La b\u00fasqueda de ingredientes naturales, sostenibles y funcionales ha supuesto una aut\u00e9ntica revoluci\u00f3n para la industria alimentaria en los \u00faltimos a\u00f1os. Los consumidores demandan productos m\u00e1s saludables, libres de aditivos sint\u00e9ticos y con beneficios nutricionales a\u00f1adidos. Un ejemplo de ello son los carotenoides, pigmentos naturales ampliamente distribuidos en la naturaleza y que se han convertido en una de las mol\u00e9culas m\u00e1s atractivas para el sector de la alimentaci\u00f3n. Los carotenoides son una familia de pigmentos liposolubles con una amplia tonalidad de colores entre los que destacan los amarillos, anaranjados y rojos. Desde el punto de vista qu\u00edmico, los carotenoides son terpenos cuya estructura conjugada les otorga propiedades antioxidantes y la capacidad de absorber luz visible (uso como colorantes, precursores de vitaminas, o mol\u00e9culas protectoras en enfermedades neurodegenerativas). Existen m\u00e1s de 700 carotenoides identificados, entre los cuales destacan el \u03b2-caroteno, la lute\u00edna, la zeaxantina, el licopeno, la astaxantina y el cantaxantina.<\/p>\n
Los carotenoides no s\u00f3lo est\u00e1n presentes en multitud de frutas, verduras o algas, sino que tambi\u00e9n los podemos encontrar en c\u00e9lulas microbianas como bacterias, levaduras y microalgas. En la actualidad, los carotenoides se obtienen por extracci\u00f3n de plantas o algas, siendo procesos de baja productividad y alto costo adem\u00e1s de tener un alto impacto medioambiental. Asimismo, los carotenoides tambi\u00e9n se pueden obtener mediante s\u00edntesis qu\u00edmica, lo que permite una producci\u00f3n m\u00e1s abundante y barata, aunque puede generar el rechazo del consumidor y enfrentar diversas restricciones regulatorias debido a la necesidad de usar componentes de naturaleza petroqu\u00edmica. En este sentido, los carotenoides de origen microbiano representan una alternativa sostenible y eficiente para abastecer no s\u00f3lo al sector alimentario, sino tambi\u00e9n al nutrac\u00e9utico y al cosm\u00e9tico y ofrecen diversas ventajas frente a la extracci\u00f3n vegetal o a la s\u00edntesis qu\u00edmica, tanto en t\u00e9rminos medioambientales como econ\u00f3micos.<\/p>\n
Existen numerosos microorganismos capaces de sintetizar y acumular carotenoides de manera intr\u00ednseca, incluyendo diferentes bacterias, levaduras y microalgas. Estos microorganismos han desarrollado la capacidad para producir este tipo de pigmentos como mecanismo de protecci\u00f3n, para hacer frente por ejemplo al estr\u00e9s oxidativo o a la radiaci\u00f3n solar. Los principales g\u00e9neros bacterianos productores de carotenoides como el \u03b2-caroteno, la zeaxantina y la canthaxantina incluyen a Rhodobacter<\/em>, Paracoccus<\/em>, Sphingomonas<\/em> o Dietzia<\/em>. Por otro lado, especies de levadura como Rhodotorula glutinis<\/em>, Sporidiobolus salmonicolor<\/em>, el hongo Blakeslea trispora<\/em>, o microalgas como Dunaliella salina<\/em> o Haematococcus pluvialis<\/em> tambi\u00e9n son productores naturales de carotenoides.<\/p>\n Entre las diferentes ventajas de la producci\u00f3n microbiana de carotenoides se encuentran:<\/p>\n En el marco del proyecto BIVALIA, la Unidad de Biocarburantes Avanzados y Bioproductos del CIEMAT se centra en el uso de sustratos alternativos para la producci\u00f3n microbiana de carotenoides. En este sentido, se est\u00e1n investigando diferentes fuentes alternativas ricas en az\u00facares que puedan utilizarse como fuente de carbono para el crecimiento de especies microbianas productoras de carotenoides. En particular, se est\u00e1n evaluando diferentes residuos procedentes de diversos sectores de la industria agroalimentaria de la Comunidad de Madrid, incluyendo actividades como la cervecera, la producci\u00f3n de vino o la industria l\u00e1ctea. Adem\u00e1s de la utilizaci\u00f3n de residuos locales, tambi\u00e9n se est\u00e1 estudiando la optimizaci\u00f3n de los procesos de producci\u00f3n con el objetivo de determinar las mejores condiciones que permitan maximizar los rendimientos de conversi\u00f3n de az\u00facar en carotenoides. Factores como el pH, la concentraci\u00f3n de ox\u00edgeno disuelto y\/o el uso de factores externos como el estr\u00e9s celular por limitaci\u00f3n de nutrientes o por una alta osmolaridad de los medios de cultivo, pueden desencadenar una producci\u00f3n \u00f3ptima de carotenoides.<\/p>\n Adem\u00e1s del uso de materias primas de bajo costo, otro de los aspectos de mayor relevancia durante la producci\u00f3n de carotenoides mediante procesos microbianos es el desarrollo de procesos de extracci\u00f3n m\u00e1s sostenibles y econ\u00f3micamente competitivos. Por ejemplo, el uso de los conocidos como solventes verdes o tecnolog\u00edas de separaci\u00f3n como los fluidos supercr\u00edticos, permiten la extracci\u00f3n de carotenoides de forma que se obtenga un producto con alto valor a\u00f1adido sin la generaci\u00f3n de subproductos de car\u00e1cter t\u00f3xicos, permitiendo adem\u00e1s preservar su actividad biol\u00f3gica.<\/p>\n En resumen, la producci\u00f3n industrial de carotenoides microbianos a\u00fan enfrenta ciertos desaf\u00edos, como los altos costes de fermentaci\u00f3n y purificaci\u00f3n<\/strong> o la estabilidad de los pigmentos<\/strong> durante el procesamiento y almacenamiento. Sin embargo, el desarrollo y optimizaci\u00f3n de los procesos de cultivo mediante la integraci\u00f3n de procesos biotecnol\u00f3gicos en esquemas de biorrefiner\u00edas,<\/strong> as\u00ed como los avances en ingenier\u00eda gen\u00e9tica y biolog\u00eda sint\u00e9tica<\/strong> que permiten dise\u00f1ar cepas hiperproductoras m\u00e1s eficientes, permitir\u00e1n reducir costos mediante y minimizar el impacto mediambiental.<\/p>\n Contacto<\/u>: Mar\u00eda Jos\u00e9 Negro (mariajose.negro@ciemat.es<\/a>); Antonio David Moreno (david.moreno@ciemat.es<\/a>)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" La b\u00fasqueda de ingredientes naturales, sostenibles y funcionales ha supuesto una aut\u00e9ntica revoluci\u00f3n para la industria alimentaria en los \u00faltimos a\u00f1os. Los consumidores demandan productos m\u00e1s saludables, libres de aditivos sint\u00e9ticos y con beneficios nutricionales a\u00f1adidos. 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