¿Qué son las proteínas unicelulares? ¿Podemos consumirlos?

Las proteínas unicelulares, derivadas de microbios unicelulares, son más nutritivas que las proteínas consumidas convencionalmente. Si se usan con prudencia, tienen el potencial de mitigar la deficiencia global de proteínas.

Aunque el aumento de la población mundial es preocupante, el problema real es la deficiencia nutricional que acompaña al aumento de la población. La deficiencia de proteínas es importante, lo que conduce a la pérdida de masa muscular, aumento de infecciones, deshidratación y retraso en el crecimiento (deterioro).

Una forma importante de mitigar esto es buscar fuentes ricas en proteínas alternativas y no convencionales. Los microbios como bacterias, hongos, levaduras y algas comprenden más del 40% de proteína cruda en su peso seco y pueden actuar como una maravillosa fuente de proteínas.

La idea de utilizar microbios para la nutrición no es nueva. Tenemos una larga historia de consumo de alimentos fermentados (que contienen bacterias y levadura), cuajada y yogur (bacterias), hongos (hongos) y gelatina (algas).

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Dos dedos, un joven y un anciano. El anciano le pregunta al joven si está consumiendo suficiente proteína. (Crédito de la foto: Yeexin Richelle / Shutterstock)

¿Qué son las proteínas unicelulares (SCP)?

Las proteínas unicelulares son proteínas derivadas de organismos unicelulares, como bacterias, hongos y algas. El término se aplica específicamente a la producción a gran escala de microbios unicelulares para aislar proteínas adecuadas para el consumo animal y humano.

Esto no significa que los organismos unicelulares solo tengan proteínas. También tienen carbohidratos, grasas, vitaminas y otros elementos vitales. La composición de SCP depende de la composición del sustrato (alimento para el microbio) en el que se cultivaron.

Aunque las hemos consumido sin saberlo desde la antigüedad, Carol L. Wilson las rebautizó como “proteínas unicelulares” en 1966.

La grave escasez de alimentos durante la época de la Guerra Mundial llevó a la primera producción en masa (producción a gran escala) de SCP. Durante la Primera Guerra Mundial, se utilizó Saccharomyces cerevisiae (una levadura convencionalmente utilizada para la elaboración del vino, la elaboración de cerveza y el horneado) mientras que, durante la Segunda Guerra Mundial, se utilizó Candida utilis (una levadura utilizada como aditivos y aromatizantes) para la producción de proteínas.

¿Cómo se producen las proteínas unicelulares?

Características de los microbios utilizados como SCP

Los microbios como bacterias, hongos y algas utilizados para la producción de SCP deben tener características como crecimiento rápido, aumento de la biomasa (peso seco del organismo) y tolerancia a altas temperaturas, pH y otros tipos de estrés encontrados durante la producción de SCP.

Características de un SCP ideal

Un SCP ideal debe tener ciertas características clave. Deben tener un alto contenido de proteínas y un bajo contenido de ácidos nucleicos.

Por ejemplo, las algas (como la espirulina) producidas como alimentos y suplementos nutricionales tienen al menos un 60-70% de proteína y solo un 3-8% de ácido nucleico.

El SCP producido a partir de hongos (como la levadura) proporciona mayores cantidades de complejo vitamínico B, lo que los hace altamente nutritivos. El SCP bacteriano (por ejemplo, Lactobacilli y Methylophillus) generalmente tiene un mayor contenido de aminoácidos esenciales como la metionina (hasta un 3%).

Además, deben ser aceptables para el consumo del público en términos de sabor, olor y textura.

Microbios

Se muestran los microbios utilizados para la producción de SCP. La primera imagen es una levadura, Saccharomyces cerevisiae, comúnmente conocida como levadura de panadería o levadura de cerveza; la segunda imagen es Chlorella, algas; el tercero es un Aspergillus, un hongo y la última imagen es Lactobacilli, una bacteria.

¿Cómo se produce el SCP?

Sustratos

Los sustratos son un medio en el que pueden crecer los microbios. El sustrato proporciona la nutrición adecuada y el mejor entorno de crecimiento para el microbio. Un sustrato determina la eficiencia de qué tan bien crecen y producen proteínas los microbios y, por extensión, qué tan costosa es la configuración.

Como los sustratos representan el 45-75% del costo total de producción, el uso de desechos industriales y agrícolas para estos microbios puede ser rentable. Generalmente, los materiales utilizados como sustratos son desechos orgánicos y compostables (como desechos agrícolas y alimentarios) y pueden minimizar el costo de producción. También se pueden utilizar sustratos no convencionales como biomasa vegetal, gas natural, metanol, etanol y subproductos del petróleo.

Los principales tipos de sustratos utilizados para la producción de SCP son los desechos, los productos agrícolas y los subproductos del petróleo.

Los principales tipos de sustratos utilizados para la producción de SCP son los desechos, los productos agrícolas y los subproductos del petróleo.

Proceso

Los pasos generales para la producción de SCP comienzan con la selección de un microbio y su sustrato. Se permite que los microbios crezcan en el sustrato (desechos agrícolas, industriales y otros) y luego las células se separan del medio de crecimiento mediante un proceso llamado recolección.

Después del proceso de recolección, se eliminan los componentes distintos de las proteínas, como los componentes de la pared celular (si están presentes). Los ácidos nucleicos se degradan y el resto se filtra para obtener la proteína cruda que se trata para eliminar cualquier otro contaminante.

Las sobras se secan y se procesan para que sean aptas para el consumo.

Los microbios empleados para la producción de SCP para consumo humano son limitados y los sustratos utilizados suelen ser de calidad alimentaria. Sin embargo, la gama de sustratos utilizados para la producción de SCP para su uso como alimento para animales es diversa.

La imagen describe los pasos de la producción de SCP.  El proceso incluye fermentación, filtración, purificación, secado y procesamiento.

La imagen describe los pasos de la producción de SCP. El proceso incluye fermentación, filtración, purificación, secado y procesamiento.

¿Es SCP mejor que las proteínas de uso convencional?

La respuesta clara es sí. Las proteínas producidas de esta manera tienen ventajas considerables sobre las proteínas convencionales.

Los microbios tienen un tiempo de duplicación corto (el tiempo necesario para que los microbios dupliquen su tamaño) lo que facilita la producción rápida de proteínas. En comparación con el cultivo de plantas, requieren menos tierra y, además, los cambios estacionales en el clima no influyen en ellas, lo que permite la producción durante todo el año.

La proporción de proteínas a carbohidratos de SCP es más alta que la de los forrajes con un buen equilibrio de aminoácidos esenciales y vitaminas, lo que los hace más nutritivos.

La ventaja más importante es el hecho de que los microbios pueden utilizar varios tipos de materias primas (desechos agrícolas y desechos industriales) para crecer. Esto significa que los microbios se alimentan de los desechos, los eliminan, los reciclan para producir proteínas y nos protegen de la contaminación, todo al mismo tiempo. ¿No es asombroso?

Es por eso que SCP podría ser la mayor esperanza para responder al problema de la deficiencia de proteínas a nivel mundial.

Cuales son sus limitaciones?

El principal problema con la producción de SCP son los costos de capital requeridos para la materia prima y la compra de instrumentos altamente sofisticados, lo que influye en su viabilidad económica.

El problema de usar bacterias para la producción de SCP es la concentración más alta (6-10%) de ácidos nucleicos en el producto final, lo cual es indeseable. Pueden provocar cálculos renales con el consumo prolongado.

Si se utilizan algas o levadura, el SCP tiene componentes de la pared celular que no se pueden digerir y causan alergia. El uso de algas para la producción de SCP da como resultado colores y sabores extraños que dificultan su consumo.

Conclusión

Las proteínas unicelulares son un suplemento nutritivo prometedor para animales y seres humanos y ofrecen numerosos beneficios sobre las proteínas convencionales de origen vegetal y animal. Si se mejoran las limitaciones y aumenta la conciencia pública sobre las ventajas del CPS, se puede erradicar o, por decir lo menos, reducir la deficiencia global de nutrientes.