Los científicos en Dinamarca lograron que las bacterias hicieran algo sorprendente: crearon proteínas de la leche, sin necesidad de vacas ni leche.
Este avance, liderado por investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca y la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia, podría revolucionar nuestra perspectiva sobre los lácteos. El equipo ha descubierto cómo inducir a la humilde E. coli a producir una proteína láctea crucial, conocida como αs1-caseína, con la misma estructura y comportamiento que la versión presente en la leche de vaca.
¿Su secreto? Enseñar a las bacterias un truco molecular con el que incluso las empresas emergentes vanguardistas sin lácteos han tenido dificultades durante años.
La molécula que hace posible el queso
Las caseínas son las proteínas que permiten que la leche sea… bueno, leche. Se agrupan en glóbulos microscópicos llamados micelas que transportan calcio, le dan al queso su elasticidad y ayudan al yogur a mantenerse cremoso. Pero las células de los mamíferos modifican las caseínas después de producirlas. Un ajuste especialmente crucial, llamado fosforilación, consiste en añadir grupos fosfato que permiten que la proteína se una al calcio y forme micelas estables. Sin esta modificación, las caseínas están nutricional y funcionalmente incompletas.
Este ha sido el obstáculo para las empresas de agricultura celular que aspiran a utilizar microbios para producir leche. “Esto se lleva intentando desde hace mucho tiempo”, declaró Suvasini Balasubramanian, autora principal del estudio, en una entrevista con New Scientist. “Todas las empresas emergentes y las compañías han tenido dificultades”.
El nuevo estudio de los investigadores, publicado en Trends in Biotechnology, ofrece dos soluciones alternativas. Una consiste en manipular bacterias para que añadan los fosfatos. La otra simula la modificación por completo, con un pequeño truco molecular.
Leche sin mamíferos
Para superar un obstáculo clave, los investigadores probaron dos formas diferentes de producir proteína de la leche en bacterias. En el primer enfoque, dieron a las bacterias E. coli instrucciones adicionales, añadiendo tres enzimas tomadas de una bacteria común del suelo. Estas enzimas ayudaron a las bacterias a adherir grupos fosfato a la proteína caseína durante su producción. Ese detalle es importante: los grupos fosfato ayudan a que la proteína se comporte como la presente en la leche real.
En las pruebas, este método funcionó. La caseína cultivada en laboratorio presentó grupos fosfato en los mismos lugares que la versión de vaca.
El segundo método omitió el paso del fosfato. En su lugar, los científicos modificaron los componentes básicos de la caseína. Sustituyeron un ingrediente diferente (un aminoácido llamado ácido aspártico) que actúa de forma similar al fosfato. Esto creó una versión “fosfomimética” de la caseína que imita los efectos de la caseína real.
Se probaron ambas versiones de caseína elaboradas en laboratorio: una con fosfatos añadidos y otra con el imitador químico. Los resultados demostraron que podían fijar bien el calcio y eran fáciles de digerir, al igual que la proteína natural de los lácteos.
La prueba del queso viene a continuación
Las caseínas son la base del queso. Sin ellas, elaborar un queso vegetal que se funda, se estire y tenga el sabor perfecto ha sido casi imposible.
Ahora que los investigadores pueden producir caseínas funcionales a partir de microbios, se están preparando para el siguiente paso: intentar hacer queso.
“Podría funcionar”, dijo Balasubramanian. “O podría resultar que también se necesiten otros tipos de caseína”. En particular, señaló la κ-caseína, otra variante implicada en la estabilización de las micelas de caseína y modificada no por fosfato, sino por moléculas de azúcar.
Actualmente, los investigadores están ampliando su proceso utilizando biorreactores y probando diferentes materias primas, incluidos azúcares derivados de la hierba de alfalfa.
¿Un futuro más verde para los productos lácteos?
Producir un kilogramo de queso de forma convencional emite alrededor de 24 kilogramos de dióxido de carbono. Esto representa más de 10 veces la huella de carbono de la mayoría de los alimentos de origen vegetal. Sin embargo, las proteínas lácteas cultivadas en laboratorio podrían reducir drásticamente las emisiones, especialmente si las bacterias se alimentan con fuentes bajas en carbono y se alimentan con energía renovable.
“Reducirá significativamente la huella de carbono”, dijo Balasubramanian.
Se proyecta que el mercado mundial de caseína, valorado en 2.700 millones de dólares en 2023, casi se duplicará para 2033. Satisfacer esa demanda sin más vacas, más metano y más uso de la tierra se está convirtiendo en un imperativo ambiental.
Aun así, quedan muchas preguntas. ¿Pueden estas caseínas formar micelas en sistemas alimentarios reales? ¿Se comportarán igual en las queserías que en los tubos de ensayo? ¿Y aceptará la gente productos lácteos que nunca provengan de una ubre?
La investigación se encuentra actualmente en el nivel 4 de preparación tecnológica, un punto de desarrollo en el que se ha logrado una prueba de concepto, pero todavía faltan algunos años para que haya productos del mundo real. Sin embargo, la trayectoria es clara. Los lácteos sin animales ya no son sólo un sueño. Se fermentan silenciosamente en un matraz en algún lugar de Dinamarca, molécula a molécula. Ahora le toca a los científicos de alimentos, y quizás a algunos queseros aventureros, convertir ese avance en brie.
Fuente: ZME Science.
