Cómo la lechuga podría convertirse en la próxima fuente de proteína cárnica

Un estudio del Imperial College London revela que la proteína muscular mioglobina ya puede producirse en cloroplastos de lechuga y tabaco, un avance que plantea una vía alternativa para fabricar ingredientes de carne vegetal con menor uso de tierra, agua y emisiones que la ganadería, en un mercado que hoy mueve entre 6.700 millones y 8.100 millones de euros al año, informó el portal científico Phys.org.

El crecimiento del área refleja ese impulso: el sector de alternativas a la carne crecería entre 8,1% y 12,3% anual durante la próxima década. Ese impulso, conforme al portal, responde a tres factores: el costo ambiental de criar ganado, las emisiones de metano y óxido nitroso, y la preocupación de una parte de los consumidores por el sufrimiento animal.

El trabajo, publicado en Frontiers in Plant Science, se presenta como una prueba de principio frente a uno de los métodos más usados para fabricar carne sintética o análogos cárnicos: la ingeniería microbiana, que inserta genes de proteínas animales en bacterias o levaduras para producirlas a gran escala en biorreactores.

La investigadora del Imperial College London, Alexia Groff, explicó que su equipo mostró que las plantas pueden ser modificadas para producir mioglobina animal en sus cloroplastos, los compartimentos celulares responsables de la fotosíntesis. A su juicio, eso podría ofrecer una forma más sostenible de obtener un ingrediente importante para productos cárnicos de origen vegetal.

Mayor rendimiento de mioglobina vegetal en cloroplastos

La mioglobina es una proteína presente en el corazón y en el músculo esquelético de los vertebrados. Su alto contenido de hierro aporta a la carne un sabor metálico y umami, mientras que el oxígeno unido a ella le da su color rojo.

Para producir mioglobina en los cloroplastos, los investigadores clonaron genes de mioglobina de cerdo y de ganado vacuno. Después usaron una “pistola de genes” para disparar físicamente copias de esos genes dentro de los cloroplastos de plántulas de tabaco y lechuga cultivadas en laboratorio.

Las pruebas confirmaron que algunas plántulas integraron el gen en el pequeño genoma circular de sus cloroplastos. Esas plantas crecieron hasta la adultez, florecieron, produjeron semillas y transmitieron el transgén a su descendencia.

Como comparación, el equipo también introdujo el gen en el genoma nuclear, el material genético principal de la célula y mucho más grande, de ambas especies vegetales. Además, lo insertó en el cloroplasto del alga verde unicelular Chlamydomonas reinhardtii, un organismo modelo en investigación biológica.

Groff señaló que los cloroplastos, por su origen bacteriano y su elevado número de copias por célula, suelen ser mucho más eficaces que el núcleo, donde se aloja el genoma del organismo, para fabricar grandes cantidades de proteínas.

Y añadió que el tabaco se usó como la mejor planta modelo para desarrollar la tecnología y la lechuga por ser un cultivo comestible que podría destinarse en el futuro a la producción de ingredientes alimentarios.

Las mediciones mediante cromatografía líquida y espectrometría de masas mostraron rendimientos de aproximadamente 800 mg por kilogramo de peso seco en tabaco y 810 mg por kilogramo en lechuga. Esa producción, indicó el portal, fue al menos tres veces superior a la obtenida en plantas de tabaco con el transgén insertado en el genoma nuclear.

La carne real, en comparación, contiene entre 8,1 y 11,2 mg de mioglobina por gramo de peso seco. Aun así, los autores sostuvieron que el cultivo de plantas utiliza recursos de forma mucho más eficiente que la producción ganadera, por lo que la mioglobina derivada de plantas podría alcanzar rendimientos proteicos por hectárea comparables, e incluso potencialmente superiores, a los de la agricultura animal, con un consumo de agua y unas emisiones de gases de efecto invernadero sustancialmente menores.

Extracción y uso alimentario de la proteína

La mioglobina obtenida en hojas podría extraerse y purificarse con métodos industriales de purificación de proteínas y, como es idéntica a la mioglobina animal, podría incorporarse después a productos de carne vegetal para mejorar color, sabor y valor nutricional, describió Groff.

La meta no sería convertir a la planta en un sustituto cárnico completo, sino en una fábrica biológica de un ingrediente puntual que hoy resulta clave para reproducir rasgos sensoriales de la carne.

La coautora Kyoko Morimoto, directora científica de la empresa biotecnológica vegetal Kyomei, con sede en Cambridge, añadió que también esperan que la lechuga comestible modificada para expresar mioglobina pueda servir algún día como alimento biofortificado enriquecido con hierro hemo. Esa posibilidad, precisó, dependerá de la aprobación legislativa.