El aumento de la población mundial hace imprescindible el estudio y explotación de nuevas fuentes de proteínas de origen vegetal alternativas a las de origen animal, con especial atención al impacto ambiental generado durante su producción. Las microalgas y la lenteja de agua han adquirido gran importancia debido a su alto contenido proteico. En este marco, vamos a estudiar la producción de biomasas acuáticas alternativas en el que daremos los primeros pasos y obtendremos conocimientos clave para el desarrollo de nuevos alimentos funcionales basados en proteínas vegetales de manera sostenible.
Las microalgas y la lenteja de agua han adquirido gran importancia debido a su alto contenido proteico (hasta el 70% y hasta el 45% del peso seco, respectivamente), su contenido en aminoácidos esenciales y sus increíbles rendimientos productivos en sistemas de cultivo artificial. A su vez, su inclusión como ingredientes en matrices alimentarias supone un punto de inflexión en cuanto a la investigación de las propiedades basales del producto (funcionalización) y su aceptación en el mercado.
Sin embargo, hay diferentes limitaciones y retos técnicos por delante. En el caso de la lenteja de agua, las variedades autóctonas existentes (Lemna gibba y Lemna minor) no han sido caracterizadas ni a nivel bioquímico ni tampoco en términos de optimización del cultivo y enriquecimiento en compuestos bioactivos. Por otro lado, las biomasas de microalgas y lenteja de agua necesitan de una mayor profundización en cuanto al procesamiento, que incluiría pre-tratamientos, concentración de fracciones de interés, análisis de su lipidoma, inclusión en matrices alimentarias y aprovechamiento de subproductos de extracción con una clara perspectiva de economía circular.
Hacia el desarrollo de nuevos alimentos funcionales elaborados con proteínas vegetales sostenibles
Por ello, nace el proyecto SUPRALEM, en el que vamos a estudiar la producción de biomasas acuáticas alternativas, investigando y optimizando todos los puntos del diagrama de flujo. Gracias a ello, daremos los primeros pasos y obtendremos conocimientos clave para el desarrollo de nuevos alimentos funcionales basados en proteínas vegetales de manera sostenible.
Dentro del marco del proyecto, existen tres grandes objetivos específicos que operan de manera interconectada:
- Investigación y estudio del cultivo artificial de lenteja de agua
Vamos a investigar el crecimiento y la operativa de cultivo de la lenteja de agua y microalgas mediante el enriquecimiento y fortificación en diferentes minerales de interés (hierro y magnesio), así como en sustancias bioactivas como pigmentos (luteína) o vitamina B12. A su vez, estudiaremos su escalabilidad y productividad en cultivos verticales “indoor”. Paralelamente, desarrollaremos de manera pionera técnicas -ómicas para el monitoreo de estas sustancias de interés.
Esperamos generar una batería de biomasas químicamente diversas y funcionales mediante modificaciones en las condiciones de cultivo de ambos organismos acuáticos.
- Pre-tratamientos y concentración de extractos de interés de lenteja de agua y microalgas
Una vez obtengamos las biomasas de microalgas y lenteja de agua enriquecidas, serán pre-tratadas para después generar las diferentes fracciones de interés. Las técnicas investigadas serán la separación mediante membranas filtrantes de clorofila y proteínas, así como el estudio de la fracción líquida mediante técnicas de cromatografía líquida y de alto rendimiento seguida de espectrometría de masas. Así mismo, los subproductos celulósicos contenidos en las paredes celulares de ambas biomasas serán transformados en micro- y nanocelulosas.
Esperamos concentrar, detectar y cuantificar los compuestos bioactivos presentes en las biomasas acuáticas, así como el aprovechamiento total de los productos derivados desde una perspectiva de economía circular.
- Investigación en nuevos ingredientes basados en extractos de lenteja de agua y microalgas
El último gran objetivo es la inclusión de estas biomasas acuáticas y/o extractos bioactivos en matrices alimentarias. Para ello, utiliraremos técnicas de extrusión de los ingredientes proteicos, añadiendo la biomasa acuática húmeda a matrices vegetales conocidas y observando si los cambios en la textura dependen de las características bioquímicas.
De manera complementaria, se someterán las fracciones obtenidas a un secado por atomización (“spray drying”), investigando su estabilidad y analizando las características nutricionales y propiedades tecno-funcionales. Finalmente, se someterán las biomasas a procesos de fermentación sólida para reducir ciertas características organolépticas no deseables (como el olor o el color verde de la clorofila).
Esperamos, por un lado, que la integración dentro de la matriz alimentaria sea exitosa con el consiguiente ahorro energético de la eliminación del secado previo. Por otro, que las fracciones sean bioquímica y tecno funcionalmente adecuadas después de la estabilización por atomización. Y, además, prevemos disminuir las características organolépticas potencialmente no deseables para el consumidor final mediante procesos fermentativos.
SUPRALEM es un proyecto de I+D de carácter no económico en colaboración con empresas, que cuenta con el apoyo del Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) y la cofinanciación de la Unión Europea a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).
