Biotech | Nutrición | 2-Jun-21

La metabolómica y la alimentación funcional: nuevas oportunidades para la industria alimentaria

Las ciencias ómicas -entre ellas, la metabolómica- investigan cómo los alimentos afectan a nuestro organismo y abre camino a la industria hacia la alimentación funcional.

Redaccion

La alimentación humana es un campo de investigación sumamente amplio que afecta a muchas disciplinas. La ciencia avanza sin descanso, entre otras cosas, para comprender cada vez mejor cómo nuestro organismo se relaciona con los alimentos que ingerimos. Precisamente ese es uno de los focos de estudio de las ciencias ómicas y de las avanzadas técnicas en las que se apoyan. Las evidencias científicas van confirmando el papel primordial que estas disciplinan juegan en lo que, muy probablemente, sea la alimentación del futuro: la alimentación personalizada y la nutrición de precisión. Estos avances abren las puertas a nuevas oportunidades, no solo para el ámbito de la salud, sino también para la industria alimentaria. De hecho, el uso de la metabolómica es una de las herramientas más prometedoras para el desarrollo de alimentos funcionales, en línea con la marcada tendencia hacia la personalización; para la mejora de los alimentos o incluso para la para innovación en otras áreas relacionadas con la competitividad de la industria alimentaria como los propios procesos de producción. Hablamos con María José Sáiz y Elena Díaz , ambas componentes del área de I+D del CNTA para conocer más sobre las ciencias ómicas y su relación con la alimentación.

¿Qué son las ciencias ómicas? 

Las ciencias ómicas son un conjunto de disciplinas que, a través de técnicas avanzadas relacionadas con la biotecnología y la bioinformática, son capaces de recoger una gran cantidad de información sobre distintos niveles moleculares de una muestra biológica y así entender cómo se relacionan entre ellos. Las ciencias ómicas se complementan entre ellas para obtener una visión global e integrada de los procesos biológicos del organismo. Dentro de las ciencias ómicas podemos encontrar la genómica, la proteómica, la transcriptómica, la metabolómica. De esta última, además, emanan la lipidómica, la foodómica y la glicómicay la lipidómica.  

¿Qué es la metabolómica y por qué es interesante para la industria alimentaria? 

La metabolómica, concretamente, estudia los metabolitos -es decir, moléculas de pequeño tamaño- y los productos metabólicos, es decir, cualquier sustancia producida durante el metabolismo (digestión u otros procesos químicos corporales). Aplicado a la alimentación, la metabolómica tiene una gran capacidad de entender el comportamiento de nuestro organismo a la hora de digerir alimentos y de analizar cómo un simple ingrediente puede crear una serie de efectos encadenados. Conocer mejor estos procesos permite dirigir la nutrición correctamente y desarrollar nuevos alimentos funcionales. Por ejemplo: ¿cómo afectan los compuestos fenólicos de una fresa, a priori antioxidantes, cuando la ingerimos? ¿cumplen su función una vez la digerimos? ¿desencadenan otros procesos en nuestro organismo? ¿produce el mismo efecto en todas las personas? 

La metabolómica es una de las herramientas más prometedoras para el desarrollo de alimentos funcionales y la personalización

Además de ser capaz de identificar los procesos metabólicos de una persona y brindar recomendaciones muy personalizadas a nivel nutricional, la metabolómica, en conjunto con las demás ciencias ómicas, también tiene la capacidad de hacerlo a nivel grupal. A través de la obtención e integración de dichos datos y el procesamiento con inteligencia artificial, se estudia el impacto de una dieta, alimento o suplemento en diferentes grupos poblacionales y se identifican perfiles similares. Dichos perfiles pueden venir determinados en función de la genética o de otros factores como la microbiota o la insulinorresistencia, entre otros tantos. Una vez caracterizados estos grupos de características comunes o fenotipos metabólicos, será posible elaborar recomendaciones nutricionales adecuadas para cada uno de ellos (nutrición grupal), maximizando el efecto de una nutrición funcional precisa.

Metabolómica en la industria alimentaria
La investigadora de I+D de CNTA Elena Díaz, trabajando con uno de los espectrómetros de masas del centro. La espectrometría de masas es una de las tecnologías analíticas más usadas en los experimentos metabolómicos. Foto: Isabel Arriezu

Estudiar y comprender estos grupos de consumidores y sus necesidades abre la puerta de nuevos nichos de mercado y a la creación de productos diferenciales. “Para hacer realidad el concepto de alimentación personalizada no será necesario, crear miles de referencias sino definir un número limitado de líneas de producto que respondan a determinados metabotipos de la población. Esta aproximación facilita que la industria la industria pueda definir modelos de negocio eficientes y viables para acercar la alimentación personalizada a los consumidores de una forma accesible”, explica María José Sáiz.

La metabolómica también tiene otras aplicaciones relacionadas con la alimentación. Una de ellas es el estudio de marcadores presentes en los alimentos que indican madurez (en el caso de la fruta y la verdura) y compuestos de degradación (en carnes y pescados). De cara a la industria, el conocimiento y estudio de estos marcadores es muy ventajoso para conocer la vida útil de un producto y anticipar posibles riesgos para el consumo humano y la salud.

La caracterización de grupos poblacionales con perfiles metabólicos semejantes permitirá identificar nichos de mercado y diseñar productos adaptados

¿Qué oportunidades presenta la metabolómica para la industria alimentaria?

Actualmente, existen en el mercado productos enfocados hacia determinados grupos poblacionales identificados por un perfil común. Algunos ejemplos de ello son los alimentos enriquecidos con ácido fólico para embarazadas o los alimentos diseñados y desarrollados para niños o generaciones sénior. “Esta demanda existe, con el incremento de estas técnicas es posible afinar y personalizar más todavía”, explica Elena Díaz.

A medida que las ciencias ómicas avancen y las técnicas utilizadas mejoren e incrementen, el desarrollo de nuevos productos funcionales estará cada vez más focalizado. De hecho, hay cuatro áreas en las que ya se han producido interesantes hallazgos, y que tienen un potencial de mercado importante dado el interés de los consumidores por las mismas.

  • El efecto antioxidante: se ha demostrado que los extractos de curcuminoides tienen este efecto.
  • Efecto antiinflamatorio, muy relacionado con la obesidad: algunos compuestos polífenólicos han demostrado su efecto antiinflamatorio y de prevención de la obesidad.
  • Sistemas de modulación del sistema inmune: todavía más en auge con motivo de la pandemia y que incluye trabajos con pro y prebióticos, simbióticos, combinaciones de vitaminas, etc.
  • Fibra antioxidante: alimentos como la uva o las fresas combinan los compuestos fenólicos con la fibra, lo que permite que estos compuestos se liberen directamente en el colon, y que tengan efectos positivos en afecciones de este órgano.

¿Está incorporando la industria a las ciencias ómicas en sus procesos de  I+D?

“Actualmente la incorporación de estas técnicas en la industria es baja. Aún se ve como un campo de investigación lejano, o más ligado a la industria de salud y sin una aplicación inmediata en la industria alimentaria”, explica María José Sáiz. Además, la implementación de las tecnologías relacionadas con las ciencias ómicas en la industria conlleva una inversión elevada. “Se necesita un tiempo para demostrar qué beneficios tienen estos análisis ómicos y la metabolómica en concreto, cuáles son las aplicaciones prácticas, y que la industria pueda palpar en qué les puede beneficiar” prosigue. 

En la obtención de evidencia científica es en lo que trabajan actualmente las ciencias ómicas y por lo que apuestan los organismos públicos y centros tecnológicos que financian los diferentes proyectos de investigación. Ya se ha empezado a desarrollar investigación aplicada a la industria y esa investigación se irá extendiendo progresivamente, explica María José Sáiz. “Para ello, la industria puede contribuir avanzando en la investigación de mercado, identificando los segmentos, los nichos de mercado con mayor potencial.”

Metabolómica en la industria alimentaria
Muestras de extractos vegetales dentro del equipo de espectrometría de masas de CNTA, utilizadas en el marco de uno de sus proyectos de investigación. Foto: Isabel Arriezu

CNTA junto a otros cuatro centros tecnológicos punteros integran la Red Tecnomifood cuyo objetivo es, facilitar el acceso y la optimización del uso de las tecnologías ómicas a las empresas del sector alimentario, en todas las etapas de la cadena de valor del diseño y de la evaluación del potencial saludable de ingredientes, nutracéuticos y alimentos funcionales. Cada uno de los centros tiene el foco en una ciencia ómica diferente para, poder trabajar de una manera global y ofrecer a la industria un servicio integrado de apoyo y respuesta ante diferentes problemáticas relacionadas con estas ciencias. 

Existen nichos de mercado muy interesantes para la industria, cuya explotación ya se están analizando, y en las que las evidencias científicas ya están apuntando un prometedor camino de oportunidades de innovación.


Contenido elaborado en colaboración con CNTA

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