08 May Los nuevos usos de las levaduras
La levadura es un ser vivo unicelular, de la familia de los hongos, no visible a simple vista que lleva millones de años viviendo en nuestro planeta. Al necesitar un microscopio para poder observarla, la levadura pertenece al amplio universo de los microorganismos, junto a las bacterias, protozoos, algas, hongos, etc. La ciencia que estudia los seres vivos microscópicos es la microbiología y abarca tanto el conocimiento de su biología, estructura, metabolismo y genética, como la ecología, es decir las relaciones con el medioambiente que les rodea.
Sin los microorganismos no sería posible la vida en la tierra. Las primeras formas de vida en nuestro planeta fueron microscópicas. Los cambios físicos tras la formación de la tierra, los efectos que estas formas de vida microbiana provocaron en el medio y la evolución de estos seres vivos, hicieron posible que nuestro planeta cambiara hasta alcanzar la increíble diversidad biológica que tenemos hoy en día.
Algunos de los efectos producidos por los microorganismos eran conocidos por nuestros antepasados antes de conocer su existencia. Los procesos de fermentación gracias a los cuales se obtienen alimentos como el vino, el pan, la cerveza, los yogures, el vinagre, etc. y muchas enfermedades, eran frecuentemente asociados a fuerzas sobrenaturales o divinas. Los efectos de los microorganismos fueron también el origen de la teoría de la “generación espontánea”.
Apuntada por Aristóteles y defendida durante siglos por filósofos, políticos, religiosos y científicos como Descartes y Newton, aseguraba que ciertas formas de vida surgían de manera espontánea a partir de determinadas materias. Por desconocimiento nadie cuestionó esta teoría durante mucho tiempo, excepto unos pocos entre los que destaca el ilustre italiano Francesco Redi en el SXVII.
A pesar del descubrimiento del microscopio a finales del SXVI y de la descripción de los microorganismos realizada en el SXVII por el holandés Anton van Leeuwenhoek, fue tras la publicación de los trabajos del francés Louis Pasteur en el SXIX, considerado el padre de la microbiología, cuando se arrojó luz sobre la existencia de los microorganismos y de sus efectos.
Los microorganismos influyen decisivamente en nuestras vidas aunque muchos de nosotros no somos conscientes de ello. A medida que avanzan los conocimientos en microbiología, los beneficios que los seres microscópicos pueden aportar a nuestra calidad de vida aumentan. Dada la diversidad de microorganismos existentes y la magnitud de los avances científicos, las posibilidades son múltiples y cada vez se harán más evidentes.
Los usos tradicionales de la levadura
Dentro del amplio universo de los microorganismos, juegan desde hace siglos un papel fundamental y muy beneficioso en las relaciones con los seres humanos.
La levadura es la responsables de los procesos de fermentación alcohólica, a partir de azúcares y en ausencia de oxígeno generan alcohol, dióxido de carbono y aromas.
Este proceso bioquímico es imprescindible para la producción de alimentos consumidos diariamente por millones de personas en nuestro planeta: el vino, el pan y la cerveza.
Se tiene constancia del uso de levaduras por parte de los egipcios en la fabricación de pan y cerveza, hace más de 5.000 años.
Por otro lado se han encontrado restos de vino en recipientes que datan del neolítico. La producción de vino, pan y cerveza ha sido, es y será uno de los usos de los microorganismos que más beneficios ha reportado a la calidad de vida de los seres humanos.
En industria alimentaria y restauración se utilizan desde hace tiempo los extractos de levadura, empleados como fuentes de aroma y sabor en salsas y platos preparados.
Hoy en día, se sigue investigando en el uso de variedades más eficientes y adaptadas a los nuevos métodos de producción de estos alimentos. En el caso del pan destaca el uso de levaduras adaptadas especialmente a la producción de panes congelados y panes de molde, a la producción de bollos y pasteles, a la producción de panes artesanales más aromáticos, etc.
Destacar también las líneas de investigación encaminadas a dar las nuevos usos que incrementen la biodisponibilidad de vitaminas y minerales presentes en el pan, lo que permitirá un mejor aprovechamiento de este alimento básico. En el caso del vino mencionar las líneas de investigación dedicadas a seleccionar levaduras que aporten aromas específicos de las distintas zonas de producción de uva, con el fin de potenciar el carácter local de los caldos.
Las levaduras como pro-bióticos
Desde hace algunos años es conocido su papel como alimento pro-biótico, tanto en seres humanos como en animales. Una vez ingeridas, ya dentro del sistema digestivo del animal, las levaduras desarrollan una acción altamente beneficiosa: favorecen el equilibrio de la flora intestinal, favorecen la sensación de bienestar, potencian el sistema inmunológico, mejoran el estado fisiológico y el tracto del sistema digestivo, etc. Relacionado con el equilibrio de la flora intestinal, es destacable su papel no solo favoreciendo el crecimiento de bacterias beneficiosas para el organismo, sino también impidiendo el acceso de patógenos a ciertos tejidos, efecto barrera, y la inactivación de ciertas toxinas generadas por microbios indeseables.
En relación con la potenciación del sistema inmunológico y la mejora del estado fisiológico y el tracto digestivo, los investigadores están avanzando en la decodificación del “diálogo” y las relaciones bioquímicas que se establecen entre las levaduras, la flora intestinal y el propio sistema digestivo del animal. Estas relaciones y “diálogos” tienen implicaciones en ciertas enfermedades y los avances en este campo son una auténtica revolución tecnológica.
El efecto pro-biótico es especialmente beneficioso en la producción ganadera desde hace años. Incluirlas en la dieta de vacas lecheras ayuda a mejorar significativamente el bienestar de los animales y la calidad y cantidad de leche producida. Su uso en la dieta de lechones y pollos potencia su crecimiento y su salud, reduciendo los costes de producción y evitando el uso de antibióticos que pueden provocar resistencias posteriores en seres humanos.
Reseñar por último su uso como aditivo en alimentos para perros y gatos, su uso favorece el proceso digestivo, incrementando el aprovechamiento de los alimentos y reduciendo las diarreas. También incrementa la vitalidad de las mascotas y su resistencia a enfermedades.
Las levaduras en nutrición y salud
Han formado parte de la dieta de los seres humanos y de los animales desde hace siglos. Su composición nutricional es excepcional. Tanto las levaduras en si, como partes de sus células o las moléculas por ellas sintetizadas, presentan un gran interés en salud y nutrición de seres humanos, animales, plantas e incluso otros microorganismos.
Cada vez son más importantes los descubrimientos relacionados con su uso en la fertilización y protección de cultivos. Estos avances permiten reducir el uso de fertilizantes y fitosanitarios de síntesis química en agricultura. El uso de levaduras para controlar diversas enfermedades de los cultivos es ya hoy en día una realidad. La utilización para evitar el desarrollo de hongos en los frutos representa también una alternativa importante a los tratamientos anti-fúngicos tradicionales. Ciertas levaduras mejoran la capacidad de las plantas en el proceso de absorción de nutrientes del suelo, favoreciendo con ello su crecimiento y permitiendo mejorar los rendimientos agrícolas.
El uso en la nutrición humana, bien como suplemento dietético o como alimento funcional, es ampliamente conocido. Los nutricionistas aseguran que el alto contenido en proteínas, enzimas, minerales como el zinc, cromo, selenio… y vitaminas de los grupos B y D hacen a los suplementos dietéticos de levadura especialmente atractivos en dietas vegetarianas o situaciones de carencia en alguno de esos nutrientes. También indican que es interesante su consumo para asegurar una buena salud del cabello, uñas y piel.
Por otro lado, el consumo de levaduras enriquecidas en determinados nutrientes, como el selenio, incrementa la biodisponibilidad de este mineral cuya presencia en la dieta de humanos o animales presenta múltiples beneficios para el sistema inmunológico, tejido muscular, corazón, mantenimiento de las membranas celulares, como antioxidante, etc.
Los nuevos usos
El uso en cosmética
Los productos cosméticos que incluyen extractos de células de levadura son altamente apreciados. Favorecen procesos biológicos que afectan a la salud de nuestra piel como son la síntesis de colágeno o la hidratación y oxigenación de la piel. Por ello son especialmente indicados para formulaciones en cremas anti-arrugas y anti-envejecimiento. Destacar también su valor en productos destinados a reparar la piel tras su exposición al sol, debido al beneficio extra que aportan en los procesos celulares de hidratación, disminución de la inflamación, regeneración y cicatrización de la piel.
El uso en la producción de bioetanol
La producción de alcoholes, para consumo humano, empleo industrial, farmacia, etc., ha sido uno de los usos tradicionales desde hace siglos. Más recientemente, las levaduras han pasado a ser parte esencial en el proceso de obtención de bioetanol para utilizarlo como combustible.
El bioetanol añadido a los combustibles derivados del petróleo reduce significativamente las emisiones de CO2 y por tanto su efecto contaminante. Actualmente el bioetanol se produce a partir de cereales, melazas y otros azúcares sometidos a un proceso de fermentación alcohólica.
El uso de los cereales y melazas como fuente de energía reduce su empleo en alimentación, lo que en situaciones de carencia o carestía de estos alimentos es ampliamente criticado.
Para evitar esta situación, una nueva tecnología permite la utilización de levaduras especiales en la producción de bioetanol a partir de azúcares derivados de la degradación enzimática de la celulosa, es el denominado bioetanol de segunda generación que permitirá ampliar la utilización de un recurso abundante y renovable como la biomasa en la producción de energía.
La levadura como fábrica de moléculas orgánicas, la “biotecnología blanca”
Vienen siendo utilizadas en diferentes proyectos de investigación desde hace años. La levadura fue el primer organismo cuya secuencia genética fue descodificada, esta experiencia fue decisiva en la descodificación del genoma humano que finalizó en el año 2003 y que ha significado una auténtica revolución en el campo de la medicina.
Aún se desconoce el papel de más del 25% de sus genes. Mecanismos bioquímicos relacionados con la organización de su genoma, la interacción de estos organismos con el medio y los mecanismos de evolución, la síntesis “in vitro” de sus genes, forman parte entre otros de los proyectos de investigación en marcha.
También han jugado y juegan un papel importante en las investigaciones sobre el origen de la vida en la tierra, las investigaciones de enfermedades como el Alzheimer y las migrañas, las investigaciones de nuevos fármacos, etc.
De las paredes de las células de levadura se extraen unos polisacáridos denominados beta-glucanos cuya presencia en la dieta refuerza según los expertos nuestro sistema inmunológico. Algunos especialistas señalan que los suplementos dietéticos con determinados beta-glucanos, pueden ayudar a resolver, entre otros, problemas de alergias, asma, alto colesterol, enfermedad de Crohn, diabetes, etc., siendo especialmente valorados en algunos países asiáticos.
Otra sustancia especialmente importante que se extrae comercialmente en la actualidad de las células de levadura es la S-adenosil-metionina. Utilizada como suplemento nutricional parece ser que puede mejorar procesos de depresión, enfermedad de Alzheimer, osteoporosis y ciertas dolencias hepáticas.
La resistencia de la levadura a ambientes extremos así como el conocimiento en su cultivo y manejo adquirido durante años, la hacen sumamente atractiva como “fábrica” de moléculas celulares. De esta manera, numerosos proyectos de ingeniería genética han tenido en ellas un aliado irremplazable desde los inicios de esta disciplina científica.
Destacar la producción en células de levadura, entre otros, de moléculas de hidrocortisona o de moléculas de insulina, proceso este último que ha facilitado la vida a millones de enfermos de diabetes. En el interior de estas sofisticadas y eficientes “fábricas” naturales se pueden metabolizar sustancias simples presentes en el medio exterior como azúcares, lípidos, aminoácidos, minerales y a partir de ellas sintetizar moléculas complejas que permitan mejorar nuestra calidad de vida, todo ello de una manera eficiente y ecológica a partir de materias primas renovables.
Es la llamada “biotecnología blanca”, aprovechar los microorganismos para la producción masiva de sustancias bioquímicas con aplicaciones en nutrición, salud, química, energía o producción de nuevos materiales.
Ya no sólo se utilizaran, como viene siendo habitual desde hace más de 5.000 años, para alimentar a los seres humanos u otros seres vivos, se utilizarán también a partir de ahora como eficientes “fábricas celulares”, diseñadas de acuerdo con la antigua, precisa y aún hoy ampliamente desconocida tecnología bioquímica que dio origen a la vida.
