Mag. Norma Elizabeth Gamarra Ramrez

ngamarra4@hotmail.com

Universidad NacionalSantiago Antnez de MayoloFacultad de Ingeniera de Industrias Alimentarias

ObjetivosConocer el significado de los conceptos y principios bsicos de Biotecnologa.Identificar las aplicaciones de la Biotecnologa.Conocer las regulaciones y mitos sobre la Biotecnologa.

La biotecnologa ha sido utilizada por el hombre desde los comienzos de la historia en actividades tales como la preparacin del pan y de bebidas alcohlicas o el mejoramiento de cultivos y de animales domsticos.

Podemos decir que la biotecnologa abarca desde la biotecnologa tradicional, muy conocidas y establecidas, y por tanto utilizadas, como por ejemplo la fermentacin de alimentos, hasta la biotecnologa moderna.

Estan basadas en la utilizacin de las nuevas tcnicas del DNA recombinante (ingeniera gentica), los anticuerpos monoclonales y los nuevos mtodos de cultivo de clulas y tejidos.

Procesos como la produccin de cerveza, vino, queso y yogurt implican el uso de bacterias o levaduras con el fin de convertir un producto natural como la leche, en un producto de fermentacin ms apetecible como el yogurt.

DefinicinEn trminos generales biotecnologa se puede definir como: el uso de organismos vivos o de compuestos obtenidos de organismos vivos para obtener productos de valor para el hombre.

La biotecnologa moderna est compuesta por una variedad de tcnicas derivadas de la investigacin en biologa celular y molecular.

Estas pueden ser utilizadas en cualquier industria que utilice microorganismos o clulas vegetales o animales.

Es la aplicacin comercial de organismos vivos o sus productos, la cual involucra la manipulacin deliberada de sus molculas de DNA.

Cul es la relacin de la Biotecnologa con la Seguridad Alimentaria?

Importancia de los alimentosBiolgica -fuente de nutricin y energaSocial- celebraciones, compartir,agradarCultural platos especiales con ingredientes particularesEconmica produccin, procesamiento, almacenaje, servicio,exportacin,importacin

Sin alimentos NO VIVIMOS

Expectativas del consumidorLos consumidores son cada vez ms exigentes en cuanto a la calidad de los alimentos que reciben EN TODO EL SENTIDO DE LA PALABRA.-color, textura, aroma, sabor-libre de grasa, sin colesterol, bajo en hidratos de carbono,frmulas para infantes, para envejecientes, para diabticos, para hipertensos, etc.-deshidratados, atmsferas reducidas, enlatados, UHT, etc.

Expectativas del consumidorBajo ningn concepto los alimentos deben representar un riesgo a la salud.

La Cumbre Mundial sobre la Alimentacin, organizada en 1996 por la FAO -Organizacin de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentacin- defini que existe seguridad alimentaria cuando todas las personas tienen en todo momento acceso fsico y econmico a suficientes alimentos inocuos y nutritivos para satisfacer sus necesidades alimentarias y sus preferencias en cuanto a los alimentos, a fin de llevar una vida activa y sana.

SEGURIDAD DE ALIMENTOSAlgo de historia.Dcada de los 90 estudios epidemiolgicos en EU y en otros pases reconocen el aumento de casos de enfermedades alimentarias y el impacto de stas.Informacin presentada por un estudio abarcador del Centro de Control de Enfermedades de Estados Unidos, conocido por sus siglas en ingls como el CDC ( Center for Disease Control) indicaba que:Cerca de 76 milliones de personas padecan enfermedades alimentarias anualmente Ocurran ms de 300,000 hospitalizacionesMoran 5,000 estadounidenses, principalmente infantes, envejecientes y personas inmunocomprometidas.

Seguridad de alimentosLa Asociacin Nacional de Restaurantes de EU estima que el costo de un brote alimentario es inmenso en la industria de servicio de comidas:prdida de ventas y de clientelaprdida de prestigio y reputacindemandas y casos en corteaumento en primas de segurosbaja en la estima del personal

El riesgo de enfermedades alimentarias ha aumentado debido a varios factores:

El surgimiento de nuevos patgenos alimentarios La importacin de alimentos desde pases donde no se han desarrollado buenas prcticas de seguridad de alimentosCambios en la composicin de los alimentosaumento en el consumo de alimentos listos para servirAumento en la poblacin de individuos susceptibles a contraer enfermedades alimentariasCambios frecuentes en el personal que trabaja con alimentos, lo que dificulta manejar de forma efectiva un sistema de seguridad de alimentos

Cambios en la produccin y sistemas de distribucin de alimentosFalta de apoyo y de infraestructura necesaria en los sistemas de salud pblica para atender casos de enfermedades alimentariasAumento en la cantidad de viajes exponindonos a nuevos ambientes

La inocuidad de los alimentos se ve amenazada por la presencia de diferentes agentes.Alergenos,sustancias antinutricionalesAgentes infecciosos(bacterias,virus,priones)Biotoxinas(bacterianas,micotoxinas,toxinas marinas)Fertilizantes,Plaguicidas,Aditivos,Frmacos

Aplicaciones de la biotecnologa a la seguridad de alimentosDeteccin rpida y especfica de:AlergenosPatgenosToxinasPesticidasFrmacosAntinutrientes

Hoja1

AgentesSistemas de deteccin biotecnolgicos

biosensoresPCRELISAinmunoblotting

antinutrientes**

alrgenos****

aditivos*

plaguicidas**

fertilizantes*

frmacos**

metales pesados*

virus***

priones**

bacterias***

toxinas marinas**

toxinas bacterianas***

micotoxinas**

Hoja2

Hoja3

Conservacin de alimentos Aplicacin de la biotecnologa:Produccin de bacteriocinas. Las bacteriocinas son pptidos de origen bacteriano con capacidad antimicrobiana, es por ello que tienen un gran potencial como agente conservante de alimentos. Las ms conocidas son la nisina, pediocina y la lactococcina. Estas sustancias son producidas por bacterias cido-lcticas y atacan a bacterias relacionadas con la cepa productora, entre las que se encuentran cepas alterantes y patgenas frecuentes en los alimentos. En la actualidad, algunas de estos pptidos se estn utilizando en la conservacin de productos lcteos, crnicos y vegetales poco procesados. Se espera que un futuro reemplacen a los aditivos qumicos.

Prolongacin de la vida til de un producto - Cuando se obtienen frutas con vida til prolongada se incide indirectamente en la seguridad alimentaria ya que, al tener inhibido el proceso de maduracin, son productos con menor contaminacin microbiana. Actualmente se estn desarrollando plantas transgnicas cuyos frutos tienen maduracin retardada, plantas con frutos con mayor resistencia fsica al ataque bacteriano, plantas con menor produccin de etileno (hormona responsable de la maduracin), plantas con bloqueo del proceso de senescencia que interviene en la maduracin del fruto antes y despus de la cosecha.

Identificacin de especies -Uno de los objetivos de la seguridad alimentaria es conocer la procedencia de un producto. Es para ello que se utilizan tcnicas analticas, que permitan determinar el origen de los animales o plantas que se utilizan para la elaboracin de un alimento (trazabilidad).Estas tcnicas se usan principalmente para la deteccin de fraudes. Por ejemplo, se pueden encontrar a la venta productos de calidad inferior a la denominada en su etiqueta, o se modifican los ingredientes de los mismos para abaratar costos, pudiendo esto originar problemas de salud.

Nutrigenmica Es el estudio de cmo interacta la informacin de los alimentos con la de los genes y sus consecuencias, relacionando la investigacin genmica y biotecnolgica con la nutricin. sta surge de los rpidos avances en el conocimiento del genoma humano, de sus mecanismos de regulacin y del conocimiento de cmo ciertos alimentos inciden en estos sistemas. As, la nutrigenmica permitir mejorar tanto la seguridad como la eficiencia de los alimentos.Como todos somos distintos, cada uno puede reaccionar de un modo diferente a una dieta convencional, as la clave est en los genes y en ellos se puede averiguar la dieta ptima gracias a la nutrigenmica.

NutrigenmicaLos expertos e investigadores tienen claro que los nutrientes y algunos alimentos propician una accin protectora frente a algunas enfermedades en determinadas personas, mientras que en otras las provocan. Al igual que el mtodo de coccin o elaboracin, por ejemplo, una carne a la brasa muy hecha puede ser beneficiosa para unos, pero perjudicial para otros.Este nuevo concepto nutricional crecer a gran escala, cosa que no agrada tanto a las empresas farmacuticas. La sociedad pide cada vez mejores alimentos para cuidar su salud y seguramente en un futuro prximo cambiarn los hbitos alimenticios de muchas personas al conocer cual es la incidencia de los alimentos que toman.

Biotecnologa VsTecnologa Alimentaria

como estamosNewton. Lo que sabemos es una gota, lo que ignoramos, un inmenso ocano. La admirable disposicin y armona del universo no ha podido salir sino del plan de un ser omnisciente y omnipotente.

agriculturaPoca competitividad en produccin bsicaAlta presin hacia eficiencia por la tasa de cambio fijaDos cultivos de importancia: caa y cafPoco valor agregado en los productosAlta dependencia en la Importacin de productos frescosCultivos industriales poco desarrollados: algodn, kenaf, paste, maderas etcPoca integracin de las cadenas de valor

agroindustriaPoca inversin en agroindustriasPoca innovacin de productos agroindustrialesProductos tnicos con interesantes valores de exportacin de productos procesados, pero con muy poca estandarizacin y calidad.Certificaciones de origen.Materias primas de produccin regionaloportunidades

los consumidoresCuales son las grandes tendencias en el consumo de productos

Calidad y trazabilidadCaracterizacin y control de los productosControl de los Procesos en LneaControl de la calidad final

tecnologasSensores para el anlisis en tiempo real de los contaminantes.Sensores de gases en la lnea de productos y empaquesBiosensores accesibles a la industriaUso de PCR y sondas de DNA para deteccin y control de patgenosTecnologas no destructivas en deteccin de parmetros internosUso de Marcadores moleculares para identificar especies

empaques y envasesEl consumidor busca nuevos envasesmenos contaminantesmas funcionalesque preserven mejor la calidadEmbalajes mas funcionales

tecnologasSustitucion de materiales tradicionalesNuevos materialesEnvaces activosDiseos nuevos de union I cierre

informacinLa calidad del productoSus contenidos y formas de produccinQuien los produceLas formas mas adecuadas de preparacin y consumoLas indicaciones de vencimientosLa deposicin o reciclaje de empaques.

tecnologasAplicacion de tecnologias de informacion en la empresa para la mejora de la gestion de bases de datos.Informatica en la TrazabilidadInformacion en linea y en tiempo real. Tanto a la industria como a los consumidores.

tendencias tecnolgicas Un experto es una persona que ha cometido todos los errores que se pueden cometer en un determinado campo. Niels Bohr

Conservacin y envasado Procesos aspticos, reduccin de preservantes y sustitucin por procesos.Coccin al vaco, para restitucin de alimentos para el consumoAltas presiones para higienizacinMicroondas al vaco para deshidratacin.Envases Activos envases que interactan con el alimentoPulsos Elctricos, alto voltaje para higienizacin de alimentosProcesos Biolgicos uso de preservantes y aditivos no sintticos.

produccinTecnologas de separacin: micro filtracin, ultra filtracin y ao filtracin.Extracciones por fluidos supercrticos con gases inertes y altas presiones, para productos de matrices complejas.Fermentacin y maduracin, cepas de cultivos especficos, starters.Tecnologas enzimticos: enzimas termo resistentes para la produccin.Otras: liofilizacin, atomizacin, microencapsulacion, recubrimientos.Simulacin: uso de la bioinformtica

productos innovadoresProductos funcionales pero saludables.Productos alimenticios intermediosModificacin gentica para materias primas adaptadas a procesos especficos.Produccin de enzimas y protenas de origen celular.Preservantes y resaltadores de caractersticas de los alimentos a partir de bacterias y levadurasUsos de microorganismo no patgenos para suprimir crecimiento de otros dainos

Produccin limpiaReduccin de efluentes y residuos de origenRecuperacinValorizacin energtica de residuos y lodosDesinfeccin y estabilizacin de FangosCaracterizacin de efluentes

ideas y proyectosNunca es tiempo perdido el que se emplea en escuchar con humildad cosas que no se entienden. Eugenio D'Ors

Uso de levaduras como resaltadores de sabor y sustitucion de productos sinteticos: NUGGETS y PATTIES, EMBUTIDOS y otros carnicosproductos crnicos

uso de suero de lecheEvaluacin del uso de suero de leche como sustrato para la produccin de Levadura tipo Kluveromices fragilis. Para su posterior uso en la industria quesera.

marcadores molecularesDeterminacion de marcadores moleculares de caf Bourbon para ser usado como base de certificacin gentica y trazabilidadad

Emprendimientos Produccin Hongos comestibles.Produccin fresa bajo Invernadero.Salsa de tamarindoFrutas en almibar y hortalizas en salmuera.Frutas deshidratadasBebida tipoCaf de MaizBiocombustibles.Dulces de Coco.Clonacin InVitro: plantas

BiotecnologaTecnologa del ADNMaq. Genticas para hacer nuevas protenasGenomicaDeteccin de GenesSensores para la deteccin de desordenes genticosReemplazo de genes y EnzimasTerapia gnicaIngeniera gentica y protemicaMicrobios: procesos de fermentacinPlantas: reemplazo o eliminacin de genesAnimales: mejoramiento gentico ToleranciasCultivo de clulasAnticuerpos MonoclonalesDiagnsticosControl de las enfermedades mas complejasBiosensores

Mayor eficiencia en el mejoramiento genticoUso de cultivos modificados genticamente con caractersticas especiales de:Resistencia a sequa. Inundaciones, stress en generalResistencia a enfermedades de difcil combate: virus, micoplasmas, etc..Mejores rendimientos y menor uso de agroqumicosMejor vida y presentacin de los productosClonacin vegetal industrializadaProduccin de Biopesticidas y BiofertilizantesUtilizacin de prebiticos en la nutricin animalEspecies de explotacin comercial OVM: Ej. Tilapia monosexo

Aplicaciones de la Biotecnologa

Son los pases Latinoamericanos y el Caribe activos en la investigacin y desarrollo en materia de biotecnologa?S, muchos de los pases en Amrica Latina y el Caribe estn llevando a cabo investigaciones en biotecnologa como herramienta para incrementar la productividad agrcola.

Principalmente los centros de investigacin, y particularmente aquellos asociados con universidades, estn trabajando en investigacin en reas tales como resistencia a enfermedades, mejoramiento de calidad del producto y resistencia a factores abiticos, patgenos, virus, etc.

Algunas de las investigaciones ms avanzadas se llevan a cabo en Argentina, Brasil, Chile, Cuba y Mxico.

CRITICAS A LA BIOTECNOLOGA Algunos pases se han opuesto a ciertos aspectos de la biotecnologa, al igual que muchas organizaciones ecologistas.

Las crticas que se hacen a la biotecnologa se basan en la incapacidad de predecir lo que puede ocurrir al liberar organismos modificados genticamente al medio ambiente, as como en la posibilidad de que los nuevos genes que estos organismos transportan puedan causar daos si llegan o se trasladan a otros organismos vivos.

CRITICAS A LA BIOTECNOLOGA - continuacinSin embargo, los defensores de estas tcnicas argumentan que la precisin de la ingeniera gentica, comparada con las transferencias de genes que se producen habitualmente en la naturaleza, reduce ms que incrementa dicho peligro.

Adems, los comits oficiales que regulan la biotecnologa en los diferentes pases valoran cuidadosamente estos riesgos antes de permitir que se lleve a cabo cualquiera de estos experimentos.

Ejemplos del Uso de la BiotecnologaLa Biotecnologa es utilizado para producir cosechas de maz, soya y algodn resistentes a insectos, tal que no requieren pesticidas que son peligrosos para el ambiente. Esto aumenta la productividad en la agricultura.

Si eres intolerante a la lactosa, tu puedes disfrutar leche que utilizan enzimas para remover la lactosa.

Las enzimas son utilizadas para producir algunos alimentos como la cerveza, el vino, yogurt y queso.

Insulina recombinante fue la primera medicina que se produjo mediante biotecnologa (Insulina Humana).

Drogas casadoras de cogulos creadas por biotecnologa son utilizadas para disolver bloqueos que causan ataques al corazn y pueden ser utilizadas para detener un derrame en progreso.

La nueva generacin de soya, canola y girasol creadas por biotecnologa producen aceites que son bajos en grasas trans.

Se han creado nuevos plsticos y combustibles del maz y otras plantas evitando el uso de productos derivados de petroleo.

Ejemplos del Uso de la Biotecnologa - continuacin

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