Un equipo de la Universidad de Campinas (Unicamp) desarrolló, a base de residuos vegetales, una posible alternativa al suero fetal bovino, un ingrediente de alto costo utilizado en la producción de carne a partir de células animales cultivadas. En simultáneo, investigadores del Centro Federal de Educación Tecnológica de Minas Gerais (Cefet-MG) y de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG) encontraron una forma de obtener carne estructurada, similar a un filete, utilizando polímeros degradables de origen vegetal en lugar de colágeno, la proteína de origen animal que se utiliza tradicionalmente para este fin.
A medida que vayan avanzando, estos trabajos podrán contribuir para ampliar la producción y reducir el costo de la carne elaborada a partir de células animales. Esta innovación se está promocionando como una alternativa más sana, debido a la posibilidad de que contenga menos grasas con el mismo contenido proteico, y más sostenible, pues consume menos recursos del medio ambiente, en comparación con la proteína animal tradicional procedente de la cría de animales que pastan. Las perspectivas son alentadoras, aunque distintos grupos de investigación en universidades y empresas reconocen que aún hay varios retos por superarse para que estas novedades lleguen a los restaurantes y a los refrigeradores de los supermercados.
En marzo entró en vigencia la Resolución nº 839 de la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa), que regula el registro de alimentos e ingredientes innovadores. “Este marco regulatorio pone a Brasil en una posición destacada a nivel mundial. Además, facilita las inversiones en innovaciones alimentarias sostenibles”, pondera Raquel Casselli, directora de compromiso corporativo de la unidad brasileña del The Good Food Institute (GFI), una organización filantrópica que apoya las alternativas a las proteínas animales. Por ahora, tan solo tres países ‒Singapur, Estados Unidos e Israel‒ han aprobado normativas para la producción y comercialización de carne cultivada.
Desde 2013, cuando el fisiólogo neerlandés Mark Post, de la Universidad de Maastricht (Países Bajos), presentó el prototipo de la primera hamburguesa in vitro, las inversiones en el área han ascendido a 3.100 millones de dólares, según el GFI. La lista la encabeza Estados Unidos, con 45 de las 174 empresas especializadas en el cultivo de células para la producción de carne o insumos. Brasil ha aportado a la investigación con tres startups, dos compañías transnacionales, los grupos JBS y BRF, y 21 equipos de investigación. Ningún país ha logrado hasta ahora producir a gran escala.
“El nivel de preparación tecnológica de la carne celular aún es bajo”, dice la veterinaria Carla Molento, de la Universidad Federal de Paraná (UFPR), coordinadora del programa Nuevo Ordenamiento de Investigación e Innovación en Proteínas Alternativas (Napi PA), auspiciado por la fundación Araucária, la agencia de financiación de la investigación científica del estado de Paraná. La preparación tecnológica es un método que evalúa el grado de madurez de una tecnología en el curso de su desarrollo, producción y comercialización. “Todavía se encuentra más en fase de investigación que de producción”.
Alternativas al suero fetal
Consciente de los problemas y perspectivas del área, la ingeniera de alimentos Rosana Goldbeck, de la Facultad de Ingeniería de Alimentos (FEA) de la Unicamp, comenzó a buscar en 2021 alternativas al suero fetal bovino. Esta sustancia, ampliamente utilizada en el campo de la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa, se extrae de la sangre de los fetos de las vacas preñadas enviadas al matadero. Es un insumo eficiente para la multiplicación celular, pero costoso de producir a escala industrial. “El suero supone un cargo para el proceso de producción, desde el punto de vista económico y ético, ya que se obtiene de una forma que causa sufrimiento al animal”, dice Goldbeck.
En su investigación doctoral, la ingeniera química Bárbara Flaibam, bajo la dirección de Goldbeck, encontró un sustituto: residuos vegetales como los salvados de soja, maní y girasol, la levadura de cerveza y subproductos de la producción de etanol de maíz. “Estos materiales, conocidos como hidrolizados proteicos, pues fueron sometidos a un proceso de ruptura proteica denominado hidrólisis, constituyen buenas fuentes de aminoácidos y péptidos para las células animales y podrían sustituir el aporte proteico del suero fetal bovino”, dice Flaibam.
Según los experimentos, descritos en un artículo publicado en mayo en la revista Innovative Food Science and Emerging Technologies, los hidrolizados proteicos resultaron bastante efectivos como sustitutos parciales del suero fetal bovino. No obstante, el suero incluye también otros componentes, tales como factores de crecimiento y hormonas, esenciales para la multiplicación celular. “Los hidrolizados podrían utilizarse para sustituir totalmente al suero siempre y cuando se les añadan los otros componentes esenciales que se encuentran a disposición en el mercado”, explica Flaibam.
Así y todo, ella sostiene que la sustitución sería positiva desde el punto de vista económico, ya que la disparidad de costos entre el suero fetal bovino y las alternativas vegetales es abismal. Mientras que el precio del suero fetal oscila entre 70 y 170 dólares el gramo (g), en la investigación de Flaibam ‒al cabo, todavía a escala de laboratorio‒, el extracto proteico de salvado de soja costó 1,1 dólares el gramo y el hidrolizado de salvado de soja, 17 centavos de dólar por gramo. Según Goldbeck, el suero fetal bovino representa el 95 % del costo de producción de la carne cultivada.
Algunas empresas del sector, tales como la neerlandesa Mosa Meat, la israelí Aleph Farms y la estadounidense Upside Foods, anuncian en sus páginas web que ya están produciendo alimentos sin suero fetal bovino, pero no revelan las sustancias utilizadas.
Mosa Meat | Natália Alves / cellvaMultiplicación de células musculares (núcleos en azul) en un medio de cultivo proteico (amarillo) de Mosa Meat, y grasa porcina cultivada de Cellva Ingredients (a la der.)Mosa Meat | Natália Alves / cellva
En Minas Gerais, un equipo del Cefet ha encarado otro desafío: el desarrollo de una carne de laboratorio similar a un bife, con un formato tridimensional más complejo que la masa proteica utilizada para producir nuggets o hamburguesas. La estrategia más utilizada para su obtención son las estructuras llamadas scaffolds ‒una especie de matrices artificiales con una disposición tridimensional‒ generalmente hechas de colágeno.
El equipo coordinado por la física Aline Bruna da Silva y la química Roberta Viana desarrolló una alternativa a base de polímeros biodegradables que contienen extracto de semillas de achiote (Bixa orellana), con propiedades regenerativas y antibacterianas. El trabajo dio lugar a la creación de una spin-off académica, Biomimetic Solutions, que pretendía producir y vender este tipo de material. Se probaron varios tipos de materiales poliméricos, como las nanofibras de acetato de celulosa, descritas en un artículo publicado en enero de 2024 en la revista Frontiers in Nutrition.
La empresa no prosperó, pero dos de sus fundadoras, Da Silva y la ingeniera de materiales Lorena Viana Souza, crearon otra startup en 2022: Moondo, para producir carne de pescado. “La carne blanca, al no tener demasiada grasa intramuscular, tiene un menor grado de complejidad que la roja”, dice Da Silva. En 2023, como investigadora del Cefet, participó en la producción de uno de los primeros prototipos de carne estructurada de Brasil, un pequeño trozo de filete de pollo, elaborado en conjunto con investigadores de la UFMG. Según Viana Souza, directora de operaciones de Moondo, están trabajando para captar recursos y buscan una incubadora que albergue el laboratorio de la empresa. Mientras tanto, la startup realiza investigaciones en forma conjunta con la UFMG y el Cefet.
Otras empresas están más avanzadas, como es el caso de Cellva Ingredients, que tiene previsto iniciar la producción a escala industrial de grasa porcina cultivada en laboratorio dentro de dos años. “Desde principios del año pasado hemos aumentado 10 veces nuestra capacidad productiva, y para finales de año estaremos produciendo 1 kilogramo [kg] de grasa cultivada por mes”, informa Bibiana Matte, cofundadora y directora científica de la compañía.
Doctora en odontología y luego volcada a la biotecnología, Matte había fundado en 2019 la startup Núcleo Vitro, en la capital de Rio Grande do Sul, con el foco puesto en la creación de modelos de piel sintética para pruebas de medicamentos y cosméticos (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 335). En 2021, decidida a incursionar en el campo de la carne cultivada, creó otra startup, Ambi Real Food, desempeñándose como directora científica de ambas empresas. Con el respaldo de la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de Rio Grande do Sul (Fapergs) y la colaboración de investigadores de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS) y de la Universidad de Vale do Rio dos Sinos (Unisinos), la startup produjo una hamburguesa a partir de células bovinas cultivadas, una de las primeras del país.
En 2022, Ambi Real Food se fusionó con Cellva Ingredients y cambió la hamburguesa por la grasa de cerdo. “En la actualidad somos 10 personas en la empresa, con diferentes formaciones, tales como biología, veterinaria, farmacia, ingeniería de alimentos y odontología”, dice Matte. Cellva también está invirtiendo en la producción de microtransportadores vegetales (pequeñas estructuras a las que se adhieren las células cuando se colocan dentro del biorreactor durante la fase de expansión celular) y microesferas (que permiten encapsular sustancias para añadir sabor y nutrientes al producto). “Nuestro objetivo es suministrar insumos e ingredientes a otras empresas”, comenta.
En 2021, durante un proyecto para desarrollar un filete de pollo sostenible, sintetizado en el laboratorio y apoyado por GFI, la ingeniera de alimentos Vivian Feddern, entonces líder de la iniciativa, y la veterinaria Ana Paula Bastos, ambas de la unidad de Porcinos y Aves de la estatal Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa) en Concórdia, Santa Catarina, se dieron cuenta de que hacía falta un banco de células para el mercado de carne cultivada.
La idea se fortaleció durante la Primera Jornada de Carne Cultivada organizada por Embrapa en Santa Catarina, en agosto de 2022. “Algunos participantes dieron cuenta de la dificultad para obtener células y otros dijeron que sería interesante contar con un banco biológico para agilizar el proceso, tanto para los que investigan como para las startups”, dice Feddern, autora principal de un informe publicado en diciembre de 2022 con un análisis de este mercado en Brasil y en el resto del mundo. El banco de células, estima Bastos, podría estar disponible en cinco años: “Ya contamos con cantidad suficiente de células de pollo y estamos empezando a producir células porcinas y bovinas”.
Como presidenta de la Asociación Brasileña de Agricultura Celular (Abac) y coordinadora de la primera carrera de agricultura celular del programa de posgrado de la UFPR, Carla Molento subraya: “Ahora es el momento de compartir información. Si no aprovechamos este impulso, podemos perder una oportunidad única de insertarnos en una nueva área de la biotecnología”. Según estimaciones de la consultora estadounidense AT Kearney, en 2040 el mundo estará consumiendo un 35 % de carne celular, un 25 % de carne producida a base de plantas y un 40 % de carne convencional.
La carne cultivada todavía no se encuentra a la venta en el país, pero se la puede encontrar en tiendas y restaurantes de Singapur y Estados Unidos
Upside FoodsFilete de pollo con células cultivadas de Upside FoodsUpside Foods
De momento, si un brasileño pretende degustar un plato de carne cultivada en un restaurante tendrá que recorrer casi 17.000 kilómetros. Los dos únicos restaurantes que ya incluyen en su menú el Forged Parfait, un producto de la startup australiana Vow, dirigido al mercado de lujo, se encuentran en Singapur. Con base en el cultivo de células de codorniz japonesa, Vow ha elaborado un paté con aspecto de foie gras (paté de hígado de ganso o pato), que se sirve como ingrediente o complemento de platos sofisticados.
Otra posibilidad, también en Singapur, es comprar un pollo cultivado de la marca Good Meat en la sección de congelados de la tienda de alimentos selectos Huber’s Butchery. Este alimento, producido por la empresa californiana Eat Just, es un híbrido elaborado a partir de un 3 % de carne cultivada y un 97 % de carne a base de plantas lanzado al mercado en mayo de este año. Viene en un paquete de 120 gramos y cuesta el equivalente a 28 reales.
En diciembre de 2020, Singapur se convirtió en el primer país que aprobó la comercialización de carne cultivada. El siguiente fue Estados Unidos, en junio de 2023, concediendo la aprobación para la venta del pollo de las empresas Upside Foods y Eat Just. Estos productos han llegado a ofrecerse en un restaurante de Singapur y en dos de Estados Unidos, pero por poco tiempo. En febrero de 2024, los fabricantes anunciaron la suspensión de su convenio con los restaurantes, para centrar sus esfuerzos en la producción a gran escala y la reducción de los costos.
En enero de este año, Israel concedió autorización a la empresa Aleph Farms para la comercialización de su Petit Steak y se convertirá en el primer país en vender carne bovina cultivada. La empresa anuncia en su sitio web que “en breve” el producto estará en el mercado.
Este artículo salió publicado con el título “Nuevas formas de producir carne” en la edición impresa n° 343 de septiembre de 2024.
Artículos científicos
FLAIBAM, B. et al. Low-cost protein extracts and hydrolysates from plant-based agro-industrial waste: Inputs of interest for cultured meat. Innovative Food Science and Emerging Technologies. v. 93, 103644. may. 2024.
SANTOS, A. E. A. et al. Random cellulose acetate nanofibers: A breakthrough for cultivated meat production. Frontiers in Nutrition. v. 10. 4 ene. 2024.
YUN, S. H. et al. Current research, industrialization status, and future Perspective of Cultured Meat. Food Science of Animal Resources Food. v. 44, n. 3, p. 570-85. 1º may. 2024.
BATTLE, M. et al. 2023 State of the industry report: Cultivated meat and seafood. The Good Food Institute. 2024.
BENSON, L.; GREENE, J. L. Cell-cultivated meat: An Overview. Congressional Research Service. sep. 2023.
FEDDERN, V. et al. I Jornada de Carne Cultivada: uma visão sistêmica sobre terminologias, aspectos legais, nutricionais, considerações sobre consumidor e mercado potencial, métodos e meios de cultivo. Embrapa Suínos e Aves, dic. 2022.
