Ciencia de los alimentos

El estudio de los alimentos (tanto la materia prima como el producto acabado) desde todas sus perspectivas físico-químicas, microbiológicas, bioquímicas y tecnológicas (incluidas la nutrición, la sensorial, la comercialización, la logística, la legislación y la gestión de la calidad) es el principal objetivo del campo multidisciplinar de la ciencia conocido como ciencia de los alimentos. Este estudio abarca todo el proceso industrial, desde la producción hasta el consumo.

Aunque el estudio de la ciencia de los alimentos comenzó en la segunda mitad del siglo XIX, los gobiernos han estado preocupados por la fiabilidad de los sistemas de suministro de alimentos desde que surgieron las primeras comunidades hace miles de años. Uno de los tipos más antiguos de control gubernamental de la actividad empresarial era la protección del consumidor contra la adulteración y falsificación de alimentos. Este tipo de legislación estaba presente en Egipto, China, Grecia y Roma.

Desde la revolución industrial, la sociedad ha experimentado cambios significativos, entre ellos la intensificación de la urbanización, con un aumento de la población que se traslada del campo a la ciudad, y el traslado de la producción de alimentos del hogar al entorno industrial. Esta práctica, que dio lugar a densas poblaciones, también trajo consigo una serie de problemas sanitarios debido a las condiciones de vida insalubres, la mala calidad de los alimentos, su adulteración y el fraude alimentario. El gobierno tuvo que emplearse a fondo para cambiar la situación, lo que requirió la construcción de institutos de control e investigación, así como instalaciones de laboratorio.

Aunque la situación es sustancialmente diferente hoy en día, especialmente en las naciones industrializadas, la calidad y la seguridad de los alimentos siguen siendo preocupaciones importantes en el campo de la ciencia de los alimentos.

Descubra algunos de los subcampos de la disciplina de la ciencia de los alimentos:

Biotecnología

El conjunto de conocimientos que permite utilizar organismos vivos o sus componentes (células, orgánulos, moléculas) para la producción de productos se conoce como biotecnología.

La microbiología, la química, la genética, la fisiología, la biología celular, la bioquímica, la informática, la robótica y otros campos de estudio se incluyen en el campo de la biotecnología.

La biotecnología moderna comenzó en los años 70 con el descubrimiento de la tecnología del ADN recombinante, que permitía transferir genes de una especie a otra y dio lugar a los organismos modificados genéticamente. Este hallazgo desencadenó una auténtica revolución en la biotecnología al permitir un enfoque más específico de las modificaciones genéticas, acelerar el proceso de obtención de resultados y recortar gastos.

El crecimiento de la informática ayudó significativamente a la biotecnología moderna, dando lugar al asombroso avance de las llamadas ciencias ómicas (genómica, proteómica y metabolómica). Un ejemplo de este desarrollo es la secuenciación de todos los genes del genoma humano, así como de los genomas de otros seres vivos.

Ingeniería de alimentos

La ingeniería alimentaria investiga los métodos utilizados en la producción, manipulación, acondicionamiento, conservación y control de calidad de los alimentos. Además, puede ayudar en el desarrollo de técnicas y equipos para la producción de alimentos, así como en la administración general de operaciones tecnológicas.

Microbiología

Con ayuda del empleo de un equipo de laboratorio de alimentos, el campo científico de la microbiología alimentaria se centra en el estudio de los microorganismos que habitan, crecen e infectan los alimentos, con especial atención a los que provocan su degradación o deterioro. Junto con los microbios patógenos, que pueden encontrarse en los alimentos y causar diversas dolencias, estos gérmenes son perjudiciales para el ser humano. Los probióticos y los microbios utilizados para fabricar queso, pan, cerveza, vinagre, salami y vino son ejemplos de microorganismos adicionales que se añaden a los alimentos por sus efectos positivos.

Historia del campo de la nutrición

La nutrición investiga los componentes de los alimentos y cómo afectan al cuerpo humano. Supervisa programas de nutrición en diversas organizaciones, como empresas, hospitales, balnearios y escuelas, con el objetivo de promover una dieta equilibrada.

Lavoisier, que examinó los mecanismos de la combustión de los alimentos y la respiración celular entre 1790 y 1794 utilizando complejos aparatos inventados por él y bautizados como calorímetros, es considerado el "Padre de la Nutrición". Sus investigaciones pusieron de manifiesto que nuestro organismo obtiene su energía de la combustión controlada de los alimentos, que produce CO2, H2O y unas 2,000 calorías al día.

La gelatina no era un alimento completo, según Françoise Magendie, que la examinó durante diez años a principios del siglo XIX y llegó a esa conclusión tras realizar varios ensayos. Los científicos de la época pensaban que podía haber una dieta que satisficiera todas las necesidades de una persona. Más tarde, se descubrió que no existen alimentos completos, a excepción de la leche materna, lo que hace necesaria una dieta diversificada para recibir todos los compuestos químicos que necesita el cuerpo humano.

Las leguminosas, como los frijoles y la soja, son capaces de utilizar el nitrógeno de la atmósfera en su metabolismo, como descubrió Jean Baptiste Bussingault en la década de 1830. Según las investigaciones de Dumas, sólo las plantas pueden producir compuestos nitrogenados, y sólo los animales pueden oxidar la materia orgánica procedente de las plantas. Por otra parte, Justus Liebig llegó a la conclusión de que los animales también son capaces de rebajar la materia orgánica porque pueden convertir los carbohidratos en grasa.

John Young, William Beaumont y Claude Bernard llevaron a cabo extensas investigaciones sobre el proceso digestivo en la primera mitad del siglo XIX e hicieron importantes contribuciones a los campos de la fisiología y la nutrición.

James Lind descubrió en 1746 que los cítricos, como los limones y las naranjas, podían curar a los marineros del escorbuto. Entre 1845 y 1871 se descubrió que la papa, las verduras frescas y los jugos de frutas también tenían un efecto antiescorbútico. El ácido ascórbico (vitamina C) no se conoció como agente antiescorbútico hasta muchos años después.

A lo largo del primer tercio del siglo XX, o la "era de las vitaminas", se relacionaron numerosas enfermedades con compuestos concretos, lo que sentó las bases para el avance de la nutrición. La carencia de vitamina A provoca ceguera nocturna y la falta de vitamina D causa raquitismo.

Tras esa etapa, la fisiología, la nutrición, la bioquímica y la biología experimentaron un rápido desarrollo, en gran medida porque por primera vez se utilizaron microbios como modelos de estudio. Los microorganismos son excelentes para ello porque proliferan rápidamente, ocupan poco espacio y permiten manipular los factores ambientales.

El estudio intensivo de los microbios también condujo al descubrimiento de las enzimas de restricción a principios de la década de 1970, lo que supuso un paso crucial en la creación de técnicas de ADN recombinante y el inicio de la biotecnología moderna.

El auge de los alimentos funcionales y el desarrollo de la nutrigenómica, que conectan la nutrición con la genómica, han contribuido al fuerte desarrollo reciente de la nutrición.