Alimentación y cultivos: un campo de investigación al alza

¿Por qué investigar en este ámbito? «De acuerdo a los datos del anuario 2017 del INE, la actividad de producción de alimentos y bebidas supone el 25% del valor de la producción industrial de Cantabria, siendo el sector con mayor aporte a la producción industrial en la comunidad autónoma. La industria agroalimentaria se basa en operaciones y procesos equivalentes a los aplicados en la industria química. Es un sector industrial innovador y dinámico. Es un nicho de trabajo para los titulados (grado, máster y doctorado) en Ingeniería química: su formación está muy valorada por la industria alimentaria», indican G. Lavín y Uriarte.

En su caso tienen proyectos sobre ‘Calidad y seguridad agroalimentarias’. «En salud pública, un grupo importante de sustancias químicas son los COP (Compuestos Orgánicos Persistentes) entre los que destacan las dioxinas, furanos y los PCBs». Son bioacumulables y la gran vía de exposición humana es el consumo de alimentos, sobre todo animales. «El Sercrom está dotado de equipamiento de altas prestaciones: un cromatógrafos de gases acoplado a un espectrómetro de masas de alta resolución, de los que además hay pocas unidades en España, para el análisis de dioxinas, furanos, PCB y otros COP a niveles de ultrazas, es decir muy bajas concentraciones [...] Nuestro objetivo es analizar la presencia de estas sustancias químicas en los alimentos para llevar un control de las sustancias indeseadas en los alimentos y en el medio ambiente». El fin: proteger la salud humana.

También investigan el envasado, muy presente en la alimentación, y su objetivo es desarrollar procedimientos para «diagnosticar la migración de compuestos desde los materiales a los alimentos que están en contacto», y, por tanto, colaborar con las empresas para generar envases seguros. ¿Cómo? Las doctoras explican que han implantado «métodos, de acuerdo a la normativa vigente, para evaluar la migración total a partir de envases plásticos, trabajando con simulantes adaptados a los diferentes tipos de alimentos frescos y procesados. Trabajamos en colaboración con empresas y organismos en investigación sobre la migración de compuestos específicos a partir de materiales metálicos y embalajes de cartón. Los grupos de investigación del Departamento disponen de equipamiento para la medida de metales, ICP−MS, y de compuestos orgánicos, mediante cromatografía líquida y cromatografía de gases, en ambos casos acoplada a detección mediante espectrometría de masas [...]».

Más: en el campo de la ‘Química de los constituyentes de los alimentos’, trabajan con técnicas analíticas para «evaluar la presencia y concentración de sustancias de alto valor nutricional, que habitualmente se encuentran en concentraciones bajas en los alimentos: ácidos grasos omega 3 y omega 6, proteinas lácteas minoritarias con actividad farmacológica (lactoferrina), etc.», explican.

Trabajana además ‘Aspectos tecnológicos y ambientales de la producción agroalimentaria’. Aquí desarrollan procesos avanzados de separación aplicados a la producción alimentaria: tecnologías de membranas para la desalcoholización parcial de vinos con denominación de origen protegida; membranas de ultrafiltración para la separación de proteínas lácteas; procesos con membranas de nanofiltración para el aprovechamiento del suero lácteo...

En el Instituto de Biomedicina y Biotecnología, trabajan ahora en varios proyectos. Por un lado está el ‘Análisis del microbioma de los quesos azules de Cantabria y sus aplicaciones’, que maneja el Grupo de Intergenómica y sus investigadores Raúl Fernández , Raquel Gutiérrez y Fernando de la Cruz.

Explica Fernández: «Las fermentaciones son un proceso biotecnológico central en la producción de gran variedad de alimentos de consumo diario, tales como el chocolate, los encurtidos, los embutidos, los yogures o los quesos. En el proceso de elaboración de estos alimentos están implicados muchos microorganismos diferentes. Las reacciones químicas que desarrolla esta microflora son esenciales en la determinación del sabor, textura y calidad del producto final, además de llevar a cabo un papel protector frente a otros microbios perjudiciales para la salud o para la conservación del producto. En este proyecto utilizamos técnicas genómicas para caracterizar la flora microbiana característica de los quesos azules, un alimento fermentado complejo, en cuya elaboración participan diferentes bacterias y hongos». Con todo, el proyecto podrá catalogar el conjunto de microorganismos autóctonos y característicos de la denominación Bejes-Tresviso. «Conocer la microbiota que participa en la elaboración de este queso permitirá definir aquellas especies que son esenciales en el correcto desarrollo del producto, que le confieren características de sabor y olor particulares y que protegen al queso de la colonización por bacterias dañinas».

El instituto también trabaja en ‘Desarrollo de tecnología AMTI para el cultivo de algas en plantas de acuicultura convencionales’ y ‘Optimización de la purificación de catalasa’, proyectos del grupo Diseño e Ingeniería de Proteínas. Gabriel Moncalián y Raquel Gutiérrez se ocupan del primero, y Moncalián y Matilde Cabezas del segundo.

Moncalián explica que en el primer caso trabajan «en la identificación genética de las algas que crecen en los efluentes de las piscifactorías. Esto permite identificar las algas que mejor crecen en esos efluentes y que servirán para reducir la materia orgánica y por tanto, descontaminarlos». Y servirá «para valorar su posible uso como nutrientes de los propios peces criados en la piscifactoría o para la producción de compuestos de alto valor añadido como ácidos grasos omega−3, carbohidratos o carotenos». El segundo proyecto estudia «cómo mejorar la producción y purificación de diversas enzimas utilizadas en el ámbito agroalimentario como son la catalasa, la pepsina o la quimosina. Este estudio permitirá la obtención de enzimas de una mayor calidad».

El siguiente paso en el caso de las algas será, una vez identificadas las que mejor crecen, caracterizar «su composición para identificar los productos de alto valor añadido que puedan acumular». En enzimas, «se pasará al «escalado del proceso para su aplicación industrial». ¿Por qué esta investigación? «Debido a la alta oferta de productos agroalimentarios, las empresas del sector necesitan de una ventaja frente a sus competidores». Investigar puede ayudar a buscar ese «elemento diferenciador».

Hay otro punto de vista en la UC: el cambio climático y su impacto en los cultivos. Rodrigo García Manzanas es uno de los investigadores del proyecto que lidera José Manuel Gutiérrez desde el IFCA, y que se realiza junto con la FAO (Programa ‘Mosaicc’). La FAO contactó con el Santander Meteorology Group −donde trabajan investigadores del IFCA (participado por el CSIC) y la UC−para acometer la fase que persigue el «análisis de los efectos del cambio climático en la agricultura y la evaluación de la vulnerabilidad alimenticia ligada a esos hechos», explica García Manzana. El proyecto ha trabajado sobre el terreno en Perú, Filipinas, Malawi o Marruecos. «Es un proyecto muy ambicioso», que busca una predicción de cambio climático regional que supere ‘vacíos’ numéricos y permita evaluar qué cultivos se adaptan a cada territorio. «Nuestras predicciones −temperatura y precipitación− son la base de la investigación».