Conservar los alimentos de forma natural mediante péptidos antimicrobianos para mejorar la seguridad y sostenibilidad de los alimentos.
La seguridad alimentaria y sostenibilidad es un tema de actualidad que los seres humanos han tratado y seguirán tratando a lo largo de los años. La sostenibilidad alimentaria se refiere a la producción y el consumo de alimentos de forma eficiente y que no afecte de forma negativa al medioambiente y mejore la calidad de vida de los productores de alimentos, ya sean humanos o animales (Garnett, 2013).
Se calcula que el 10% de la población mundial sufre insuficiencia alimentaria, especialmente en las regiones en desarrollo. Sin embargo, en el mundo se producen alimentos suficientes para alimentar a todos los seres humanos y animales del planeta, y la mayor parte se desperdicia debido a una conservación inadecuada y a sistemas ineficaces de la cadena alimentaria. La conservación de los alimentos es, por lo tanto, el núcleo de la sostenibilidad alimentaria. Y es que, aunque en el mundo hay hambre, insuficiencia o carestía de alimentos, según los cálculos de las Naciones Unidas, el 13% de todos los alimentos que se producen en el mundo se desperdicia, se estropea o se echa a perder entre la cosecha y la venta al por menor, mientras que otro 17% se desperdicia en los hogares, en las tiendas y en la industria de servicios alimentarios. Del mismo modo, el desperdicio de alimentos representa más del 38% del uso total de energía en el sistema alimentario mundial, lo que no es sostenible. Si reducimos este desperdicio de alimentos, no solo nos aseguramos de que haya alimentos suficientes para alimentar a la población mundial, reducir el hambre y satisfacer las necesidades económicas de los productores de alimentos, especialmente en las regiones menos desarrolladas del mundo, sino que reducimos significativamente el uso total de energía del sistema de la cadena alimentaria mundial, garantizando así un mundo más verde (Garnett, 2011).
Para asegurar la sostenibilidad alimentaria y reducir el desperdicio, es indispensable que se instituyan a nivel mundial y con más rigurosidad enfoques eficaces para conservar los alimentos y reducir los desperdicios antes de la cosecha, durante la transformación, después de la cosecha y durante la venta al por menor (Gunasekera et al., 2017, OFORI, 2022). En pocas palabras, la conservación eficaz de los alimentos es fundamental para garantizar su disponibilidad y sostenibilidad. Además, la conservación de los alimentos juega un papel importante para la seguridad alimentaria. Los alimentos que consumimos deben ser seguros, nutritivos y estar libres de contaminantes. Los riesgos para la seguridad vinculados a los alimentos pueden ser desde peligros físicos, como piedras, botellas, metales y otros materiales extraños presentes en los alimentos, hasta los contaminantes químicos, como plaguicidas y residuos de metales pesados, pasando por los peligros biológicos, como plagas y contaminantes microbianos, algas, bacterias y hongos. Del mismo modo, los metabolitos de estos organismos, incluidos los procedentes de algas, como las brevetoxinas, las micotoxinas de hongos, como las fumonisinas y las aflatoxinas, y otras bacterias endo y exotoxinas, como las toxinas botulínicas, suponen una enorme amenaza para la seguridad alimentaria. Estos riesgos son muy graves, ya que no solo hacen que los alimentos no sean aptos para el consumo, sino que también pueden poner en peligro la salud de los consumidores, pudiendo provocar la muerte en caso de que se consuman de manera inadvertida alimentos contaminados (Aytac y Taban, 2014).
Los enfoques actuales para conservar los alimentos giran en torno al uso de cadenas de frío para preservar su calidad y conservantes químicos para reducir la proliferación microbiana (Bondi et al., 2014). A pesar de todo, la principal causa por la que se estropean el 25% de los alimentos producidos en el mundo es el deterioro microbiano, que provoca alrededor de 600 millones de casos de enfermedades transmitidas por los alimentos y 420.000 muertes al año. Los niños se llevan la peor parte, ya que son el grupo demográfico más afectado. Según calcula la OMS, más de 125.000 niños menores de 5 años mueren al año debido a la presencia de microorganismos en los alimentos. Por lo tanto, cabe preguntarse lo siguiente: si las prácticas llevadas a cabo actualmente para conservar los alimentos y garantizar la seguridad microbiana, la sostenibilidad y la reducción de residuos son ineficaces, ¿cuáles son los enfoques alternativos que podríamos utilizar?
No existen respuestas claras a esta pregunta. Debido a la enorme escala del sistema de la cadena alimentaria, la velocidad de producción y transporte, y la amplia gama de alimentos producidos transnacionalmente, se seguirán distintos métodos, incluyendo el almacenamiento y la gestión en frío. A pesar de todo, los conservantes químicos como los ácidos benzoicos, sorbatos, nitritos y sulfitos que se utilizan actualmente para la conservación de alimentos, han demostrado ser inadecuados y tener limitaciones en lo que respecta a su uso en los alimentos (Dwivedi et al., 2017). También es sabido que, cuando se usan en exceso o de forma incorrecta, afectan de forma negativa a la calidad organoléptica de los alimentos y pueden tener efectos secundarios adversos en los consumidores, como cáncer, reducción de la concentración de hemoglobina y alergias (Dey y Nagababu, 2022).
Los péptidos antimicrobianos, también conocidos como péptidos bioactivos, son secuencias peptídicas cortas secretadas por una amplia gama de organismos, como bacterias, insectos, anfibios, plantas, etc., con actividad contra otros organismos. Muchas bacterias son capaces de producir bacteriocinas; sin embargo, las bacteriocinas más comunes y activas suelen ser secretadas por bacterias lácticas (BAL) (Darbandi et al., 2022). El uso de péptidos antimicrobianos en la conservación de los alimentos es una tendencia que va en aumento, mientras que los péptidos bioactivos son una verdadera alternativa a los conservantes químicos. Ofrecen una serie de ventajas importantes frente a los conservantes químicos, como por ejemplo su naturaleza peptídica, que provoca que, una vez consumidos, sea más fácil de descomponer por los ácidos estomacales. Esto reduce su presencia en el organismo y evita cualquier posibilidad de que se desarrollen resistencias por parte de los microorganismos (Bogovič-Matijašić y Rogelj, 2011). Además, se consideran naturales y, con la tendencia en aumento de consumir más productos y aditivos naturales en los alimentos, son sin duda el futuro de los aditivos y conservantes alimentarios. Es importante destacar que la mayoría de las bacteriocinas cuentan con un espectro de actividad extenso y son capaces de inhibir el crecimiento de géneros microbianos estrechamente relacionados e incluso no relacionados con el organismo que produce la bacteriocina, lo que las convierte en un candidato ideal para la conservación de alimentos, ya que la contaminación alimentaria puede provenir de diversos géneros microbianos (Acuña et al., 2011, Shelburne et al., 2007). Utilizar bacteriocinas como agentes antimicrobianos en los alimentos presenta una oportunidad para una gama extensa de aplicaciones. Pueden utilizarse como aditivos alimentarios, ya sea en su forma bruta o purificada, incorporando fermentados de cepas productoras de bacteriocinas directamente a los alimentos. Además, se pueden emplear en el envasado activo de alimentos y recubrir los materiales de envasado con bacteriocinas para garantizar una liberación lenta del péptido en el alimento durante un periodo de tiempo más largo para prolongar su vida útil (Anumudu et al., 2022). A pesar de que se han estudiado y hecho pruebas exhaustivas para el uso comercial de varias bacteriocinas como la subtilina, la cereína, la turicina y la plantaricina, la que sigue siendo más utilizada es la nisina. Producida por la bacteria Lactococcus lactis (Meade et al., 2020) está generalmente reconocida como segura (GRAS, por sus siglas en inglés) y se aplica como conservante natural en alimentos de diversos orígenes.
Para garantizar la seguridad alimentaria, la sostenibilidad y reducir los residuos es importante que las bacteriocinas y otros péptidos antimicrobianos tengan una actividad antimicrobiana fuerte contra una gama extensa de microorganismos patógenos y que causen el deterioro de los alimentos. A diferencia de los conservantes químicos, ofrecen un enfoque más natural y específico para inhibir bacterias no deseadas y garantizar la seguridad alimentaria y prolongar la vida útil de los alimentos (O'Connor et al., 2015), que son importantes para garantizar la seguridad alimentaria y el consumo sostenible. Del mismo modo, las bacteriocinas son estables y mantienen su actividad antimicrobiana en diversas condiciones ambientales. Permanecen activas en condiciones extremas de pH, salinidad y concentraciones de solutos. Del mismo modo, son resistentes a temperaturas de congelación y ebullición (Soltani et al., 2022). Así pues, pueden soportar los diferentes tratamientos que reciben los alimentos y permanecer activas en la mayoría de las matrices alimentarias y cuando se incorporan a los materiales de envasado.
Conclusión
Aunque todavía existen algunos problemas que limitan el uso generalizado de las bacteriocinas en la conservación de alimentos, estos péptidos antimicrobianos prometen y son el futuro de la conservación de alimentos como un medio más económico para su producción generalizada. Como péptidos naturales que pueden producirse mediante fermentación y tecnologías ecológicas, las bacteriocinas se perciben como alternativas seguras y respetuosas con el medioambiente a los conservantes químicos, lo que atrae a los consumidores preocupados por su salud y que dan prioridad a las opciones alimentarias naturales y sostenibles. Otras características como su notable estabilidad y conservación de los atributos sensoriales de los alimentos y su capacidad para atacar de forma selectiva a los organismos que estropean los alimentos, las convierten en los conservantes alimentarios ideales del futuro. En conclusión, el uso de bacteriocinas en la conservación de alimentos presenta una oportunidad prometedora para garantizar la seguridad microbiana de los alimentos y prolongar su vida útil, preservando a la vez sus cualidades nutricionales y organolépticas. Con los continuos avances en la investigación de las bacteriocinas, su incorporación a las prácticas de conservación de alimentos puede llegar a revolucionar la industria alimentaria al ofrecer alternativas más seguras, saludables y sostenibles a los conservantes tradicionales, preparando el camino para el desarrollo de nuevos productos alimentarios que satisfagan las necesidades y preferencias cambiantes de los consumidores, mientras garantizan la seguridad alimentaria mundial actual y para las generaciones futuras y la sostenibilidad.
Referencias
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