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Las levaduras como alimento

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El conocimiento de las propiedades nutricionales beneficiosas de la levadura, en principio con relación a la alimentación de animales para pieles, aves de corral, pescados y abejas, se remonta a más de 200 años de antigüedad. Desde entonces las levaduras se han utilizado tanto para nutrición humana como animal (vacunos, aves de corral, cerdos, etc.), generalmente bajo la forma de productos secos o semisólidos, básicamente por ser alimentos ricos en proteínas. La diferencia cualitativa entre la levadura destinada al consumo humano o al animal se basa en los estándares establecidos por los organismos oficiales, organizaciones farmacéuticas y por los productores de las mismas, en relación con variables como: contenido de humedad, minerales, vitaminas, proteínas; características microbiológicas, sabor y color.

 

Conviene destacar que la levadura prensada, activa (con aproximadamente 70 por ciento de humedad), de uso generalizado en panificación, no es conveniente para usos nutricionales (o medicinales), dada su actividad en fermentar carbohidratos produciendo CO2, que puede causar trastornos gastrointestinales. Además esta levadura activa puede remover del organismo vitaminas, principalmente B1 y B2, lográndose así un efecto contrario al deseado. De allí que la levadura que consideramos apta para el consumo humano y animal se trata de una levadura inactiva.

 

Aunque se ha investigado sobre un amplio rango de especies de levaduras con fines alimentarios, tradicionalmente, solo un número limitado de especies han sido explotadas comercialmente como fuente de alimento. La razón para esto ha sido la producción a gran escala de las levaduras empleadas primariamente para producir pan, vino y cerveza (principalmente Saccharomyces spp), de las que se conoce muy bien su forma de propagación, su bioquímica y su genética, lo que las hace aceptables por el público.

 

Sistemas de Producción y Levaduras Involucradas

 

Actualmente, se utiliza una amplia variedad de procesos para la producción comercial de levaduras con fines alimenticios para el hombre y animales.

Según la materia prima carbonada utilizada para su propagación, se pueden dividir en:

 

a)     Carbohidratos:

 

1. Azucares de caña y de remolacha: Determinados extractos de la caña de azúcar y de la remolacha (melazas) son fuentes de hidratos de carbono utilizados para la propagación de la levadura. La especie de levadura utilizada y propagada aeróbicamente o anaeróbicamente, primariamente, para panificación o producción de etanol -respectivamente- y cuyo exceso se utiliza como levadura para fines alimenticios, es casi exclusivamente la S. cerevisiae. Dado que la presencia de azúcares fermentables por las levaduras en las melazas es cada vez menor, su uso como sustrato de propagación solo se justificará basándose en su precio (en este caso, la levadura remanente de la industria cervecera se presenta como una muy buena alternativa, por su bajo costo, frente a la levadura de panadería).

 

Hay otras levaduras propagadas aeróbicamente en estos sustratos en forma primaria, para ser utilizadas para alimentos, como algunas cepas del género Candida. Se ha sugerido que ésta y otras especies de levadura estarían mejor adaptadas que la S. cerevisiae para la producción de levadura alimenticia, dado su metabolismo netamente oxidativo y la ausencia del “efecto glucosa” (Crabtree).

 

2. Madera y restos de plantas anuales: La presencia en la madera y en restos vegetales de carbohidratos tales como celulosa y hemicelulosas (además de lignina, ácidos orgánicos y minerales), hacen de estos materiales vegetales un buen sustrato de propagación, luego de la hidrólisis química o conversión enzimática de estos compuestos en azúcares más simples y asimilables por las levaduras. Algunas especies de Candida (v.g. C. utilis) son propagadas en estos tipos de sustratos. Dentro de esta categoría de sustratos de propagación podemos incluir al desecho de sulfito de la industria del papel y a los almidones, tales como los desechos de la industria del almidón de papa, y de otros carbohidratos de origen vegetal.

 

3. Suero de leche: Este producto derivado de la quesería, que contiene lactosa, ha sido utilizado para la propagación aeróbica, primariamente, para producir levadura alimenticia, o anaeróbicamente para obtener etanol y residualmente levadura. Las especies utilizadas son aquellas que presentan actividad b-galactosidas, como por ejemplo Candida spp, S. lactis y Kluyveromyces fragilis.

 

 

b)     Hidrocarburos:

 

A pesar de las dificultades biotecnológicas que implican la propagación de microorganismos sobre estos medios, y de la posibilidad de que el producto final pueda retener sustratos residuales y solventes orgánicos potencialmente tóxicos, actualmente se propagan levaduras destinadas al uso alimentario aeróbicamente sobre hidrocarburos. A las levaduras obtenidas de esta forma se las llamó originalmente “Proteínas Unicelulares” (en inglés SCP), aunque más correctamente debería llamársele “Biomasa Microbiana”.

 

Los sustratos de propagación son principalmente n-alcanos (derivados del petróleo) de C10-C18, metano y metanol. Las especies involucradas corresponden generalmente a los géneros: Kloeckera, Candida, Pichia y Hansenula.

 

Composición General

 

Aunque los sustratos utilizados, los procesos productivos involucrados y especies de levadura propagadas son muy variables, la composición de las levaduras usadas como alimento es considerablemente uniforme. Porcentajes típicos de los principales elementos, por peso de materia seca de levadura, son: 45% de carbono, 31 por ciento de oxígeno, 9 por ciento de nitrógeno, 6 por ciento de hidrógeno -una fórmula empírica de la materia seca de la levadura de panadería es C6 H10 O3 N-, y 9% de material inorgánico, principalmente potasio, fósforo, azufre y magnesio.

 

Aunque la combinación de nutrientes presentes en la levadura es importante por si misma, es posible distinguir los principales factores involucrados en un número de condiciones, en las cuales la suplementación de la dieta con levadura inactiva ha sido hallada muy beneficiosa.

 

En la actualidad, a la levadura se la reconoce como una fuente de proteínas, vitaminas del grupo B, fibras y otros micronutrientes. En la Tabla 1 se puede ver la composición general de la levadura seca S. cerevisiae.

 

A. Proteínas

 

El contenido de proteína de la levadura reviste un interés especial, dada la función primaria de la levadura de “vehículo” de estas moléculas, lo que posiciona a estos microorganismos como una alternativa, o un suplemento de suministros inadecuados de productos animales y vegetales, tales como carne de pescado y soja, utilizados habitualmente como componentes de dietas animales.

 

Los niveles de proteínas (y su composición en aminoácidos) en la levadura están dictados tanto por su potencial genético como por las condiciones de su propagación.

 

Cuando las proteínas de la levadura son ingeridas por el hombre y los animales, luego de que han sido liberadas de las envolturas celulares por enzimas en el tracto intestinal, son hidrolizadas a aminoácidos individuales en el sistema digestivo, que luego son reconstituidos para formar enzimas y otros compuestos nitrogenados necesarios para la vida. En la Tabla 2 se puede ver el contenido en aminoácidos cuantitativamente más importantes, ordenados en cuanto a su porcentaje en la proteína de las levaduras (se tabulan también en forma comparativa los valores medios para fuentes alternativas comunes de proteína, como pescado y soja).

 

Analizando estos valores, se ve que las proteínas de la levadura se destacan por su alto contenido en lisina (y relativamente bajos niveles de aminoácidos conteniendo azufre; metionina, cisteina y cistina), lo que hace que la levadura sea un buen suplemento de las proteínas de cereal generalmente deficientes en lisina. La composición de aminoácidos de las levaduras se asemeja a la de las proteínas de las semillas de oleaginosas, particularmente la proteína de soja.

 

El valor de la proteína cruda de la levadura se expresa generalmente como N x 6.25, donde los valores de nitrógeno (N) se sitúan en el rango de 7-9%. La proteína calculada de esa manera debería llamarse proteína cruda; el valor real de la proteína es menor que ese valor, dada la presencia de 6-15% de ácidos nucleicos que dan cuenta de parte del nitrógeno de la levadura. Un factor de N x 5.5 es más adecuado para estimar la proteína pura. Así, el uso del factor 6.25 para el cálculo de la proteína de la levadura ha llevado a subestimar el valor nutricional de la misma, expresado por el Coeficiente de Eficacia Proteica (CEP), dado que los ensayos correspondientes se han hecho asumiendo un valor de proteína mayor que el real. En la mayoría de la literatura se informa un CEP de 1.8-2.0, pero hay estimaciones de un CEP de 2.2 para la fracción proteica de la levadura esencialmente libre de ácidos nucleicos.

 

Así, aunque las proteínas de la levadura “como tal” son inferiores a las proteínas animales, tales deficiencias pueden ser minimizadas en dietas mixtas.

 

B. Vitaminas

 

Las levaduras contienen una cantidad muy importante de vitaminas hidrosolubles del complejo B, sirviendo así de excelente fuente de las mismas, tanto para el hombre como para animales; dado que éstas deben ser muchas veces incorporadas exógenamente para lograr el normal desarrollo de funciones celulares tales como crecimiento, mantenimiento y reproducción. Por ello, muchas veces se utiliza la levadura seca inactiva en la formulación de alimentos, funcionalmente como suplemento vitamínico, en lugar de usarse como fuente de proteínas.

 

El complejo B incluye un grupo de compuestos orgánicos hidrosolubles de composición química diversa. Sus funciones son las de participar en reacciones enzimáticas como coenzimas, en la síntesis de ácidos nucleicos y como activadores de funciones mitocondriales. Las levaduras no proveen normalmente de vitamina C, y de las liposolubles A, E, K y D.

 

Aunque muchas de las vitaminas son sintetizadas por las levaduras, otras deben suplementarse en el medio de propagación (en este sentido hay diferencias entre especies y cepas); de allí que la calidad del sustrato tiene gran influencia en el contenido final de vitaminas de estos microorganismos.

 

En la Tabla 3 se ven las concentraciones promedio de ciertas vitaminas de un rango de levaduras seleccionadas, la DDR y el porcentaje de la DDR satisfecho por el consumo de 20 gr./día de levadura inactiva seca en la dieta humana. Aunque el requerimiento diario para muchas de las vitaminas B no está totalmente satisfecho por el consumo recomendado de levadura, su contribución para satisfacer el requerimiento de vitaminas del complejo B de la dieta humana es sustancial.

 

En la Figura 1 se observa el contenido en vitaminas B1, B2 y niacina de la levadura remanente de la cervecería, comparativamente con el de otros alimentos de consumo habitual.

 

Así, las levaduras pueden actuar como una fuente importante de vitaminas al ser usada en combinación con otros ingredientes alimentarios, como sucedería normalmente con las dietas mixtas que utiliza el hombre.

 

C. Minerales

 

En las levaduras, los aniones predominantes son los fosfatos y el catión predominante el potasio, cubriéndose una parte importante de la DDR del hombre de cada uno de ellos, con la dosis recomendada (15-20 grs./día) de levadura. Mientras que el contenido en elementos bioquímicamente importantes como azufre, magnesio y calcio es relativamente alto y considerablemente constante, los niveles de los minerales son bastante fluctuantes, ya que dependen casi exclusivamente de la composición del sustrato de propagación.

 

Por otro lado, las levaduras son capaces de acumular algunos de los oligoelementos como Mo, Se y Cr. En EE.UU. y Europa, se producen y comercializan levaduras con alto contenido de estos metales, así la incorporación de éstas como alimento, contribuye a remediar la deficiencia de los mencionados elementos en las dietas.

 

D. Lípidos

 

El contenido en lípidos de las levaduras puede variar entre 4% y 7% (en base seca) según las condiciones de propagación impuesta y las especies o las cepas utilizadas. La calidad de los lípidos también está relacionada con método de propagación utilizado. Por lo tanto, la posibilidad de ajustar la cantidad y calidad de la fracción lipídica de la levadura la hace muy interesante para su aplicación como aditivo alimentario.

 

Las especies empleadas para producir levadura alimenticia contienen una cantidad apreciable de ácidos grasos insaturados; el contenido en los ácidos oleico y linoleico, es importante desde el punto de vista nutricional.

 

E. Carbohidratos

 

La totalidad de los carbohidratos de la levadura representan, aproximadamente, el 30-35% de su sustancia seca. Son principalmente carbohidratos de reserva, tales como glicógeno y trehalosa, y el material estructural de la pared celular: glucanos y mananos. El poder de agente espesante de alimentos que poseen las levaduras se debe, esencialmente, a la presencia de mananos, propiedad que no es alterada por el calor, y puede ser usada para mejorar la viscosidad de ciertas preparaciones como: salsas, comida para niños, pastas, etc. La levadura también puede remplazar emulsionantes sintéticos cuando se quiere regular la expansión longitudinal y diametral de snacks extrudados. Además la levadura puede ser utilizada como agente ligante, conteniendo almidón para mejorar su comportamiento, al estar sometidos a tratamiento térmico elevado (secado) o a alta presión (extrusión). También la levadura puede usarse en productos cárnicos triturados como ligante de agua y grasas. La inclusión de levadura en algunos alimentos puede ayudar a disminuir su aw y así mejorar su preservación.

 

El interés respecto del contenido en fibras de las dietas en el hombre, ha llevado a determinar el contenido de fibra dietaria en las células de levadura. Éste representa alrededor del 18% de la materia seca (aumentando éste contenido tres veces en las paredes celulares obtenidas por autólisis de la levadura).

 

Usos de la Levadura Alimenticia

 

Podemos decir que el interés en la levadura como alimento se centra especialmente, pero no únicamente, en dos atributos nutricionales: proteínas concentradas y abundancia del complejo vitamínico B, condición explotada para suplementar dietas humanas y animales.

 

En un sentido amplio, la levadura para uso alimenticio puede considerarse como una materia prima: puede procesarse para mejorar su sabor y aditivarse para elevar su contenido en vitaminas y aminoácidos, o en otros compuestos de interés dietético. Así, se constituye en un ingrediente de alimentos procesados industrialmente o preparados en el hogar o en instituciones, útil para suplementar y mejorar el sabor y el valor nutritivo de los alimentos a un costo que depende de su método de producción.

 

Además, el uso de las levaduras en la alimentación también se ve favorecido por su no-higroscopicidad y estabilidad, por su compatibilidad con una variedad de dietas y su facilidad de incorporación en todo tipo de alimentos.

 

En la Industria Alimentaria, la levadura inactiva encuentra aplicaciones principalmente como:

 

·        Producto para enriquecer el valor nutricional de todo tipo de alimentos (del hombre y de animales).

·        Vehículo de sabores para condimentos.

·        Resaltador del carácter típico de “levadura” en productos panificados.

·        Alimento para niños.

·        Agente espesante y ligante.

 

Se ve que la levadura es un aditivo de alimentos bastante completo. Su uso en la industria alimentaria dependerá, sobre todo, de las propiedades funcionales que se quieran destacar.

 

Limitaciones en su utilización industrial

 

El aprovechamiento de los niveles altos de proteínas de la levadura, en la formulación de alimentos para consumo humano, requiere de la reducción de los niveles de ácidos nucleicos en el producto, dado que puede llevar a un aumento del ácido úrico en el organismo, con el riesgo potencial de causar gota. Así, para que las proteínas de las levaduras puedan competir agresivamente con las proteínas vegetales y participar en el mercado de estos compuestos, será necesario que las mismas sean procesadas para minimizar el nivel de los ácidos nucleicos. Si bien existen métodos para lograr este fin, no he podido observar -al menos con relación a las levaduras para uso alimentario que se producen localmente-, que estén sometidas a algún tratamiento para disminuir los niveles de los ácidos nucleicos presentes.

 

Además, aunque en las dos últimas décadas ha habido una extensa investigación sobre la extracción y caracterización de las proteínas de la levadura, estos compuestos aislados pueden resultar más caros que ciertas proteínas vegetales, debido a sus altos costos de producción. A menos que se identifique alguna propiedad funcional específica de las proteínas de las levaduras que las haga atractivas para el elaborador de alimentos, la demanda de proteína de levadura con las propiedades funcionales actuales y los crecientes costos de producción (para algunas de ellas), será limitada.

Fuente:
Énfasis Alimentación Latinoamérica. Publicaciones Técnicas.

 

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