Los Alimentos y la Biotecnología - ILSI México · Excepciones: miel y leche ... Hace 11 mil años...
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Transcript of Los Alimentos y la Biotecnología - ILSI México · Excepciones: miel y leche ... Hace 11 mil años...
Mariano García Garibay
Los Alimentos y la
Biotecnología
Departamento de Biotecnología Universidad Autónoma Metropolitana
Unidad Iztapalapa
División de Ciencias Biológicas y de la Salud Universidad Autónoma Metropolitana
Unidad Lerma
¿Qué es un alimento? Otros seres vivos, que en partes o enteros devoramos
Primera condición: que sea comido
Cadena alimenticia: unas especies devoran a otras
Cualquier ser vivo es un alimento potencial, incluyendo nosotros mismos
Las especies que nos alimentan
Alimento: semillas, frutos, tallos, raíces, hojas, músculos, vísceras o cualquier parte de un ser vivo cuya función natural es servir como órgano o tejido a la especie de origen, y no como alimento a alguien más
Prácticamente ninguno es un alimento intrínsecamente
Excepciones: miel y leche (productos expresamente creados en la naturaleza como alimentos)
Las especies que nos alimentan
Las especies que nos alimentan son en principio, producto de la selección natural, operando en el proceso de evolución durante milenios.
Enorme biodiversidad de especies comestibles, cuya variabilidad tiene casi solamente como límites las fronteras culturales auto impuestas por cada grupo humano.
Las especies que nos alimentan
Algo que nos diferencia a los humanos de otros animales es que no nos hemos limitado a devorar a otras especies, sino que las hemos domesticado, las cultivamos y las reproducimos exitosamente.
Las especies que nos alimentan
Los humanos pre-agrícolas se alimentaban de una mayor variedad de especies animales y vegetales, que cazaban y recolectaban.
Empleaban varios miles de especies vegetales y varios centenares de especies animales para su alimentación.
El Origen de las Especies Charles Darwin 1859 A partir de hace 10,000
años el hombre domesticó y generó artificialmente razas y especies de plantas y animales destinados a la alimentación
La selección artificial fue
una analogía fundamental para comprender el mecanismo de la selección natural
Las especies que nos alimentan
Las especies que nos alimentan
A partir de las culturas agrícolas empezamos a restringir el consumo de especies. De toda la biodiversidad disponible, sólo unas cuantas especies fueron
domesticadas.
Las especies que nos alimentan
Muchas de las especies que alimentaban a los humanos cazadores-recolectores de hace más de 10 mil años ya no existen en su forma silvestre, y han dado paso a variedades domésticas que no pueden sobrevivir por sí mismas sin la intervención de la mano humana.
Las especies que nos alimentan
Hace 11 mil años la domesticación del ganado
bovino, Bos primigenius, para el consumo de leche y carne
Hace 10 mil años el trigo moderno: híbrido complejo resultante de la fusión de varias gramíneas
Hace 7 mil años el maíz a partir del teocinte
Hace 7 mil años la levadura Saccharomyces cerevisiae
Las especies que nos alimentan
Cada vez más personas se alimentan de menos especies
Cultural
Económico: rendimiento y recuperación de inversión y trabajo
Densidad nutricional
Digestibilidad
Las especies que nos alimentan
Sólo cuatro especies vegetales, las más cultivadas
(trigo, arroz, maíz y papa), proporcionan mayor cantidad de alimento a la población mundial, que los 26 cultivos siguientes en la lista de producción.
De las especies animales: cerdos y bovinos aportan más carne que el conjunto de aves y todos los demás mamíferos
Las tecnologías agrícola y de alimentos han facilitado y
hecho más eficientes la “caza y recolección”
Tecnologías biológicas y químicas
• Producción primaria
• Transformación y conservación
• Consumo: nutrición e inocuidad
Producción moderna de Alimentos
Desarrollo de la genética
Desde de los siglos 19 y 20 se ha podido acelerar el proceso evolutivo a partir del legado intelectual de Gregor Mendel, contemporáneo de Darwin.
Desarrollo de la genética
La revolución verde mejoró sustancialmente la
agricultura mundial: trigos enanos de alto
rendimiento, amplia adaptación, resistentes a
enfermedades y con alta calidad industrial
A partir de finales del siglo XX: es posible
introducir genes de unas especies en otras,
realizar mutaciones dirigidas, regular rutas
metabólicas, etc.
Alimentos genéticamente modificados que ofrecen ventajas antes inimaginables
Modificaciones genéticas
Maduración retardada del jitomate para abastecer grandes mercados
El arroz dorado para evitar la ceguera
Maíz resistente a plagas con insecticidas auto contenidos
Cebadas con bajísimos contenidos de taninos que evitan el enturbiamiento de la cerveza
Alimentos Procesados
Procesados
Pan, tortillas, pastas, cereales para desayuno
Queso, yogurt, mantequilla, crema
Productos enlatados, conservas
Leche en polvo
Mermeladas, jaleas, ates
Jamón, chorizo, embutidos
Vinos, cerveza
Chocolate
Procesamiento de alimentos
El procesamiento de alimentos data de épocas prehistóricas:
• Fermentación • Secado al sol • Salado • Cocinado: rostizado, ahumado,
horneado, etc.
Procesos modernos de alimentos
Nicolas Appert enlatado en 1810 para las tropas francesas
Luis Pasteur descubre la pasteurización en 1862 y es el primero en descubrir que los alimentos se deterioran por microorganismos.
Propósitos del procesamiento de alimentos
Conservación
Eliminación de microorganismos patógenos (inocuidad)
Eliminación de toxinas
Mejoramiento del sabor y versatilidad
Mejoramiento de la textura y hacerlos más comestibles
Mejoramiento del valor nutricional y de la digestibilidad
Los costos de la producción masiva
La uniformidad y refinamiento en el cultivo y crianza las hace vulnerables al ataque de agentes patógenos y depredadores que se convierten en plagas. Dependencia: la civilización en su conjunto no podría vivir sin sus creaciones biológico-alimentarias. No podemos abandonar las prácticas masivas de producción, mejoramiento e industrialización de alimentos que iniciamos hace 10 mil años.
Los costos de la producción masiva
Dependemos cada vez más de un pequeño número de especies producidas masivamente, lo cuál puede tener consecuencias nefastas de abasto ante: plagas desastres naturales y cambios climáticos,
como el abasto de leche cambios políticos, sociales o económicos en
los países altamente productores, como la producción de biocombustibles a partir del maíz.
Alimentos y medio ambiente La producción y transformación de alimentos tienen
enormes efectos en el medio ambiente
Modificación ecológica de suelos por prácticas agrícolas Alteración del equilibrio ecológico por la concentración territorial de especies y las prácticas de exterminio de plagas Generación de metano por el estiércol de bovinos que aumenta el efecto invernadero y por ende al calentamiento global Grandes cantidades de agua que demandan las actividades agrícolas y pecuarias Contaminación de mantos acuíferos por aumento de la demanda bioquímica de oxígeno que producen los efluentes de fábricas transformadoras de alimentos
El descuido hacia el medio ambiente tiene que cambiar hacia una visión que garantice la sustentabilidad y minimice graves problemas como la erosión de suelos, la contaminación del agua, el calentamiento global, etc.
Producción de Alimentos Actividad técnica, económica y científicamente
desarticulada entre los tres niveles
Actividades agrícolas, pecuarias y pesqueras
Industria Alimentaria
Efectos del consumo: nutrición y atención de enfermedades relacionadas con la alimentación
Ciencias de la alimentación en el siglo XXI
Deberán atender en forma integral y multidisciplinaria todos los aspectos relacionados con los alimentos:
la producción primaria, el procesamiento, el consumo y sus implicaciones,
con el concurso de ciencias y sus aplicaciones tecnológicas como la química, la física, la biología, la microbiología, la ingeniería, la agronomía, la nutrición, las ciencias genómicas
Ciencias de la alimentación en el siglo XXI, desde la óptica del productor
Depender menos de factores circunstanciales como los cambios climáticos, las demandas económicas o estacionales, el deterioro y pérdidas poscosecha, etc.
Poder competir en un mercado globalizado Poder abastecer empresas procesadores de grandes
volúmenes y distribuidores masivos de alimentos Ofrecer abasto constante, seguro y de calidad
uniforme Atender necesidades/nichos de mercado específicos
Consumidores del siglo XXI
Mayor influencia en la definición del mercado
consumidor
fabricante
comerciante
1950s
consumidor
fabricante
comerciante
1970s
consumidor
fabricante
comerciante
2000s
Consumidores del siglo XXI Consumidores más enterados y
preocupados por su alimentación:
• alimentos más nutritivos
• libres de compuestos tóxicos
• mayor calidad
• más convenientes
• que aporten beneficios adicionales
Ciencias de la alimentación y salud
La dieta es responsable de 6 de las 10 principales causas de muerte.
Enfermedades claramente asociadas con desórdenes alimenticios han aumentado alarmantemente en los últimos años: obesidad, diabetes, enfermedades cardiovasculares y algunos tipos de cáncer
alimentos funcionales,
nutrigenómica y alimentos
especiales o «diseñados»
Alimentos con efectos benéficos para la salud, más allá de los
efectos nutricionales, mejorando el estado de salud y bienestar incluyendo la prevención y/o
tratamiento de una enfermedad
Alimentos, biotecnología y ciencias genómicas
Caracterización e identificación de las especies biológicas comestibles
Su mejoramiento y su modificación genética
Inocuidad a través de la identificación y eventual control de toxinas, alergenos y microorganismos patógenos
Efectos fisiológicos en el consumidor por razones nutricionales, de prevención de enfermedades, así como de intolerancias y alergias
Bioremediación y tecnologías más amigables con el ambiente
Las ciencias genómicas y la biotecnología son fundamentales para estudiar y mejorar la producción y procesamiento de alimentos