Según la Organización Mundial de la Salud, la deficiencia de micronutrientes (vitaminas y minerales) es uno de los factores que contribuyen a la carga mundial de morbilidad. Por su parte UNICEF plantea que “el hambre oculta” es la que se origina por la carencia de micronutrientes; atacando la salud y la vitalidad de las personas. Históricamente se demostró que la fortificación de alimentos con el o los micronutrientes deficientes es una de las mejores estrategias en relación costo/efectividad.

Para tratar de mitigar esta situación, se han realizado estudios que se han centrado en obtener productos fortificados y/o biofortificados con micronutrientes deficitarios en las poblaciones. Algunos de estos estudios son la biofortificación del arroz, el trigo, el maíz y el frijol, la yuca y otros cereales de consumo habitual.

¿CÓMO DIFERENCIAR FORTIFICACIÓN DE BIOFORTIFICACIÓN?

El Codex Alimentarius Internacional define a la fortificación o enriquecimiento como: la adición de uno o más nutrientes esenciales a un alimento con el propósito de prevenir o corregir una deficiencia demostrada de uno o más nutrientes en la población o en grupos específicos de la población.

La biofortificación puede ser definida como el proceso de aumentar la densidad de micronutrientes en cultivos básicos de amplio consumo, mediante técnicas de mejoramiento convencionales, prácticas agronómicas o modificación genética.

Estos cultivos tienen una alta carga de minerales y vitaminas en sus semillas y raíces los cuales son cosechados e ingeridos. A través de la biofortificación se puede proveer alimentos que naturalmente aportan los nutrientes problema a la población de riesgo. Este procedimiento debe tener en cuenta las características y costumbres de la población a la cual van dirigidos estos alimentos.

El “hambre oculta” se origina por la carencia de micronutrientes; atacando la salud y la vitalidad de las personas. La fortificación de alimentos con micronutrientes deficientes es una de las mejores estrategias en relación costo/efectividad.

Es importante reconocer que no todos los alimentos fortificados ofrecen una buena biodisponibilidad de sus micronutrientes y, por esta razón, la biofortificación parece ser una mejor alternativa para fortificar alimentos con nutrientes más biodisponibles, pues estos se estarían consumiendo en forma natural, es decir tal cual como vienen en la planta. El objetivo de la biofortificación es desarrollar plantas que tengan un mayor contenido de nutrientes biodisponibles en sus partes comestibles. Los cultivos biofortificados tienen mejores características agronómicas y nutricionales, en comparación con cultivos no biofortificados, es decir, los que consumimos a diario y se denominan convencionales.

Otras de las grandes diferencias es que la fortificación convencional requiere el agregado de nutrientes extrínsecos, en cambio la biofortificación implica la síntesis o acumulación de nutrientes por parte de las plantas.

A través de la biofortificación se puede proveer alimentos que naturalmente aportan los nutrientes problema a poblaciones de riesgo. Se ha centrado en nutrientes como hierro, zinc y beta-caroteno; y fue sido aplicada a cultivos de cereales básicos como arroz, maíz y trigo, entre otros.

Una de las desventajas de la fortificación convencional es la estabilidad de los nutrientes agregados, su solubilidad y el sabor. Sumado a todo esto, el costo de los alimentos puede verse incrementado. Es importante tener en cuenta su forma de distribución, para que sea homogénea en todo el alimento. Por ello se habla de la biofortificación como una metodología más económica y factible de emplear para minimizar el hambre oculta, produciendo cultivos de alimentos básicos con mayor concentración de vitaminas y minerales biodisponibles.

La biofortificación se ha centrado en nutrientes como el hierro, el zinc, y beta-caroteno; y ha sido aplicada a cultivos de cereales básicos como el arroz, el maíz y el trigo, entre otros.

MÉTODOS PARA LOGRAR UN CULTIVO BIOFORTIFICADO

Existen tres métodos posibles: la biofortificación agronómica, la convencional y la que opera por modificación genética.

La biofortificación agronómica consiste en aplicar fertilizantes al suelo y/o al follaje. La aplicación de estos es una acción simple y rápida. Sin embargo, esta técnica no es muy eficaz, ya que la fertilización del suelo puede reaccionar con algunos minerales y producir formas insolubles de estos lo que implica la reducción de su biodisponibilidad. Las aplicaciones en el follaje son más eficientes que las aplicaciones en el suelo, pero pueden generar toxicidad en las hojas. Muchos otros factores pueden influir en la eficacia de la biofortificación agronómica, como el fertilizante utilizado, el momento de la aplicación, el contenido de los micronutrientes en el suelo y el genotipo de los cultivares de los cereales. Los fertilizantes nanoquelados causan menos daño a las hojas que los fertilizantes convencionales, mejorando su eficacia.

La biofortificacion mediante mejoramiento convencional ofrece una solución amigable con el medio ambiente y a largo plazo. Tiene el inconveniente que requiere mucho tiempo para obtener una variedad rica en el o los micronutrientes deseados. Existen en el mundo múltiples germoplasmas de los diferentes cereales, muchos de ellos con contenidos muy variables de diferentes micronutrientes estudiados. El éxito del mejoramiento genético convencional depende de una variación del cereal en estudio con una cantidad deseada del micronutriente en cuestión.

Como ejemplo podemos citar al trigo, la semilla de este cereal que tiene los niveles más altos de hierro y de zinc proviene de líneas nativas de trigo y de parientes silvestres de este cereal. Las mejores fuentes provenientes de estos genotipos de trigo no pueden cruzarse directamente con el trigo moderno; por tal razón, los investigadores facilitan el cruzamiento entre un pariente silvestre de trigo con alto contenido de micronutrientes (Aegilops taushii) y una variedad primitiva de trigo que también tiene un alto contenido en estos elementos (Triticum dicoccon), desarrollando así una variedad de trigo hexaploide. Este trigo, puede cruzarse directamente con las actuales variedades modernas del cereal, tiene niveles de hierro y de zinc en el grano que son de 40 % a 50 % más altos que los niveles encontrados en el trigo moderno.

La biofortificación aumenta la densidad de micronutrientes en cultivos básicos de amplio consumo, mediante técnicas de mejoramiento convencionales, prácticas agronómicas o modificación genética.

Además del contenido absoluto de los minerales, la biodisponibilidad de hierro y zinc en los cereales puede verse afectada por el contenido del ácido fítico, una importante forma de almacenamiento de fósforo. El ácido fítico tiene una alta carga negativa y puede unirse fuertemente a muchos cationes, como el hierro y el zinc. El hierro y el zinc quelados por ácidos fíticos no pueden ser absorbidos por el intestino, lo que reduce drásticamente su biodisponibilidad. Se han identificado varias especies con bajo contenido de ácido fítico.

La biofortificacion mediante modificación genética es una estrategia más sólida y rápida. Sin embargo, la bioseguridad de los transgénicos es un tema de intenso debate. La mayor parte del trabajo que implica la biofortificación mediante modificación genética se ha realizado en arroz. Este no es solo un cultivo alimentario básico sino también una planta monocotiledónea modelo, y se ha desarrollado un protocolo de transformación eficiente para el arroz que, además es relativamente sencilla.

Los objetivos de la modificación genética para la biofortificación de micronutrientes incluyen aumentar la absorción de micronutrientes del suelo, mejorar la translocación de micronutrientes al grano, especialmente al endospermo, y aumentar su biodisponibilidad. Estas estrategias pueden funcionar de forma sinérgica y combinarse para lograr los mejores resultados. Se han realizado numerosos esfuerzos para biofortificar el arroz con hierro mediante enfoques transgénicos. Muchos de estos ensayos emplearon genes transportadores implicados en la absorción de hierro del suelo.

Biofortificacion de arroz y trigo con hierro y zinc

A) Biofortificación por mejoramiento convencional.

B) Biofortificación por modificación genética. (Tomado de Danyu, Kong et al., 2022).

BIOFORTIFICACIÓN EN EL MUNDO

Muchos países están empleando esta técnica hace varios años. Se entregan semillas y granos de diferentes alimentos de amplio consumo como estrategia para disminuir las carencias de micronutrientes en poblaciones vulnerables, sobre todo en lugares de difícil acceso y con posibilidades de cultivar ellos mismos sus alimentos.

Más allá de grandes grupos de investigación hay empresas privadas que se dedican a producir y distribuir en muchos países de los diferentes continentes. A continuación, se ejemplifican diferentes cultivos que están biofortificados con hierro, zinc y/o betacaroteno en diferentes regiones.

LATINOAMÉRICA. Perú: papa, camote y batata. Colombia: Arroz, frijol, maíz, yuca, batata. Brasil: trigo, porotos, frijol, batata, maíz, yuca. Bolivia: trigo, frijol. México: trigo. Centroamérica: maíz, frijol, batata, arroz.

ASIA. Nepal: lentejas, trigo, batata. India: lentejas, sorgo, yuca trigo, arroz, mijo. Siria: lentejas. Bangladesh: lentejas, batata, arroz. Pakistán: trigo. Corea: batata. Indonesia: batata, arroz. China: batata.

ÁFRICA. Es el continente en el que más países reciben este tipo de cultivos. Entre los cultivos distribuidos encontramos: banana, batata, maíz, frijol, yuca y mijo.

Cantidad de variedades empleadas

BIOFORTIFICACIÓN EN LA ARGENTINA

Un grupo de investigación del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, dirigido por el doctor Facundo Tabbita, trabaja desde hace algunos años en la obtención de una variedad de trigo biofortificado. Esta especie obtenida dio como resultado la obtención de trigo con niveles de proteínas y de hierro, mayores a las variedades convencionales.

Esta variedad se obtuvo por incorporación del gen denominado GPC-B1 proveniente de una especie silvestre emparentada con el trigo, como lo es Triticum turgidum variedad dicoccoides, permanece como la única fuente de variabilidad disponible para incrementar el contenido de nutrientes en el grano. Por el momento esta variedad solo está en período de investigación, pero se continúan realizando estudios tanto de su rendimiento como de sus propiedades nutricionales.

Bibliografía

Restrepo Betancur, Luis Fernando; Góngora Espinoza, Marion Tatiana; López Marín, Beatriz Estella. Biofortificación de tomate (Solanum lycopersicum L.) con cianocobalamina y micronutrientes aminoquelados (Zn, Fe). Rev Esp Nutr Hum Diet. 2020; 24(3): 247 – 255.

Danyu, Kong; Sabaz, Ali Khan; Huilan, Wu; Yi; Liu and Hong‐Qing. Ling. Biofortification of iron and zinc in rice and wheat. J Integ Plant Biology. 2022; 64 (6): 1157–1167.

Biofortified crops around the Word. Disponible en: https://www.harvestplus.org/home/global-reach/#map. Consultado 11 de marzo de 2024.

Tabbita, Facundo; Pearce. Stephen; Barneix. Atilio J. Breeding for increased grain protein and micronutrient content in wheat: Ten years of the GPC-B1 gene. J Cereal Sci. 2017; (73): 183-191.

María Julieta Binaghi es bioquímica, doctora de la Universidad de Buenos Aires y docente de la cátedra de Bromatología, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (FFyB-UBA)