Biodiversidad y biotecnología de alimentos: Potencial de la biotecnología, la genómica y la biología sintética en el desarrollo de nuevos alimentos.

1. EL AZAR Y LA NECESIDAD
Biodiversidad y biotecnología de alimentos

2. • Empleando cualquier criterio –biomasa o número
de organismos – la vida en la 7erra es microscópica
• La biodiversidad real de la 7erra es invisible
(microscópica)
– Los microorganismos muestran la mayor diversidad
filogené7ca
– Los microorganismos muestran el mayor repertorio
metabólico
– Los microorganismos muestran la mayor diversidad
ambiental
Biodiversidad microbiana

3. 3
Miembros del mundo microbiano

4. • Pseudomonas >pyrrolnitrin>fludioxonil>Scholar
• Extractos naturales:
Nuevos productos químicos

5. 52 Phyla
desde 1987 (26) no
cul7vables
pre-1987 (12)
Rappé and Giovannoni (2003) The uncultured microbial majority.
Annu Rev Microbiol, 57: 369-394 ,
desde 1987 (14
más, cul7vadas)
Bacteria, 2003
La mayor diversidad se encuentra en
organismos no cul7vables

6. 1.045 billion base pairs
1.2 million new genes
1.800 species
148 new phyla
Ej. Sargasso Sea:
Venter JC et al. 2004 Environmental genome shotgun sequencing of the Sargasso Sea. Science. 2004 304(5667):66-74.

7. La filogenia molecular microbiana modifica el concepto de especie y lo refiere al % de
iden7dad entre secuencias de rRNA
Concepto de especie

8. Diversidad gené7ca de Escherichia coli:….. Son de la misma
especie

12. Metagenómica de alimentos
• ¿Qué microorganismos par7cipan en la elaboración
del producto?
• ¿Cuáles son las diferencias entre la elaboración
industrial y la artenasal?
• ¿Qué microorganismos comprometen su vida ú7l?
• ¿Qué microorganismos y mecanismos fisiológicos
determinan la calidad del producto?
• ¿Qué biomarcadores podrían caracterizar el
producto?

13. Metagenómica de alimentos
Permite documentar
los microorganismos
presentes en los
productos artesanos y
tradicionales con el
objeto de mejorar las
cualidades sensoriales,
su seguridad y, en
algunos casos, para el
diseño de iniciadores
para su
comercialización, y
potencialmente para
apoyar sistemas de
alimentación
sostenibles.
Metagenomic Analysis of Kimchi, a TradiIonal Korean Fermented Food

14. CharacterizaIon of microflora in LaIn-style
cheeses by next-generaIon sequencing technology
Queso fresco
• Muy variables
• Permite diseñar medios de
enriquecimiento y medios
selec7vos para una mejor
diferenciación de Listeria
monocytogenes

15. Doenjang
• Bacillus sub8lis+
• 208 especies de
microorganismos
– En algunos casos 58-92%
Bacillus sp
– Los microorganismos
muestran el mayor
repertorio metabólico
– 40-78 % Bacterias lác7cas

17. Biología sintéIca de alimentos

19. Nuevas fuentes de biocatalizadores
• Biocatalizadores op7mizados a las condiciones de
los procesos industriales
• La metagenómica y la biología sinté7ca sirven para
diseñar nuevos enzimas industriales
– Proteasas, amilasas, nitrilasas, lipasas, celulasas…

20. Lipasas en la industria alimentaria
Industria AcIvidad Aplicación
Lactea Hidrolizado de la grasa de
la leche, maduración del
queso, de la grasa de la
mantequilla
Desarrollo de aromas en
leche, queso y
mantequilla
Panadera Mejora del sabor Aumenta la vida ú7l
Licorera & Cervecera Mejora del aroma Sake, vino
Aliños y condimentos Mejora de la calidad Mayonesa, aliños,
cremas
Alimentos saludables Transesterificación Sin grasas trans
Carne y pescado Desarrollo de sabores Eliminación de grasa
Aceites y grasas Transesterificación e
hidrólisis
Manteca de coco,
margarina
• Metagenómica de ambientes fríos
– Lipasas psicrófilas (10 ºC, pH7,5)
– Lipasas psicrófilas (5 ºC) resistente a detergentes

21. Proteasas en la industria alimentaria
Industria Aplicación
Lactea Coagulación de la leche, desarrollo de
sabor
Panadera Desarrollo del gluten
Pesquera Diges7bilidad de alimentos,
recuperación de grasas
Cárnica Diges7bilidad, reduce alergenicidad,
mejora el sabor y ablanda la carne
Proteínas vegetales Mejora el procesado y la funcionalidad,
genera pép7dos bioac7vos
Hidrólisis de levadura Compuestos aromá7cos
Aceites y grasas Manteca de coco, margarina
• Modifican las proteínas de los alimentos
– Mejoran la diges7bilidad
– Mejoran la solubilidad
– Mejoran sabor y palatabilidad
– Modifican las propiedades nsico-químicas: emulsión, hidratación, gelificación,

23. «Todo lo que existe en el mundo es fruto del
azar y de la necesidad» Demócrito

24. Gracias por vuestra atención