Legumbres, insectos, nuevos cultivos… Los científicos desafían los sistemas alimentarios del futuro

La pandemia de Covid-19 ha revisitado los patrones de consumo, el calentamiento global nos está empujando a reconsiderar nuestras prácticas agrícolas, la guerra en Ucrania está interrumpiendo el suministro mundial de materias primas...

El período está marcado por una sucesión de acontecimientos que invitan a repensar los sistemas alimentarios actuales para hacerlos más sostenibles, desde la producción de materias primas hasta el consumo de alimentos. Pero los retos científicos que hay que afrontar para conseguirlo son muchos y variados.

Nuevas materias primas agrícolas

En Francia, de nuevos métodos de producción en desarrollo, como la agricultura orgánica, o en estudio, como la agroecología. Al mismo tiempo, el calentamiento global está empujando a los agricultores a plantar nuevos cultivos, por ejemplo, vides en Bretaña, o a optar por variedades más resistentes para luchar contra el estrés abiótico (sequía, temperaturas extremas, etc.) y el estrés biótico (plagas, enfermedades) …) al mismo tiempo que se limita el uso de pesticidas, como Septoria de trigo blando. Incluso para desarrollar cultivos específicos, como la soja para consumo humano o los guisantes, destinados a la ganadería.

Estas prácticas, que son recientes y siguen evolucionando, inducen la variabilidad de las materias primas debido a las variaciones en las condiciones de cultivo (clima, suelo, etc.), el manejo de los cultivos y la elección de variedades genéticas animales y vegetales. Esto implica, en particular, determinar el perfil nutricional de estas nuevas materias primas, su alergenicidad y la evolución de sus compuestos del campo al plato. Por ejemplo, las legumbres son una buena fuente de proteínas, pero su contenido en metionina, uno de los nueve aminoácidos esenciales, es insuficiente.

Procesos industriales a adaptar

Otro aspecto se deriva del primero: la industria de procesamiento de hoy en día se adapta en gran medida a las materias primas producidas por la agricultura convencional.

Para transformar las nuevas materias primas en alimentos, será cuestión de elegir el proceso alimentario y su modo de conducta (por ejemplo, la temperatura, la tasa de fraccionamiento) para que sea al menos tan robusto y capaz de utilizar un material primero más diversa, variable y heterogénea. Así, una combinación adecuada de la variabilidad genética de la fruta, como la manzana, y las condiciones de cocción (temperatura, tiempo, presión y velocidad de molienda) permite obtener compotas con texturas contrastadas.

La adquisición de datos mediante sensores y el diseño de modelos matemáticos y de simulación como herramienta de apoyo a la decisión de adaptación mutua entre proceso y materia prima serán fundamentales para explotar y controlar la variabilidad de las materias primas.

La transición alimentaria, probado durante la crisis de Covid, plantea la cuestión de las condiciones que deben cumplirse para mejorar la durabilidad de los cortocircuitos, producción local o incluso elaboración casera. Proponer productos locales implica tener procesos eficientes a pequeña escala, siendo la dificultad determinar qué escalas son las pertinentes. Y también, comprender las condiciones de aceptación de una elección más restringida de alimentos por parte de los consumidores.

Desarrollar canales para materias primas disruptivas

En el caso de los insectos, algas o leguminosas, habrá que inventar sectores enteros, con la introducción de tecnologías apropiadas, cuyos beneficios y riesgos habrá que evaluar.

Se están desarrollando investigaciones para detectar y mitigar los peligros químicos de los contaminantes ambientales y/o resultantes del procesamiento, formulación y preparación de alimentos. Estos incluyen problemas fisiológicos como alergias alimentarias y deficiencias nutricionales. Los nuevos ingredientes alimentarios, como las proteínas de origen vegetal, microbiano o de insectos, requieren una vigilancia especial porque los estudios sobre estos productos son recientes y, a menudo, incompletos.

¿Cuáles son las consecuencias de los procesos de transformación sobre la aparición, evolución o desaparición de los riesgos asociados a estos ingredientes? El desafío aquí es determinar si el proceso de transformación es un factor agravante en la generación de nuevas fuentes de riesgo como la formación de productos neoformados o si, por el contrario, constituye una palanca para mitigar los peligros.

Aprovechar mejor la producción agrícola

La eficiencia de los sistemas alimentarios se ve muy afectada por las pérdidas, es decir, las materias primas destinadas al consumo humano que se retiran involuntariamente, desde la producción hasta el procesamiento, incluido el transporte y el almacenamiento.

Sin embargo, esta definición deja muchas preguntas sin respuesta: ¿qué pasa con las partes no comestibles (huesos, huesos, etc.), los coproductos resultantes del procesamiento (salvado, almendras, orujo, etc.)?

Una estrategia ampliamente estudiada es utilizar estos coproductos en una valoración en cascada para que fluya una mayor parte del material inicial. La investigación actual se centra en las propiedades y funciones de estos coproductos animales o vegetales, así como en los procesos de extracción y las rutas de recuperación.

Reducir los residuos y su coste energético

El desperdicio, por tratarse de alimentos en la etapa de su venta y consumo, es tanto una pérdida de alimentos como de todo lo que se ha implementado (energía, agua, trabajo, etc.) para llevarlos al consumidor.

Hay varias formas de limitarlo:

• Procesos de estabilización de alimentos perecederos como leche, huevos, carne, frutas y verduras. Por ejemplo, la elaboración de productos fermentados (yogures, quesos), alimentos en polvo (leche en polvo) y alimentos termoestabilizados (leche UHT) facilita la conservación. De ahí una mayor comodidad para distribuidores y consumidores en comparación con el alimento inicial.
• Respeto por el cadena de frío durante el procesamiento, la venta y el consumidor también es esencial. Se está investigando para diseñar sistemas de refrigeración más eficientes y así reducir el desperdicio de alimentos y el gasto energético asociado.
• El embalaje está en plena (r)evolución, en particular debido a la consideración de los peligros asociados con plásticos a lo largo de la cadena alimentaria como la producción de nanoplásticos, partículas de plástico de menos de un micrómetro cuya nocividad plantea cada vez más preguntas. Los materiales de base biológica reciclables o reutilizables con las diferentes funcionalidades requeridas para envasar productos frescos son particularmente prometedores.

Satisfacer las expectativas del consumidor

Diseñar otros alimentos también implica considerar las perspectivas de los consumidores, que demandan productos apetecibles, seguros y saludables. Corresponde a los científicos identificar los determinantes de las cualidades sensoriales de los alimentos, en particular los derivados de nuevas materias primas, e indagar sobre su percepción por parte del consumidor.

Conocer los mecanismos físico-químicos responsables de la textura y estabilidad de los alimentos servirá también para reforzar su calidad sanitaria y nutricional y su durabilidad reduciendo, por ejemplo, el contenido de ingredientes nocivos para la salud como la sal o sustituyendo las proteínas animales por las vegetales. .

Para responder al concepto emergente de alimentos sostenibles y alinearlo con los requisitos de salud, es esencial comprender mejor lo que sucede con los alimentos en el tracto digestivo. Desde la boca hasta el colon, los modelos de digestión son útiles para diseñar nuevos productos capaces de satisfacer necesidades nutricionales específicas, especialmente en las diferentes etapas de la vida.

Acelerar la producción de conocimientos científicos y tecnologías apoyará el desarrollo sostenible de alimentos que satisfagan a todos en los próximos años.

catalina zorro, Subjefe del Departamento de Alimentos, Productos de Biofuente y Residuos de TRANSFORM, Director de Carnot Qualiment, Inrayado et Raquel Bourou, Investigador en ciencias de los alimentos, Inrayado

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