La fermentación se ha utilizado durante siglos para conservar alimentos y mejorar su valor nutricional. En el siglo XX, este proceso se expandió a una gama mucho más amplia de aplicaciones, incluyendo la química industrial, los biomateriales, los medicamentos, los combustibles y los aditivos alimentarios avanzados. En el siglo XXI, se está produciendo un nuevo avance tecnológico con la producción a gran escala de proteínas alternativas a las de origen animal y vegetal tradicionales.
Los agentes fermentadores son microorganismos ampliamente distribuidos en la naturaleza, incluyendo bacterias, hongos y algas. Las bacterias son microorganismos unicelulares procariotas tradicionalmente utilizados en la producción de productos lácteos, cárnicos y vegetales fermentados, como el yogur, el salami y el chucrut, por ejemplo. Los hongos son microorganismos eucariotas divididos en dos grupos: levaduras, hongos unicelulares ampliamente utilizados en la fermentación del pan y las bebidas alcohólicas; y hongos filamentosos (también llamados mohos), multicelulares, compuestos por largos filamentos de células (hifas) que se ramifican y entrelazan para formar micelios. Los mohos se utilizan tradicionalmente en la producción de quesos (curados por hongos azulados o blancos) y alimentos orientales como el tempeh, el natto y el miso. Las algas constituyen un grupo grande y diverso de organismos, incluyendo especies autótrofas unicelulares o multicelulares, que producen la energía necesaria para su metabolismo a través de la fotosíntesis.
Actualmente, la fermentación se ha utilizado de tres maneras para aumentar el aporte de proteínas en la dieta humana:
a) Fermentación tradicional, en el que se añaden microorganismos vivos a una matriz proteica de origen vegetal o animal, con el objetivo de, mediante su multiplicación y la producción de compuestos metabólicos, desarrollar características sensoriales más atractivas y/o mejorar el valor nutricional y la biodisponibilidad de las proteínas.
b) Fermentación para la producción de biomasa, en el que se añaden microorganismos vivos a un sustrato nutritivo natural o a un medio de cultivo formulado, con el fin de promover la multiplicación de células microbianas y, posteriormente, utilizar el propio microorganismo (es decir, la biomasa celular) como fuente de proteínas y otros constituyentes de interés nutricional.
c) Fermentación de precisiónEn este proceso, el material genético que codifica una proteína específica en una planta o animal (donante) se inserta en un microorganismo eficiente y de rápido crecimiento (huésped), que posteriormente se cultiva mediante fermentación para formar la proteína deseada en grandes cantidades. Esta puede posteriormente separarse de las células huésped y purificarse, dando como resultado una molécula idéntica a la producida en la planta o animal, con las mismas características sensoriales y funcionales que la original presente en los alimentos a los que se incorpora. La fermentación de precisión, además de utilizarse para la producción de proteínas, también se emplea en la producción de ingredientes importantes para el sector vegetal, como aromas, grasas, vitaminas y pigmentos, entre otros.
