes. En comparación con el cultivo hidropónico, en el que las raíces están en la solución de nutrientes, el riego aeropónico reduce drásticamente la cantidad de agua en la planta", explica Stift. El cultivo sin sustrato tiene otra ventaja: a diferencia del cultivo de legumbres en campo abierto, las plantas están limpias y toda la biomasa, incluidas las hojas y las raíces, puede utilizarse directamente para la producción de proteínas sin lavado previo.
Sustituto vegano de la carne: hamburguesas elaboradas con una mezcla de guisantes y setas
Investigadores del Fraunhofer IVV de Freising trabajan en el desarrollo de alimentos sabrosos y de alta calidad a partir de diversas fuentes de proteínas. Un centro de tecnología alimentaria con plantas piloto para la producción de alternativas cárnicas y lácteas, así como de productos de panadería, situado cerca de Múnich, ofrece las condiciones ideales para desarrollar alimentos que alcancen la madurez comercial. Gracias a los métodos de análisis más avanzados, los investigadores pueden evaluar materias primas individuales en cuanto a su composición, propiedades funcionales y características sensoriales como el sabor y el olor. "El objetivo es combinar los sistemas proteínicos con sus mejores propiedades, optimizarlos en cuanto a sus propiedades sensoriales y funcionales y crear así nuevos productos como alternativas veganas a la carne", afirma Mittermaier. Los resultados del trabajo de investigación de FutureProteins son una serie de prototipos con gran aceptación entre los consumidores: además de las hamburguesas y las albóndigas veganas elaboradas con una mezcla de proteína de guisante y micelio de hongo, tanto el perfil de sabor como el de olor del pan sin gluten elaborado con insectos, los postres y helados blandos elaborados con diversas proteínas vegetales y la pasta rellena de algas fueron valorados muy positivamente por los catadores. "Queremos llegar al gran público con las hamburguesas de guisantes y setas y la pasta rellena. Los bocadillos de insectos son más bien un producto de nicho", afirma el investigador. "Todavía no se pueden comprar hamburguesas comparables elaboradas con una combinación de distintas fuentes de proteínas. La mezcla de guisantes y micelios de setas produce hamburguesas especialmente jugosas con niveles muy reducidos de aromas artificiales y aditivos como los hidrocoloides, que suelen formar parte de muchas recetas por sus propiedades gelificantes y texturizantes." Mittermaier y su equipo presentarán este y otros trabajos de investigación en la feria IFFA de Fráncfort, del 3 al 8 de mayo de 2025. Los investigadores aspiran a conceder licencias a la industria de los prototipos alimentarios desarrollados, así como de los sistemas creados en el proyecto.
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