Maltibac: una mirada al interior, un salto en innovación

Financiado por el Gobierno de Navarra, el proyecto Maltibac es un reto ambicioso dentro del sector cervecero que ha puesto a prueba las capacidades tecnológicas de CNTA para dar respuesta al interés de la empresa y hacer posible el lanzamiento al mercado de un ingrediente rico en fibra. Tres años en los que el equipo de CNTA se ha enfrentado a diferentes retos científicos hasta lograr el objetivo e, incluso, superarlo. “Lo que había empezado siendo una bebida funcional se convertía en el ingrediente rico en fibra con el que elaborar varias bebidas fermentadas funcionales”, explica Raquel Virto, responsable técnico científica del Área de I+D+i en CNTA.

Así comienza el reto

El proyecto se inició con una búsqueda bibliográfica de cepas bacterianas que produjeran más exopolisacáridos (EPS) o fibra. Partiendo de una selección de 32 cepas, se realizó un cribado en placas de agar con el fin de identificar aquellas cepas bacterianas con mayor capacidad de producción de fibra. La capacidad de producir fibra por una bacteria se visualiza en laboratorio por el aspecto “mucoso” de la colonia en la superficie del agar en placa de petri (Fenotipo ropy) (Imagen 1).

Así, el reto comenzaba con una mirada al interior para identificar las cepas con mayor capacidad para producir fibra. Mediante la selección en agar de la morfología mucosa se dio el primer paso: reducir la selección a 10 cepas potencialmente productoras de EPS.

A partir de ahí, se examinaron estas 10 cepas a una escala superior (caldo de cultivo líquido) y se analizó su capacidad de producción de fibra en el mosto de malta con el que trabaja habitualmente Cervezas Ambar. Las cepas fueron sometidas a diferentes condiciones de fermentación en una escala de laboratorio de 100 ml. Este paso permitió seleccionar las dos mejores cepas para el objetivo perseguido: la producción de fibra en el mosto de malta. Esta fase del proyecto conllevó una labor minuciosa de cribado con el fin de desechar todas las cepas con menor capacidad de producción de fibra.

El primer año fue un año intenso de mucho trabajo ya que requirió de varias pruebas de ensayo y error, combinando diferentes variables hasta descubrir aquellas que mejores resultados daban a una escala de laboratorio de 100 ml. “La experiencia del equipo de Microbiología Industrial de CNTA permitió dirigir la fermentación hacia la producción de exopolisacáridos. La bacteria podía producir otros compuestos de menor interés, pero conseguimos que dirigiera su metabolismo hacia la producción de fibra”, explica Raquel Virto.

La escala piloto, un nuevo desafío

En el segundo año, CNTA ya tenía las dos cepas, pero ahora el equipo se enfrentaba a dos nuevos retos: el primero, lo que se había hecho en una pequeña escala, un caldo de 100 ml, pasarlo a escala piloto (2 y 5 litros). El segundo, maximizar la producción de fibra hasta alcanzar concentraciones etiquetables como ‘fuente de’ de acuerdo con Reglamento (CE) No 1924/2006 (3 gramos de fibra/100 g de bebida o 1,5 g de fibra por 100 kcal).

“Trasladar las condiciones de proceso definidas de escala laboratorio a una escala piloto, en un primer momento, y a una escala industrial finalmente, es crucial, no podemos olvidar que en el mundo industrial hay que producir cientos de litros”, afirma Virto. “Los ingredientes necesarios y el proceso en sí mismo apuntan a un coste muy razonable para un producto de estas características una vez se consolide la fase industrial”. Fue un reto complejo porque implica cambiar el biorreactor (equipo de fermentación) y controlar los parámetros de proceso que se definieron como críticos para maximizar la producción de fibra. La tecnología de fermentación fed-batch empleada en la producción de este ingrediente funcional debe controlar estas variables para que las bacterias responsables de la producción de fibra expresen los enzimas implicados en las rutas bioquímicas que nos interesan y no en otras.

El último paso para conseguir el objetivo del proyecto

En 2020 continuó la optimización del proceso de producción de fibra, pasando de una escala de 2-5 litros a 40 litros (escala semi industrial), con el objetivo de definir los parámetros de proceso definitivos para la elaboración del ingrediente final. Se trataba de conseguir fijar las variables del proceso para maximizar la producción de fibra.

Escalando a 40 litros, CNTA pretendía producir cantidad suficiente de ingrediente para que la empresa tractora, Cervezas Ambar, pudiera contar con volumen suficiente para hacer las pruebas de estabilización (tratamiento térmico y/o filtración), formulación, desodorización, acondicionado, etc., que le permitiera “diseñar” el formato/características organolépticas del ingrediente “semi-definitivo”.

Cada una de estas fermentaciones a escala 40 litros suponía un pretratamiento del sustrato de fermentación (mosto) que llegaba desde la empresa, el proceso fermentativo en sí mismo, la caracterización microbiológica y química del producto de fermentación y finalmente, el envío del producto a la empresa que, a fecha de redacción del presente artículo, continúa trabajando en las etapas mencionadas en el párrafo anterior.  Estos escalados a 40 litros consiguieron mejorar la producción de fibra, hasta tal punto que se superó con creces la producción exigida por el Reglamento Europeo para ‘Fuente de fibra’ y alcanzar el contenido de ‘alto contenido de fibra’ (1,5 g de fibra por 100 kcal). La suma del conocimiento y la experiencia de CNTA y Cervezas Ambar llevó a concluir que lo que había empezado siendo una bebida funcional se convertía en el ingrediente rico en fibra con el que elaborar varias bebidas fermentadas funcionales.

Como ya se ha indicado, la bebida/ingrediente funcional ya es un hecho, ahora hay que ‘acondicionarlo’ y convertirlo en un producto comercial, estable, distribuible y definir “la forma de uso” para que, al adicionarlo a una formulación X confiera sus propiedades saludables a esa nueva bebida con la que la empresa Cervezas Ambar quiere ampliar y diversificar su nicho de mercado. En los próximos meses, la empresa podrá llevar a cabo en sus instalaciones el escalado de la producción de la bebida a escala industrial con la cepa seleccionada y el proceso fermentativo definido durante los tres años del proyecto Maltibac.

“¿El futuro? Sin duda es prometedor. Seguiremos trabajando con Cervezas Ambar para seleccionar aquellas bebidas en base al ingrediente desarrollado (rico en fibra) que finalmente terminarán saliendo al mercado”, concluye Virto.