En los últimos años la definición del microbioma humano se ha postulado como una herramienta esencial para la medicina, farmacia, nutrición y otras disciplinas con el objetivo de entender el papel que tienen los microorganismos presentes en el organismo sobre la salud y la inmunidad. De hecho, el microbioma afecta al envejecimiento, la digestión, al sistema inmune, al estado de ánimo y a las funciones cognitivas.
Pero, ¿qué es el microbioma?
Existen distintas definiciones para este término. Coloquialmente, diremos que el microbioma humano es el conjunto de microorganismos (microbiota) y sus genes que se encuentran en nuestro organismo.
La investigación del microbioma comprende un campo de la ciencia asociado principalmente a los avances en la secuenciación del ADN/ARN y a la biología computacional. De este modo, el microbioma puede definirse como el contenido genómico de todos los microbioorganismos recuperados de un hábitat o ecosistema (por ejemplo; de saliva, heces o piel).
El estudio del microbioma se remonta al siglo XVII con el desarrollo de los primeros microscopios y los inicios de la ciencia de la microbiología. Sin embargo, ha sido en los últimos años cuando se ha producido el desarrollo de métodos rápidos de secuenciación, la reducción de los costes asociados a estas técnicas y el desarrollo de técnicas de manejo de datos, lo que ha permitido definir con más precisión el microbioma y sus constituyentes.
¿Por qué es importante?
Si tenemos en cuenta que el número de microorganismos que habitan en nuestro cuerpo está entre 10 y 100 billones (diez veces superior a nuestro número de células), que podemos contar con más de diez mil especies distintas y que los tipos de microorganismo varían mucho entre distintas personas, podemos pensar que el microbioma tiene un papel especial en nuestra salud. De hecho, el conocimiento de estos microorganismos, de las funciones de sus genes, de sus rutas metabólicas y regulatorias está ya permitiendo desarrollar estrategias para prevenir enfermedades y mejorar el estado de salud general.
Sin embargo, el microbioma de cada persona no es algo estático. Los desequilibrios nutricionales, el estilo de vida, el uso (y abuso) de antibióticos, la baja exposición a patógenos (o el exceso de higiene) modifican permanentemente nuestro microbioma.
Y ¿cuál es su relación con la dieta?
Existe una clara relación entre lo que comemos y el balance de nuestra flora autóctona que repercute directamente en nuestro estado de salud. De hecho, resulta interesante que las modificaciones en la dieta van siempre acompañadas con cambios en la microbiota y el enriquecimiento de sus correspondientes genes.
Dietas equilibradas pueden promover una microbiota propia adecuada y bien estructurada y, por el contrario, alteraciones de la composición de nuestra microbiota o reducción de algunos de los microorganismos que componen la diversidad de ésta, incrementan el riesgo de padecer enfermedades relacionadas con el estilo de vida como alergias, diabetes, obesidad y/o síndrome del intestino irritado. Además, un estado prolongado de estas situaciones se ha relacionado con alteraciones metabólicas.
Estudios recientes han demostrado que existen diferencias notables en la microbiota de las personas que siguen dietas ricas en carne frente a las que siguen dietas y estilos de vida más ancestrales, basados principalmente en el consumo de vegetales. Hay estudios que sugieren que un tipo de dieta rica en proteínas y grasa animal está asociada con una determinada flora mientras que dietas más ricas en carbohidratos se asocian con la prevalencia de otro de tipo de flora. Estas diferencias se han relacionado con el riesgo de desarrollar enfermedades como la aterosclerosis.
La malnutrición por exceso y por defecto tiene un impacto directo en la microbiota que favorece alteraciones de la misma que, finalmente conllevan a problemas asociados con incremento en la inflamación y problemas metabólicos. Se ha observado una fuerte influencia en las dietas pobres en nutrientes, en especial aquellas pobres en determinados aminoácidos, en la incidencia positiva de inflamación intestinal. Así mismo, la patogénesis de diversas enfermedades está asociada a determinados componentes de la dieta que promueven desórdenes en la microbiota.
Por tanto, cuanto mejor balanceada está la dieta, más diversa es la microbiota. Así, la intervención a través de dietas personalizadas, mejora la respuesta en individuos con baja riqueza de microbioma.
Y entonces, ¿se puede mejorar?
Sin duda, ¡se puede! La importancia de la alimentación, el equilibrio nutricional y estilo de vida tienen influencia directa en la composición de nuestra microbiota y de su actividad y, por tanto, directamente sobre nuestra salud. De esta relación surge el interés por desarrollar nuevas estrategias para personalizar nuestra dieta.
El término malnutrición hace referencia a las carencias, excesos o desequilibrios de la ingesta de energía, proteínas y/o otros nutrientes. De acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) más de 2.000 millones de personas en el planeta sufren enfermedades relacionadas con la deficiencia de micronutrientes. Cuando pensamos en malnutrición, nos vienen a la mente niños o personas adultas con un peso por debajo del adecuado a su edad. Sin embargo, la malnutrición puede tener lugar tanto por la falta de determinados micronutrientes esenciales, por ejemplo vitaminas y minerales (deficiencia dietética), como por un consumo insuficiente de calorías para garantizar un crecimiento y vida normal (desnutrición), como por un exceso en el consumo de calorías (sobrealimentación).
Las enfermedades relacionadas con la nutrición son cada vez más frecuentes en el mundo y constituyen un grave problema y, el sobrepeso y la obesidad que se relacionaban con la abundancia alimentaria, ahora son el reflejo de una clara malnutrición.
Según los datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS), desde 1980 la obesidad se ha doblado a nivel mundial. Concretamente, en 2014 más de 1.900 millones de personas adultas (de 18 o más años) tenían sobrepeso, de los cuales, más de 600 millones eran obesos. En el mismo año, se estableció que 41 millones de niños menores de 5 años tenían sobrepeso o eran obesos.
El coste mundial de la malnutrición es de unos 3.500 millones de dólares por año y está relaciondo con los costes sanitarios asociados y con la falta de productividad
La malnutrición por exceso es un problema prevalente y aumenta el riesgo de desarrollar enfermedades metabólicas como diabetes, hipertensión, enfermedades coronarias, arterosclerosis e infarto, y está relacionada con varios tipos de cáncer por un exceso de alimentos o por la falta de equilibrio entre las sustancias que aportan los alimentos de la dieta.
Las crisis económicas, factores políticos y condiciones sociales, culturales y biológicas son algunos de los factores que influyen en la evolución de este problema. En nuestro mundo desarrollado, las causas que caracterizan a la malnutrición por exceso están directamente relacionadas con una alimentación con baja calidad nutricional caracterizada por un consumo excesivo de grasa, carbohidratos, un consumo bajo de proteínas, vitaminas, minerales y fibra y un descenso en la actividad física.
El acelerado ritmo de vida, el aumento de la ingesta de alimentos de alto contenido calórico (en algunos países la comida sana es más cara que la procesada) o el aumento del sedentarismo, son factores que han contribuido a la aparición de este problema.
Durante la última década, se ha realizado un impulso sobre la nutrición como clave para el desarrollo de los países. Sin embargo, en 2015, se consagró como objetivo principal del desarrollo sostenible para el 2030 poner fin a TODAS las formas de malnutrición, desafiando al mundo a pensar y actuar de manera diferente sobre la malnutrición y terminar con todas sus formas.
La nutrición comienza por lo que comemos. Una buena nutrición nos ofrece la energía necesaria para vivir y constituye la primera defensa contra las enfermedades. Una nutrición adecuada es fundamental para una buena salud y, del mismo modo, una mala nutrición puede incidir en la aparición de enfermedades o un subdesarrollo físico y mental, especialmente en el caso de niños.
La alimentación es la vía para la promoción de la salud. Recientemente la Sociedad Española de Nutrición Comunitaria (SENC) ha presentado las guías alimentarias y la nueva pirámide nutricional en cuya base, por cierto, se incluye el ejercicio diario y el equilibrio emocional.
La pirámide nutricional debería ser nuestra guía espiritual para lograr un equilibrio nutricional adecuado. Sin embargo, la nueva pirámide también nos suscita algunas cuestiones como la aparición de los embutidos como parte de las raciones diarias de fuentes proteicas o la presencia de la temida bollería industrial, dulces y las bebidas azucaradas, o los snacks salados de forma “opcional y moderada” y en especial la aparición de la bandera de los suplementos nutricionales ondeando en lo alto de la pirámide…
Sin duda, hay acciones que ya hace mucho que son necesarias para erradicar esta problemática asociada a la alimentación y que requieren de la implicación total de las autoridades competentes. Por ejemplo, la urgencia en la definición de los perfiles nutricionales que limiten que los productores puedan hacer uso de las declaraciones nutricionales en productos poco nutritivos, o limitar la publicidad infantil de alimentos calóricos (acción, por cierto, que la OMS ya ha tomado con empresas de “comida rápida”) o la presión sobre la industria alimentaria para la reformulación de determinados productos (parte de este camino ya se está recorriendo).
Por otra parte, la necesaria (diría obligatoria) concienciación y educación de los consumidores en materia de alimentación para la correcta selección de alimentos y así obtener un balance nutricional adecuado. Interiorizar la importancia de una nutrición correcta, optar por productos frescos de temporada (y si es posible, de cercanía), limitar (o prescindir) el consumo de alimentos que no son necesarios (ricos en calorías normalmente y casi seguro, muy baratos), revisar las etiquetas nutricionales y realizar una actividad física regular.
Los suelos artificiales, denominados también tecnosuelos, tecnosoles o tecnosoil son suelos elaborados a base de mezclas de diferentes residuos no peligrosos y subproductos. Estos tecnosuelos habitualmente son complementados con otras materias primas para su aplicación, tanto en la mejora de suelos agrícolas, como en la restauración de zonas degradadas.
Las principales aplicaciones de los tecnosuelos son: enmienda para los suelos agrícolas, material para la recuperación de suelos y aguas degradados y/o contaminados, cubrición de escombreras, empleo en zonas afectadas por obras urbanas e infraestructuras (rotondas, bordes de los viales y zonas ajardinadas no recreativas), material para recuperación de minas y canteras o suelos degradados por erosión, incendio o pérdida de la capacidad productiva.
La elaboración de las mezclas para conseguirlos tiene una doble finalidad: por un lado, se valorizan residuos, minimizando los potenciales impactos ambientales derivados de una mala gestión de los mismos, y por otro lado, se recuperan suelos degradados sin costes excesivos.
La idea es aprovechar todos los recursos disponibles en el mercado para valorizarlos y transformarlos en las mejores enmiendas, abonos y tecnosuelos, imprescindibles para la óptima gestión de los suelos agrícolas o para la correcta restauración de suelos y espacios ambientalmente degradados. De esta forma además se genera riqueza y se consigue evitar la eliminación innecesaria de múltiples residuos y productos actualmente infrautilizados, aptos para su reincorporación a un nuevo ciclo de vida útil, manteniendo un modelo ambiental y económicamente sostenible que además favorece la lucha contra el cambio climático.
En CARTIF tenemos una interesante línea de investigación en suelos y sustratos, en la que actualmente tenemos varios proyectos en marcha. Uno de los más interesantes es el SUSTRATEC, un proyecto colaborativo en el que estamos buscando nuevos sustratos tecnológicos que van a tener una capacidad auto-fertilizante, así como de captación de contaminantes atmosféricos. Se trata de crear «suelos a la carta» y enmendar los suelos agrícolas atendiendo a las diferentes problemáticas.
En este proyecto, los tecnosuelos se van a obtener a partir de lodos de estaciones depuradoras (industrial y agroalimentarias) que se van a complementar con otras materias primas como espumas de azucarera, cáscara de mejillón, residuos de café y de poda, además de otros aditivos.
Uno de los principales elementos innovadores será la inclusión de bacterias encapsuladas por sus efectos beneficiosos en el terreno: mejora de la fertilidad debido a su capacidad para fijar nitrógeno.
En definitiva, pensamos que la producción y uso de suelos artificiales será cada vez mayor en zonas eminentemente agrícolas y también en zonas ajardinadas de ciudades porque fijan contaminantes atmosféricos y contribuyen a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Otro paso más hacia un medio ambiente más limpio y saludable para todos.
El control de calidad de los productos que consumimos diariamente se lleva a cabo mediante métodos de referencia que presentan grandes limitaciones en cuanto a la necesidad de realizar un muestreo (que puede ser representativo o no del conjunto), que además conlleva la manipulación e incluso destrucción de la muestra (lo que supone un importante gasto económico) y que no nos ofrece una repuesta inmediata, lo que dificulta la toma de decisiones.
La industria agroalimentaria busca continuamente soluciones de aplicación rápida, directa y sencilla para mejorar los controles de calidad y seguridad de los alimentos, tanto en lo que se refiere a producto final, como en las diferentes etapas de su cadena de producción, empezando por la variabilidad en las materias primas.
La técnica espectroscópica (de infrarrojo cercano) NIR por si sola o combinada con métodos de imagen hiperespectral y empleando en ambos casos herramientas quimiométricas, es una tecnología que permite ahorrar los tediosos, costosos y largos análisis en el laboratorio que el producto requiere habitualmente para controlar su producción.
La tecnología NIR en modo online permite el seguimiento de un proceso y producto sin interferir en el mismo, para llevar un control continuado e individual de la producción y supervisando continuamente la calidad del producto, lo que facilita un ajuste inmediato si fuera necesario, contribuyendo directamente a la rentabilidad de la planta.
Cierto es que esta técnica requiere una preparación previa del equipo con un importante coste asociado, pero a medio plazo, se ve compensado por la facilidad y la rapidez en la respuesta a esta necesidad.
Son muchas las aplicaciones en las que la industria agroalimentaria, durante los últimos 15 años, ha estado aplicando NIR online en sus laboratorios, pero muy pocas las que lo han implementado directamente en la línea de producción, que es donde realmente resultan evidentes sus ventajas.
¿Qué nos aportaría?
Con la información obtenida de cada producto en tiempo real y en la propia línea de procesado, nos facilitaría la toma de decisiones para asegurar su calidad y seguridad.
¿Por dónde empezamos?
Identificando el momento en el que el producto requiere del control de algún parámetro crítico que asegure su calidad.
¿Cómo lo hacemos?
Construyendo calibraciones para cada parámetro en cada momento del proceso que queramos controlar.
En CARTIF estamos seguros de estas ventajas porque llevamos trabajando con esta tecnología más de 15 años. La hemos utilizado con frecuencia para dar soporte a las empresas del sector agroalimentario, comenzando por un diagnostico del proceso para identificar de qué manera, cómo y cuándo resulta más ventajosa y necesaria su aplicación y, desarrollando la metodología para implantarla en la empresa.
A lo largo de estos años hemos desarrollado muy variadas aplicaciones para un gran abanico de productos; desde cereales y leguminosas a piensos, huevos, productos lácteos, carnes, productos cárnicos curados, etc, salvando importantes retos en cuanto a la heterogeneidad de los productos y a la determinación de compuestos minoritarios.
Hoy en día, en CARTIF seguimos trabajando para que las empresas se beneficien de esta tecnología y continuamos avanzando en el desarrollo de nuevas aplicaciones que resulten de gran interés para la industria y en consecuencia para el consumidor, como la identificación de contaminación de alimentos con productos potencialmente peligrosos para personas sensibles, ya sea por alergias o por intolerancias.
Sin duda, los cereales son la principal fuente de la dieta de los consumidores de todo el mundo. No en vano, la producción mundial de cereales (según la FAO) en 2016 fue de 2,6 millones de toneladas. Los cereales suponen entre el 30 y el 70% del consumo diario de energía de una persona, por lo que su ingesta debe suponer 2-3 raciones al día y, aproximándonos al modelo de la dieta mediterránea, el consumo de pan y los alimentos procedentes de cereales (pasta, arroz y otros cereales) debe ser preferentementeintegrales.
Los cereales son una gran fuente de carbohidratos, proteínas, fibra dietética, vitaminas (en especial las del grupo B) y minerales. Los cereales integrales, frente a los refinados, contienen además del germen y el endospermo, la cascarilla que es lo que se elimina principalmente durante el proceso de refinado. En conjunto, los cereales integrales son una gran fuente de vitaminas, minerales y compuestos fitoquímicos y son numerosos los estudios que relacionan estas propiedades con la prevención de enfermedades crónicas.
Esta clara evidencia de la importancia del consumo de cereales integrales ha potenciado que sean muchos los países que recomienden su consumo y que, en algunos de ellos, como Estados Unidos, la campaña haya llegado a grandes restaurantes y colegios donde se utilizan todo tipo de cereales integrales con el fin de modificar la percepción de “lo integral”.
En España, a pesar de estas recomendaciones, la mayoría de los productos a base de cereales se siguen haciendo a partir de harinas refinadas. Esto ocurre, en parte, porque la industria alimentaria encuentra dificultades para adaptarse a las recetas a partir de materia prima integral debido a que la incorporación de fibra genera algunos problemas tecnológicos. Por otra parte, existe una falta de demanda por parte de los consumidores con un paladar educado a unos determinados sabores y texturas en los cánones de los productos refinados.
A la indudable necesidad de educación en el conocimiento de lo saludable por parte de los consumidores, se une el despertar del instinto industrial para mejorar el perfil nutricional de los productos ricos en cereales, a través de la moderación de la respuesta fisiológica que esos ejercen en el organismo (p. e, a través de reducir el índice glucémico) y a través de la factibilidad en la aplicación industrial de los cereales integrales, mejorando su incorporación en productos y reduciendo el detrimento de la calidad sensorial asociada a la incorporación de la fibra.
Se gesta una revolución tecnológica para desarrollar estas mejoras y conseguir el desarrollo de nuevos productos que traigan un claro beneficio para la salud, como por ejemplo un alto contenido en proteínas, alto contenido en fibra o cereales integrales, con nuevas experiencias sensoriales, cereales y harinas poco comunes (chía, quinoa, leguminosas) y por supuesto, rico y apetecible. Más cereales integrales en nuestras cocinas, en nuestros tuppers y en nuestros aperitivos.
Veamos ahora algunas de las mejoras que la tecnología pone al servicio de los cereales.
La prefermentación de masas ricas en fibra. Se ha visto que es una ventaja a la hora de elaborar pan que permite evitar los defectos en el volumen del pan o en la textura de la miga que la aplicación directa de la fibra puede provocar. Además, la prefermentación de la masa de cereales integrales o de masas ricas en fibra, da lugar a panes con menor impacto en el índice glucémico
Sistemas de molido que retiran sólo las partes del grano que deterioran la calidad tecnológica de los cereales y consiguen aumentar la concentración de compuestos bioactivos. Es decir; obtención de harinas integrales con más calidad nutricional pero sin el detrimento de la calidad en producto final que provoca la incorporación de fibra.
Procesos de ablandamiento del grano entero. Son procesos previos a la incorporación del grano en masas panarias que permiten la aparición de cereales enteros con una textura blanda y agradable en el interior de las masas y que no afectan al proceso de panificación.
La extracción de acuosa de fibras, que permite disponer de los mismos beneficios nutricionales y de salud, sin el detrimento en la incorporación en productos de panadería o galletería.
Las tecnologías de fraccionamiento permiten la obtención de ingredientes ricos en beta glucanos más fácilmente aplicables gracias a mejores propiedades físicas (como hidratación o viscosidad) y tecnológicas.
Otra mejora tecnológica para poder ofrecer todo el valor de los cereales integrales es la transformación de la parte de la fibra insoluble en soluble a través de la extrusión de manera que su utilización reduce los defectos de calidad en productos integrales.
Hay muchos cereales integrales, y no sólo el trigo, esperando su oportunidad de aplicación de la tecnología adecuada para favorecer su uso manteniendo sus propiedades nutricionales y dando pie a nuevos productos a base de cereales integrales.
Empezamos el año cumpliendo la promesa de escribir una segunda parte del post “Sin azúcar, por favor” sobre las posibles alternativas para elaborar alimentos sin sacarosa o “azúcar de mesa”, el edulcorante más utilizado en el mundo industrializado.
Como por pedir que no quede, esta fue mi “carta tecnológica” a los Reyes Magos:
Queridos Reyes Magos:
Como sabéis, la búsqueda de alternativas a la sacarosa es un tema de interés general para la industria alimentaria, consumidores, investigadores, profesionales de salud, etc. Por eso este año, en el que me he esforzado en encontrar la manera para desarrollar alimentos más saludables, quería pediros un edulcorante muy especial. En primer lugar me gustaría que ese edulcorante aporte un dulzor equivalente a la sacarosa, que fuera incoloro, no cariogénico y, por supuesto, que no aporte calorías.
Desearía que su sabor fuera limpio y con el tiempo no aportara sabores extraños. Que sea soluble en agua y estable tanto en medios ácidos como básicos para un amplio rango de temperaturas.
Pensando en la industria, lo ideal sería que pudiera procesarse de forma similar a la sacarosa para que puedan seguir utilizando el mismo equipamiento. Me encantaría que pudiera incluirlo en cualquier matriz alimentaria y que no perjudique la vida útil del producto final.
Como sois magos y muy majos, también quiero que su precio sea competitivo en relación a la sacarosa y fácil de producir, almacenar y transportar. Y para terminar, por favor lo más importante de todo, es que sea SEGURO para toda la población. Me refiero a que no sea tóxico y se metabolice sin producir ninguna alteración no deseada.
Pues nada, muchas gracias y, si cumplís lo que os pido, os prometo que el año que viene tendremos el carbón dulce más sano del mundo!
Con cariño,
María
Así que yo envíe mi carta muy emocionada y el día 6 de enero los niños que siempre se levantan a las 8 de la mañana, vinieron a despertarme gritando: Mamaaá!, los Reyes Magos te han dejado una carta! Tenían razón, los mismísimos Reyes Magos se habían molestado en responder a mi carta y esto es lo que decían:
Querida María:
Hemos recibido tu carta y estamos muy orgullosos de que en CARTIF sigáis apostando por una alimentación más saludable pero, tenemos que decirte que aunque somos magos, no hacemos milagros. Sentimos comunicarte que por el momento no existe el edulcorante ideal que describes en tu carta. Solo podemos aconsejarte que utilices de forma inteligente los edulcorantes que tienes. Combínalos entre ellos para conseguir un efecto sinérgico y así utilizar menos cantidad.
Si buscas edulcorantes sin calorías o menos calorías que la sacarosa tienes los edulcorantes intensivos y los polialcoholes, aunque sabemos que les vas a poner pega,s como que han suscitado polémicas sobre sus efectos en la salud, que pueden dar sabores extraños y que se etiquetan como aditivos.
Nos han llegado noticias del “Stevia-boom” que está viviendo la industria alimentaria. Si tienes ocasión, nos gustaría que transmitieras que, aunque la stevia es de origen vegetal (E-960) esto no significa que sea “natural”. Recuerda que todo o nada es veneno y que la diferencia está en la dosis. Ten presente que también puedes utilizar fibras solubles como la inulina y la polidextrosa que, aunque aportan menos dulzor, fermentan la microbiota intestinal actuando como prebióticos, aportan pocas calorías y no se etiquetan como aditivos.
Y antes de despedirnos, como sabemos que no te ha tocado la lotería, sigue animando a las empresas para que desarrollen productos con un perfil nutricional más equilibrado.
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