Algas y alginatos

Para mis diversas ocupaciones de divulgador eficiente y barato, andaba yo uno de estos días buscando información de los alginatos, aditivos alimentarios elevados al Olimpo de los restaurantes de postín de la mano de ese genio de las finanzas que se llama Ferrán Adriá. Algún día, alguien tendrá que escribir la verdadera historia del dilecto Adriá a la búsqueda del alginato perfecto. Que sería aquel que provocara el efecto que le hizo famoso, la esferificación, sin que sus clientes tuvieran urgencias necesitadas de los instrumentos que fabrica el Sr. Roca. Pero eso es algo que me guardo en la manga para cualquier día en el que me ponga a escribir algunos chascarrillos, que uno se sabe, de la mal llamada Cocina Molecular (cuando me jubile o así...).

El caso es que a la búsqueda de las algas de uso culinario, me empezaron a aparecer de forma incidental una serie de artículos sobre el empleo de micro- y macroalgas en la producción de biocarburantes. Y la contraposición micro/macro me complicó aún más mi ya complicada vida de estos meses, salpicada de clases, seminarios y prácticas sin tregua. Pero el Búho ya es un señor mayor (sexagenario reciente, para más señas) y la veteranía, amén de ser una mierda, tiene sus ventajas. Uno ha dispersado por el mundo gentes bien situadas que le aprecian (eso espero) y que están dispuestas a echar una mano si se les requiere. Y en mi intento de resolver el dilema micro/macro aplicado a las algas, se me ocurrió recurrir a un admirado colega que además atesora la cuestionable gracia de ser antiguo doctorando de un servidor. Enrique Espí es Consultor en temas de bioenergía en REPSOL, y algo le había oído alguna vez sobre su dedicación en los últimos años a las microalgas como fuentes de biodiésel.

Y en un par de emails resolví el asunto. Enrique desde Repsol y en colaboración con otras empresas, Centros Tecnológicos y Universidades ha estado implicado en el desarrollo de unas microalgas oleaginosas, cultivables en estanques y fermentadores que pueden emplearse en la fabricación de biodiésel, obviando así el tener que recurrir a plantaciones de vegetales que orillan con su empuje a otras plantas cultivadas para consumo humano. El trabajo avanza a buen ritmo y es posible implantar esos cultivos en zonas que requieran recuperación paisajista, con otros beneficios como el incrementar las posibilidades de negocio para los naturales de la zona, la captura de CO2, etc.

Las macroalgas tienen más que ver con el negocio del Adriá arriba mencionado. No en vano, diversos aditivos alimentarios conocidos como carragenatos (kapa, iota, etc), son polisacáridos obtenidos por extracción de ciertas algas rojas. Pero en el asunto que aquí me ocupa, se trata de explotar las posibilidades de entornos en los que esas especies de algas marinas crecen de forma natural y que, hasta ahora, han tenido una comercialización digamos que más o menos marginal. Pero las cosas pueden cambiar. Un consorcio en el que están metidas grandes empresas de la talla de BP, DuPont, Deloitte, Universidades americanas, etc. y que responde al nombre de BAL (Bio Architecture Laboratory) tiene agresivos planes de negocio relacionados con dichas algas. Su idea es cultivarlas, como quien cultiva mejillones en Galicia, en ciertas regiones de la costa chilena, extraer los polisacáridos en ellas existentes y luego, con ayuda de bacterias diseñadas genéticamente, fermentar esos polisacáridos a etanol y a otro variado portafolio de productos que, dado su origen, podrían entrar en el apartado de la llamada Química Verde.

Mi "garganta profunda" entiende que lo del etanol, tal y como están hoy las cosas, tiene algunas dificultades para alcanzar una adecuada rentabilidad. Sin embargo, el otro flanco parece mucho más rentable, toda vez que existen productos, derivables del proceso que estamos considerando, que tienen buenas oportunidades en el mercado de las materias primas de la industria química. Sustancias como el ácido picolínico que se emplea en la fabricación de anestésicos y de suplementos nutricionales. O la piridina, una molécula de amplio espectro que se usa tanto como disolvente de cauchos y colorantes como en la fabricación de medicamentos, insecticidas y herbicidas. También podrían derivarse de esos procesos moléculas como el ácido adípico, precursos de ciertas poliamidas, o el FDCA, del que ya hablámos en su momento como posible monómero para obtener polímeros derivados de la biomasa que pudieran sustituir al clásico PET, acaparador del mercado de todo tipo de botellas de plástico.

Lo que me temo es que con tanta alga en el mercado, alguno más va a estar tentado en entrar en el dominio de aditivos alimentarios como alginatos y carragenatos. Al loro, cocineros, que igual el precio baja...

Californianos

Este fin de semana, diversos medios de comunicación se han hecho eco, en mayor o menor medida, de una noticia según la cual los gigantes Coca-Cola y Pepsi-Cola iban a eliminar de sus conocidos productos unos colorantes que se aglutinan bajo la denominación E-150, aditivos que proporcionan a las bebidas mencionadas su tono caramelo característico. El Estado de California, un conocido adalid contra todo lo que huela a Química, ha conseguido, una vez más, que los fabricantes se la cojan con papel de fumar y, ante el hecho de tener, quizás, que añadir en sus latas y botellas una advertencia contra los peligros ligados a beberse una refrescante cola, han preferido eliminar los mencionados colorantes de sus formulaciones en USA.

Los colorantes de caramelo (E-150) tienen cuatro variantes dependiendo del tratamiento que se da al azúcar para convertirlo en caramelo. En algunos casos es simple calentamiento, como en casa, pero en la mayor parte de los casos implica el concurso de sustancias químicas como ácidos, bases, sales tipo sulfato o fosfato, sulfitos, etc. En el llamado Caramelo tipo IV (E-150d) el azúcar es calentado con sulfito amónico o con una mezcla de anhídrido sulfuroso y amoníaco. Es el que se viene usando en bebidas de cola, en el whisky y en la industria alimentaria.

La reacción anteriormente mencionada es una variante de las conocidas reacciones de Maillard, de las que hemos hablado muchas veces en entradas clasificadas en el Blog como Química y Gastronomía. En el caso de este colorante, el azúcar reacciona a alta temperatura con el amoníaco, dando numerosos subproductos, entre los que se encuentran el 2-metil imidazol y el 4-metil imidazol. Este último es el origen de la polémica descrita en la introducción.

Tengo delante de mi el documento presentado el 16 de febrero de 2011 por el Center for Science in the Public Interest, solicitando a la Food and Drug Administration (FDA) la prohibición de los colorantes mencionados en bebidas de cola, por el contenido en los dos imidazoles arriba descritos. Y como en la prensa se han manejado diferentes cantidades de cola ingerida para llegar a niveles peligrosos, voy a usar los datos del mencionado informe para clarificar la situación.

La Tabla de datos a la que se saca mayor partido en el informe, es una que proviene de un estudio llevado a cabo en 2008 y que contiene la incidencia en diversos cánceres en pobres ratas a las que, durante dos largos años, se les hizo ingerir 4-metil imidazol en dosis de 40, 80 y hasta 170 miligramos por kilo de peso y día, para constatar, al final, males sin cuento en pulmones, corazón, páncreas y glándula tiroides, lo cual tampoco es de extrañar.

Sobre la base de ese y otros estudios parecidos, el Estado de California entiende que el 4-metilimidazol es cancerígeno y establece una tasa NSRL (No Significant Risk Level) de 16 microgramos por día en una persona media que pese 70 kilos y viva 70 años. Dos precisiones para ir avanzando. El microgramo empleado como unidad en la tasa NSRL es la milésima parte del miligramo empleado como unidad en la maligna dosis de los ratones. Y la tasa NSRL se define como el nivel de exposición a un producto químico que resulta en no más de un caso en exceso de cáncer sobre una población de 100.000 personas expuesta a dicho producto. Y un aviso por si os acabais liando como yo me he liado al manejar la información. Mientras en el Estado de California el NSRL es 16 microgramos/día, un documento de la FDA de octubre de 2011 lo establecía en 29 microgramos/día. Estas diferencias se derivan de un criterio diferente al manejar los datos derivados de los experimentos con ratones. Los californianos se basan en el area superficial del cuerpo y no en el peso total, como hace la FDA.

Así que ahora hagamos cuentas. 16 microgramos al día (tasa NSRL en California) dividido por 70 kilos de peso da una dosis de 0.23 microgramos por kilo y día, 180.000 veces más baja que la menor (40 miligramos por kilo y día) de las suministradas a los sacrificados ratones. Dice el informe al que estamos haciendo referencia que una lata de cola contiene 130 microgramos de metilimidazol, 8 veces más alta que la tasa NSRL que, como veis arriba, implica un riesgo adicional de cáncer casi imposible de medir. Pero mirémoslo por otro lado. Si de nuevo nos fijamos en la dosis de 40 miligramos por kilo y día, la más "suave" de las suministrada a los ratones, podemos calcular que eso supone, en una persona de 70 kilos, meterse 2800 miligramos de metilimidazol al día (¡¡¡casi tres gramos de producto puro!!!!), lo que a base de latas de cola con 130 microgramos en cada lata, implica tener que beberse diariamente más de 21000 latas. En fín, que uno puede morir mucho más fácil de tsunami cocacolero que del imidazol de marras.

Y este tipo de comportamiento está siendo ya demasiado habitual. En 2008, y como consecuencia de la alerta que se produjo en torno a la aparición de acrilamida en ciertos alimentos como las patatas fritas envasadas y otros snacks, el fiscal general de California (¡cómo no!) promovió una ley que obligó, finalmente, a fabricantes como Heinz, Lay y otros a reducir a la mitad el contenido en acrilamida de sus productos. De nuevo, las cantidades de acrilamida de las que estaban hablando no tenían nada que ver con las empleadas con ratas de laboratorio. Y, sobre todo y lo que es más importante, significativas cantidades de acrilamida, derivadas de nuevo de reacciones de Maillard, se producen cuando freímos patatas en casa y tanto más cuanto más doraditas las dejemos (como ya he dicho repetidas veces en este Blog). Pero claro, las patatas fritas caseras, que acompañan los deliciosos huevos de cada quisque, no llevan etiqueta alguna a la que echarle el muerto.

En definitiva, que aunque en términos generales los considero imprescindibles para nuestro bienestar sanitario, estoy un poco harto de estudios epidemiológicos, ligados a productos químicos, que fuerzan el martirio de los ratones hasta límites increíbles, con tal de que salga un cáncer que llevarse al paper en revista de prestigio. Y de neurasténicos californianos que no tienen otra cosa mejor que hacer. Podrían dedicarse a eliminar el vino californiano del mapa americano. Contiene alcohol (etanol) que el cuerpo humano convierte en acetaldehído, un peligroso producto ligado a la cirrosis, la pancreatitis y otros males. Los partidarios de Riojas, Riberas y otras delicias aplaudiríamos el gesto.

Y que quede claro que yo no bebo guarradas color caramelo, como las arriba descritas, más que cuando mi comadrona me las prescribe para solventar algún problema digestivo. Y no estoy muy convencido de que sirva para algo, pero por la paz conyugal un avemaría de cola merece siempre la pena.

Adrenaline dreams

Enrique Gómez Bengoa (entrada invitada)
Breg estaba concentrado en arrancar las últimas moras, las que quedaban escondidas entre las espinas del arbusto. De repente, una rama caída chascó a su espalda, un chasquido fuerte seguido de un gruñido más fuerte aún. Quedó paralizado, sabía perfectamente qué es lo que había detrás, no debía moverse ni hacer el mínimo gesto. Sintió cómo los riñones, mejor dicho, esas glándulas que tenía encima de los riñones, habían empezado a segregar la molécula que, con un poco de suerte, le podría salvar la vida; esa molécula que sus descendientes, 15000 años más tarde, llamarían adrenalina o epinefrina. Notó cómo se inyectaba la adrenalina en su sangre, y empezó a sentir sus efectos, los conocía perfectamente.

El hígado había empezado a movilizar grandes cantidades de glucógeno para disponer de energía rápida; las pupilas se le habían dilatado para tener una mejor visión; se le había parado el sistema digestivo, no iba a sentir el estómago ni las tripas durante un rato; las arterias que regaban los músculos de brazos y piernas se habían ensanchado, ya sentía calor en las manos, le empezaban a sudar; los bronquios se habían abierto, sentía una necesidad imperiosa de respirar fuerte. Por otro lado, el sistema nervioso simpático había tomado el control de su cuerpo, varias neuronas simpáticas a lo largo de su espalda estaban segregando noradrenalina, que le hacía subir la tensión arterial, la sangre golpeaba en sus oídos y en su garganta. La acción violenta de la adrenalina y la noradrenalina había acelerado su corazón, que estaba cogiendo un ritmo imparable, lo podía oír y ese sonido le asustaba aún más. La noradrenalina había entrado en la amígdala cerebral, algunas sinapsis cerebrales habían dejado de producirse. Solo habían pasado unos instantes, pero ya no era capaz de razonar, el pánico se había enganchado en su pecho.

Se oyó gritar a sí mismo y sus piernas empezaron a moverse muy rápido, involuntariamente, por suerte las dos en la misma dirección. Giró la cabeza y vio que el oso, un oso enorme, también había empezado a correr hacia él. Breq corrió, corrió, saltó troncos caídos, esquivó ramas, resbaló y siguió corriendo como solo se puede correr tras una descarga de adrenalina. En condiciones normales no habría corrido tan rápido y habría tenido que parar mucho antes, pero es lo bueno que tienen determinadas moléculas, que te hacen rendir más. En otras circunstancias, 15.000 años más tarde, algún comité de competición habría dado por nula su huída. Volvió de nuevo la cabeza y esta vez no vio nada, en alguno de sus quiebros el animal había desistido. Sin embargo, no podía parar de correr. Se giró de nuevo y solo había árboles, paisaje, nada más. Paró un momento, volvió a correr, volvió a parar, jadeó, miró en todas direcciones. Nada.

Entonces sintió como los niveles de adrenalina descendían, mientras sus neuronas se inundaban de dopamina y serotonina. Empezaban a funcionar de nuevo las sinapsis cerebrales, empezaba a pensar conscientemente, se sentía eufórico. Además, en el interior de su cerebro estaba ocurriendo algo fascinante, gracias a la acción de la dopamina, adrenalina, y noradrenalina millones de nuevas conexiones neuronales se estaban estableciendo instantáneamente, millones de neuronas estaban quedándose definitivamente pegadas entre sí en una nueva red; el recuerdo de lo que acababa de ocurrir se estaba fijando para siempre en su memoria. Ya más tranquilo, pensó en las moras que había estado recogiendo y que, en algún momento de la carrera, había perdido sin darse cuenta. Ya no podía volver a por ellas. Mala suerte, porque pensaba que era un día importante para regalárselas a Lada. A él le gustaba esa chica y a ella le gustaban las moras, qué cosas. Lo tenía todo planeado, iba a ser una bonita tarde de final de verano, y entre el atardecer rojizo y las moras su plan era conseguir encharcarle el cerebro de oxitocina, y feniletilamina y serotonina. Si además acertaba con un roce de pieles en el momento oportuno, ella segregaría encefalinas y endorfinas, y todo ese festival de moléculas no podía fallar, no fallaba nunca.….. Ahora ya no tenía moras, pero volvía con unos cuantos rasguños, y quizá el relato de lo sucedido, o mejor, de lo que no había sucedido le podía dar una segunda oportunidad.

Mientras seguía caminando hacia la cueva pensó de nuevo en la adrenalina. Su hermano Skag había muerto tontamente el año anterior tras picarle unas abejas. Se hinchó y dejó de respirar, anafilaxis. Se habría solucionado con una simple inyección de adrenalina sintética. Pero en el Magdaleniense no existía esa opción. Sin embargo, no todo eran desventajas en aquella época, la adrenalina le había salvado la vida. En el futuro, desprovista de sus funciones de supervivencia, la adrenalina será más una molestia, muy natural, pero molestia al fin y al cabo, ataques de ansiedad, pánico, estrés, una pesada carga que los humanos modernos intentarán aliviar tirándose por barrancos, o en parapente, convirtiéndose en el único animal que pone su vida en peligro voluntariamente, por placer.

A Breg le gustaba pensar en moléculas, era un Illuminati desterrado en el Magdaleniense. Se sentó en una gran piedra, y pensó en la dopamina, una de sus preferidas, y en su precursor sintético, la L-Dopa. Su madre tenía deficiencia de dopamina, lo que le provocaba unos temblores cada vez más evidentes y algo peor, rigidez muscular. Ya no podía viajar más con ellos. Se habría solucionado con dosis de L-Dopa sintética.

En ese momento, una imagen se formó en su mente. Cogió una piedra y dibujó un fragmento de molécula en el suelo, aromático-carbono-carbono-nitrógeno. Había encontrado la clave, la estructura común que comparten la dopamina, adrenalina, serotonina, feniletilamina, encefalina…. y que hace que tengan efectos tan potentes en nuestro organismo. También la psilocibina, sustancia natural, psicoactiva, que se encuentra en las setas de las brujas, esas setas alucinógenas que se pasaba el día comiendo el tonto de su sobrino. Eso era, parecidas estructuras, mismos receptores.

De repente, algo empezó a ir mal, el cielo se oscureció muy rápidamente, o ¿eran sus ojos que se cerraban?.

Cuando el Profesor Alexei Tomarov abrió los ojos y volvió en sí, no entendió nada de lo que estaba ocurriendo. Su corazón se aceleraba y se frenaba, le sudaban las manos. Se miró en un espejo, sus pupilas estaban totalmente dilatadas, sintió miedo. ¿Qué hacía dormido en el laboratorio?. ¿Por qué le perseguía un oso?. Imágenes reales se mezclaban con otras irreales. Entonces vio el vidrio con el polvo blanco que había sintetizado hacía un rato, una molécula llamada anfetamina, y que quizá no debía haber probado. Una estructura molecular se formó en su cabeza, la pintó rápidamente en un papel. Como en una revelación, acababa de encontrar la estructura básica que hace que adrenalina, anfetamina, dopamina, y muchas moléculas más sean capaces de convulsionar el cuerpo humano.

El Profesor Alexei Tomarov nunca existió. Sin embargo, una serie de científicos reales, con historias en algunos casos alucinantes, ha conseguido a lo largo de muchos años desenmascarar la estructura orgánica aromático-carbono-carbono-amina, como una de las estructuras moleculares con efectos más potentes en nuestro organismo; las sustancias que contienen dicha estructura afectan en general a nuestro sistema nervioso central, se unen a los receptores adrenérgicos (adrenalina) y dopaminérgicos (dopamina) y en muchos casos son psicoactivas. Algunos de estos científicos con historias reales fueron el polaco Napoleon Cybulski que en 1895 consiguió los primeros extractos suprarrenales que contenían adrenalina. Stolz y Dakin, que de forma independiente sintetizaron adrenalina por primera vez en 1904. Barger y Ewens, que sintetizaron dopamina por primera vez en 1910. El sueco Arvid Carlsson, que obtuvo el Premio Nobel al identificar la dopamina como el neurotransmisor implicado en la enfermedad de Parkinson. William Knowles, premio Nobel por sus trabajos en la síntesis de la L-Dopa, fármaco que atenúa los síntomas del Parkinson. Gregorio Marañón, médico que inyectó adrenalina a sus pacientes para medir la ansiedad que experimentaban… y muchos cientos de científicos más.

Quizá la historia del Profesor Tomarov se parezca a las historias reales de dos científicos: La del químico suizo Albert Hofmann, que el 16 de abril de 1943 descubrió accidentalmente las propiedades alucinógenas y psicodélicas del LSD. Hofmann acababa de sintetizarlo, y cuando lo estaba recristalizando, se vio obligado a interrumpir su trabajo, según escribió en su cuaderno “afectado por un estado parecido al sueño, mientras percibía con los ojos cerrados un flujo ininterrumpido de dibujos fantásticos y de intensas formas caleidoscópicas”.

Y la del polémico químico y farmacéutico de origen ruso Alexander Shulgin que popularizó el éxtasis (MDMA, metilendioxianfetamina) en los años setenta. El éxtasis había sido sintetizado accidentalmente en 1912 en la farmacéutica alemana Merck, pero se consideró inservible. Shulgin hizo durante los años setenta un inventario de sustancias psicotrópicas, probando una a una todas las moléculas con posibles efectos alucinógenos. Entre ellas había muchos derivados sintéticos de la anfetamina, y otros productos naturales como la mescalina del cactus peyote (derivada de la dopamina), la psilocibina de los hongos (derivada de la triptamina) o el DMT, el alucinógeno más potente que existe, producto natural presente en la Ayahuasca de los indígenas peruanos. Todos ellos, así como el LSD, contienen la estructura mágica objeto de este relato.