Descripción del proyecto
Alimentos con propiedades medicinales a partir de residuos de setas
La investigación PANACEA genera nuevos nutracéuticos mediante el suprarreciclaje.
Imagen de Pleurotus ostreatus.
La industria de las setas comestibles genera residuos con altos costes de gestión. El proyecto de investigación PANACEA, acrónimo de “Residuos de Pleurotus como fuente Alternativa de Nutracéuticos avanzados”, plantea soluciones a este y otros problemas a través del suprarreciclaje. El suprrarreciclaje o upcycling consiste en transformar desechos en productos aprovechables. Este es el objetivo del grupo de investigación liderado por Amparo López-Rubio en el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IATA-CSIC). El producto aprovechable de los residuos de setas son nutracéuticos, sustancias químicas que se encuentran como un componente natural de los alimentos y que son beneficiosas para la salud.
El género Pleurotus incluye algunas especies de hongos comestibles como la seta de ostra o la seta de cardo. Su producción agrícola genera residuos con altos costes de gestión, por lo que existe un gran interés en darles valor. Una opción económicamente viable consiste en extraer sus carbohidratos bioactivos, entre los que destacan los beta-glucanos, ya que algunas moléculas de esta familia pueden ser utilizadas como nutracéuticos. Las metodologías utilizadas en su extracción, como el medio acuoso y la disrupción de pared celular mediante métodos mecánicos, son verdes. De este modo, además de obtener sustancias beneficiosas de forma más barata, se pretende conseguir la sostenibilidad tanto energética como económica. Además, para que se reduzcan tiempos de producción y se abaraten los productos finales, se están investigando técnicas como el cultivo del micelio en biorreactor.
Imagen de placa multipocillos para ensayos de actividad biológica.
Los nutracéuticos que contienen las setas de Pleurotus pueden actuar como antiinflamatorios e inmunoestimulantes, de acuerdo a trabajos previos del IATA-CSIC en colaboración con el Centro Tecnológico del Champiñón de la Rioja (CTICH). Sin embargo, para extraerlos de forma sostenible es necesario conocer en detalle cómo se estructura su pared celular. De lo contrario, su proceso extractivo será menos eficiente y más caro. Además, los extractos han mostrado otras propiedades medicinales como la reducción de los niveles de grasa en sangre o antilipidemia, de acuerdo a los resultados obtenidos en colaboración con la Universidad de Navarra.
Los resultados de este proyecto pueden generar nuevos modelos de negocio basados en la valorización de residuos fúngicos y en la bioproducción de nutracéuticos. Los principales beneficiarios pueden ser tanto empresas productoras de ingredientes como farmacéuticas, además de las productoras de setas que verían una salida a sus residuos. La demanda creciente de suplementos dietéticos es uno de los principales factores que impulsan el mercado global de nutracéuticos, y además existe una necesidad creciente de encontrar nuevas moléculas que permitan hacer frente a nuevos agentes infecciosos. Actualmente en España, se considera un sector en expansión, y el país empieza a ser referente en el mercado internacional con una proyección importante en el mercado latinoamericano.
El proyecto PANACEA está alineado principalmente con los Objetivos de Desarrollo Sostenible “Salud y Bienestar”, “Industria, innovación e infraestructuras” y “Producción y consumo responsable”. Por otra parte, PANACEA está alineado con los objetivos de AGROALNEXT, ya que integrará y potenciará la investigación en Agroalimentación en varias de las Comunidades Autónomas objetivo, abordando de forma cooperativa los retos, aunando competencias multidisciplinares y generando nuevos conocimientos de alta aplicabilidad y oportunidades de innovación.
Entrevista del proyecto
Residuos de Pleurotus como fuente Alternativa de NutrACEuticos Avanzados (PANACEA)
Entrevista a Amparo López-Rubio, investigadora principal del proyecto PANACEA.
¿Cuál es el objetivo principal de su investigación?
El proyecto PANACEA persigue el SUPRARECICLAJE de residuos de setas que permitan obtener nuevos nutracéuticos (basados en beta‐glucanos) sanos, sostenibles y accesibles para la población combinando investigación en técnicas de extracción verdes basadas en conocimiento de la estructura organizativa de las paredes de las setas, caracterización estructural avanzada de los carbohidratos obtenidos, estudios nutricionales y toxicológicos y optimización de la producción de estos nutracéuticos. Como estrategia innovadora para maximizar el rendimiento de obtención de estos nutracéuticos, se abordará también el cultivo de micelio en biorreactor, lo cual permitirá reducir tiempos de producción y, por tanto, abaratar los productos finales.
¿Qué resultados ha obtenido hasta el momento y cómo cree que estos pueden contribuir al objetivo principal de su investigación?
El grupo de investigación está constituido por investigadores del IATA del Departamento de Conservación y Seguridad Alimentaria y del Departamento de Biotecnología. Es un grupo multidisciplinar con extensa experiencia y reconocimiento en temáticas relacionadas con valorización, desarrollo y caracterización de ingredientes y materiales para aplicaciones alimentarias, así como en el área de microbioma, simbióticos, postbióticos y estudios nutricionales. Estas áreas de conocimiento se combinarán para maximizar el impacto del proyecto.
Trabajos previos del grupo de investigación del IATA‐CSIC, en colaboración con el Centro Tecnológico del Champiñón de la Rioja (CTICH), han identificado determinadas especies de setas con potencial antiinflamatorio e inmunoestimulante y se ha observado asimismo que los beta‐glucanos presentes en las distintas especies, tienen distinto grado de recalcitrancia, lo que hace necesario conocer cómo se estructura su pared celular para poder optimizar en términos energéticos los procesos extractivos con el fin de maximizar el rendimiento de extracción abaratando costes. Asimismo, resultados de actividad biológica de los extractos obtenidos indican que la estructura de los beta‐glucanos presentes es determinante y que la actividad antiinflamatoria puede derivarse de glicoproteínas presentes en algunas especies de setas. Por otro lado, colaboraciones con la Universidad de Navarra han permitido también observar que algunos de estos extractos tienen actividad antilipidémica, lo cual los hace todavía más interesantes como nutracéuticos. En esta actividad se parte ya de un TRL 4 y pretendemos alcanzar un TRL 7 al final del proyecto.
¿Qué metodología y tecnologías está utilizando en su investigación?
La investigación llevada a cabo por el IATA-CSIC se centra en la optimización de extracción de beta‐glucanos a partir de residuos de setas y micelios y en la caracterización estructural y funcional (antiinflamatoria, prebiótica e inmunoestimulante) de los extractos obtenidos.
Desde el punto de vista puramente científico, nuestra metodología nos permite aportar un conocimiento básico y fundamental para la explotación de beta‐ glucanos de setas, correlacionando estructura con actividad biológica. Desde el punto de vista tecnológico, nos centramos en la optimización tanto de la producción de beta‐glucanos (a través del crecimiento en reactores de micelio), como de la extracción de los mismos a partir de residuos de varias especies de Pleurotus, utilizando metodologías verdes (medio acuoso y disrupción de pared celular mediante métodos mecánicos) y buscando la sostenibilidad tanto energética como económica de los procesos desarrollados.
¿En qué medida su investigación está contribuyendo al desarrollo de un sector agroalimentario más verde, sostenible y/o saludable? ¿En cuáles de los Objetivos de Desarrollo Sostenible se enmarca su proyecto?
Los Objetivos de desarrollo sostenible definidos por la ONU en su Agenda 2030 sobre el Desarrollo Sostenible, son el plan maestro para conseguir un futuro sostenible para todos. Se interrelacionan entre sí e incorporan los desafíos globales a los que nos enfrentamos día a día, como la pobreza, la desigualdad, el clima, la degradación ambiental, la prosperidad, la paz y la justicia.
El proyecto PANACEA está alineado principalmente con los objetivos 3 (Salud y bienestar), 9 (Industria, innovación e infraestructuras) y 12 (Producción y consumo responsables).
Por otra parte, PANACEA está perfectamente alineado con los objetivos de AGROALNEXT, ya que integrará y potenciará la investigación en Agroalimentación en varias de las Comunidades Autónomas objetivo, abordando de forma cooperativa los retos, aunando competencias multidisciplinares y generando nuevos conocimientos de alta aplicabilidad y oportunidades de innovación.
¿Qué desafíos ha encontrado en la implementación de sus resultados en el sector agroalimentario?
Los costes de gestión de los residuos generados por la industria de las setas comestibles son muy elevados, por lo que existe un gran interés en su valorización.
Una opción muy plausible y económicamente viable puede ser la extracción de carbohidratos bioactivos (entre los que destacan los beta‐glucanos) para ser usados como nutracéuticos a partir de los residuos de setas. Sin embargo, los numerosos beneficios terapéuticos atribuidos a estos compuestos dependen de su estructura química (peso molecular, grado de ramificación, tipos de enlaces), a la vez influenciada por el método de extracción.
Los retos para la producción de nutracéuticos basados en beta‐glucanos a partir de biomasa fúngica son, por un lado, entender la relación entre la estructura de estos polisacáridos y su potencial antiinflamatorio, prebiótico e inmunoestimulante y, por otro lado, conseguir una producción sostenible de los mismos. Ambos retos serán abordados durante el desarrollo del proyecto.
¿Qué impactos sociales y económicos cree que puede tener la implementación de sus resultados en el sector agroalimentario?
El proyecto pretende hacer disponibles nutracéuticos avanzados con propiedades antiinflamatorias e inmunoestimulantes. La demanda creciente de suplementos dietéticos es uno de los principales factores que impulsan el mercado global de nutracéuticos, y además existe una necesidad creciente de encontrar nuevas moléculas que permitan hacer frente a nuevos agentes infecciosos. Actualmente en España, se considera un sector en expansión, y el país empieza a ser referente en el mercado internacional con una proyección importante en el mercado latinoamericano. De los resultados derivados de este proyecto, por tanto, pueden generarse nuevos modelos de negocio, basados en la valorización de residuos fúngicos y en la bioproducción de nutracéuticos, de la cual pueden beneficiarse tanto empresas productoras de ingredientes como empresas farmacéuticas (además de las empresas productoras de setas que verían una salida a sus residuos).
En cuanto al impacto social del proyecto, la optimización de los procesos extractivos junto con la evaluación de su funcionalidad antiinflamatoria e inmunoestimulante, darán lugar a nutracéuticos avanzados accesibles para la población y que pueden contribuir a una mejora del estado de salud, suponiendo una alternativa natural a otras moléculas actualmente comercializadas. Adicionalmente, es nuestra intención formar a futuros profesionales en tecnologías de interés creciente dentro de las áreas de bioeconomía y salud, fortaleciendo nuestro sistema productivo y fomentando la diferenciación, clave para el éxito comercial. Nuestros contactos con diversas empresas, tanto del sector alimentario, como farmacéutico e incluso con empresas de producción de ingredientes, facilitará una posible transferencia de resultados, sirviendo además de puente para la incorporación de estos nuevos profesionales en el mundo laboral. Por otro lado, nuestro compromiso de divulgación, también pretende hacer llegar información muy útil en cuanto a la importancia de la dieta y los beneficios derivados de ciertos compuestos bioactivos para la salud y la prevención de enfermedades, que finalmente redundará en beneficio de la población general.
¿Qué recomendaciones tiene para otros investigadores o actores del sector agroalimentario en cuanto a la implementación de sus resultados?
Existe un interés creciente en la búsqueda de compuestos naturales con propiedades inmunoestimulantes y antiinflamatorias que nos ayuden a prevenir o paliar, respectivamente, infecciones. El esquema de valorización basado en conocimiento estructural y composicional para mejorar la eficiencia de procesos extractivos puede ser de gran utilidad para el aprovechamiento de otros residuos agroindustriales y, por tanto, el interés de PANACEA trasciende el propio proyecto.
Díptico
