Las nuevas tecnologías biológicas están arrasando en todos los sectores y desbloqueando posibilidades para los alimentos.1 La fermentación, un tipo de bioprocesamiento, permite a los productores de alimentos elaborar proteínas y otros ingredientes utilizando microbios en lugar de animales, lo que reduce significativamente el uso de la tierra y las emisiones de la ganadería, al tiempo que aumenta la confiabilidad y la seguridad alimentaria.
Las novedosas proteínas fermentadas podrían representar alrededor del 4 por ciento de la producción total de proteínas para 2050, un mercado anual de entre $100 mil y $150 mil millones de dólares, con una variabilidad basada en las políticas climáticas y el ritmo del desarrollo tecnológico. Los avances en la tecnología de fermentación también beneficiarán a otras industrias, como la química y la de materiales.
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Antes de que las nuevas proteínas puedan despegar, la tecnología de fermentación tendrá que escalar. La mayoría de los actores en el campo de los ingredientes novedosos tienen hoy en día costos de producción que son un orden de magnitud superiores a los de la producción de proteínas tradicionales, que suelen oscilar entre $2 y $15 dólares por kilogramo. Para reducir los precios mediante economías de escala, nuestras proyecciones indican que los actores de los ingredientes novedosos fermentados necesitarán invertir más de aproximadamente $250,000 millones de dólares en total para 2050 con el fin de ampliar su capacidad.
En este artículo, exploramos cómo la industria alimentaria puede acelerar el cambio a ingredientes derivados de la fermentación, sobre todo las proteínas. Para lograrlo, las empresas consolidadas, las start-ups y los inversionistas pueden mejorar los procesos de producción por fermentación y la tecnología de biorreactores para reducir costos, desarrollar nuevos productos que resulten atractivos para los consumidores y reunir a socios para escalar la industria.
El potencial de los ingredientes novedosos
Se espera que el mercado potencial de los productos proteicos fermentados sea de entre $100 mil y $150 mil millones de dólares para 2050 (Gráfica 1).2 Esta oportunidad ha impulsado a los actores de la fermentación tradicional, los gigantes del sector alimentario, los fondos soberanos y otros a invertir más de $4 mil millones de dólares de capital en la fermentación de precisión y de biomasa en los últimos cinco años.3
El gran interés por los alimentos novedosos se debe a su capacidad para complementar la producción alimentaria tradicional. En el caso de las proteínas en particular, el mercado mundial actual es considerable, con aproximadamente $3 billones de dólares, y se estima que crecerá hasta alrededor de $3.5 billones de dólares para 2050. Sin embargo, el aumento de los precios del forraje, la volatilidad climática y las enfermedades están poniendo a prueba la capacidad de la ganadería para satisfacer las necesidades nutricionales de la creciente población mundial.
Los ingredientes novedosos producidos mediante bioprocesamiento son una forma de mitigar estos riesgos (vea el recuadro “Sobre la fermentación y el cultivo de cultivos celulares”). Dado que la fermentación tiene lugar en un entorno sintético (biorreactores), la fabricación es tanto controlada como modular, lo que aumenta la flexibilidad geográfica y reduce la exposición a las perturbaciones relacionadas con el clima, la cadena de suministro o las enfermedades dentro de la cadena de valor alimentaria y agrícola tradicional. Además, la fermentación requiere una menor huella de suelo que la agricultura tradicional, lo que la convierte en una opción poderosa para fortalecer la seguridad alimentaria.
Impulsores de escala para el futuro de la alimentación
Antes de que la industria de los ingredientes novedosos pueda ayudar a que los sistemas alimentarios sean más sostenibles y resilientes, es necesario escalarla significativamente. Sin embargo, la capacidad existente para apoyar esta expansión es limitada, y las organizaciones de manufactura por contrato (contract manufacturing organizations, o CMO) suelen tener expectativas de margen que no están alineadas a los estándares de la industria de fabricación de alimentos, lo que a menudo las vuelve inviables para las empresas que buscan mayor capacidad. Aunque se han anunciado varias ampliaciones de capacidad, otras se han detenido debido a factores macroeconómicos.
Construir más capacidad no es el único reto. La tecnología y los procesos subyacentes deben desarrollarse y mejorarse. Las oportunidades y los riesgos de los ingredientes novedosos aún se están investigando, y tanto las empresas consolidadas como las start-ups y los inversionistas están en proceso de asignar gastos de capital, monitorear nuevos desarrollos y comprender las necesidades de los consumidores.
Para desmitificar el futuro de esta industria en crecimiento, hemos identificado tres áreas cruciales para construir y escalar un nuevo ecosistema alimentario:
- Las mejoras en los procesos y el rediseño de biorreactores podrían impulsar los rendimientos, reducir los costos de los biorreactores y disminuir los costos de producción en aproximadamente un 50 por ciento; una nueva tecnología de biorreactores podría ampliar la oportunidad de mercado global para los fabricantes de equipos originales (original equipment manufacturers, u OEM).
- La mejora en la formulación y el diseño de alimentos podría dar lugar a una mayor variedad de ofertas de alta calidad, especialmente a medida que las empresas perfeccionan el sabor y la textura de sus productos.
- Los nuevos modelos de negocio podrían ayudar a la industria a mitigar riesgos y a financiar los más de $250 mil millones de dólares que se prevé se necesitarán para escalar la infraestructura.
Las mejoras en la producción podrían reducir los costos unitarios en un 50 por ciento
El factor más importante para impulsar el mercado de alimentos novedosos será la reducción de los costos unitarios de los ingredientes novedosos. Mediante la implementación de innovaciones tecnológicas en los procesos de bioprocesamiento y producción posterior –adoptando un enfoque integral del costo de los bienes vendidos (cost-of-goods-sold, o COGS)–, las empresas de ingredientes novedosos podrían tener una línea de visión para reducir los costos en aproximadamente un 50 por ciento en este momento (Gráfica 2).
Se espera que la mayor parte del ahorro provenga de los principales impulsores del costo total de los bienes vendidos, incluidos el titer (la medida de concentración del producto deseado en el caldo posterior a la fermentación), el procesamiento posterior (la conversión del caldo de fermentación en un producto estable) y el tiempo de ciclo.
Algunos de estos impulsores han mejorado de forma constante con el tiempo. Por ejemplo, los titulares de propiedad intelectual (PI) clave están logrando mejoras continuas en la concentración del producto, y desde hace décadas, las empresas químicas y farmacéuticas han implementado análisis digitales y, cada vez más, inteligencia artificial (IA) para optimizar la fabricación.
Lo que realmente podría impulsar a la industria son las mejoras radicales en los procesos. Cambios más fundamentales en el bioprocesamiento podrían aumentar significativamente el tiempo de ciclo activo y la eficiencia del capital. Varias start-ups están explorando la conversión de procesos fed-batch (alimentación discontinua) en procesos continuos (vea el recuadro “Caso práctico: La start-up australiana de bioprocesamiento Cauldron”), mientras que otras empresas están convirtiendo los procesos aeróbicos tradicionales en anaeróbicos.
Además de las mejoras radicales en los procesos, será fundamental actualizar la tecnología de los biorreactores. Industrias como la farmacéutica y la química han diseñado fermentadores a la medida de sus necesidades, pero los biorreactores aún no se han rediseñado para satisfacer las necesidades de la industria alimentaria. Deben desarrollarse nuevos activos que cumplan con las especificaciones de grado alimentario y se acerquen a las expectativas de margen del sector alimentario.
Para lograrlo, los biorreactores y sus componentes circundantes deben ser simplificados y construidos desde cero de manera específica para su propósito, pero los OEM a nivel global aún no han abordado esta oportunidad. Ante esta brecha, algunas start-ups (incluidas un pequeño grupo centrado en activos, como Sterling Bio Machines y Ark Biotech) han rediseñado biorreactores y han construido modelos personalizados por necesidad. Además, algunas empresas están explorando el uso de tanques de fermentación más modulares para reducir significativamente los costos de capital e impulsar las curvas de aprendizaje.
Las mejores capacidades de formulación de alimentos podrían crear nuevos productos innovadores en el mercado de proteínas de aproximadamente $3.5 billones de dólares
A medida que los alimentos novedosos fermentados comienzan a descender en la curva de costos, las empresas de alimentos y bebidas tendrán la oportunidad de introducir nuevos ingredientes y productos para los consumidores. Si bien los ingredientes fermentados por precisión son genéticamente iguales a sus equivalentes de origen animal, las proteínas de biomasa ofrecen posibilidades desconocidas y emocionantes porque muchos de estos ingredientes son totalmente nuevos para el consumo humano. Estarán disponibles nuevos sabores, alternativas a la carne y bebidas, y los innovadores que cuenten con sólidas capacidades de formulación de alimentos se destacarán entre la competencia.
A medida que los científicos de alimentos comprendan la verdadera amplitud de las capacidades de textura, sabor y fortificación proteica de las proteínas novedosas, las empresas podrán crear ofertas únicas y exclusivas para los consumidores. Los fabricantes pueden experimentar, por ejemplo, con el uso de grasas novedosas para mejorar la sensación en boca y añadir sabores ricos a los alimentos, al tiempo que sustituyen ingredientes indeseables como el aceite de palma. La fermentación de precisión también podría permitir a los fabricantes utilizar proteínas individuales de huevo, lácteos u otras fuentes que ofrecen una nutrición, sabor o textura más especializados. Es posible que estos ingredientes novedosos puedan reemplazar muchos productos de origen tradicional, como las gomas y la metilcelulosa, que aportan beneficios funcionales clave en los alimentos, pero que pueden ser considerados indeseables por los consumidores.
Conocer los intereses de los consumidores será clave para impulsar el desarrollo de nuevos alimentos. Como se señala en un artículo reciente de McKinsey, el conocimiento del consumidor en esta etapa es incipiente, pero prometedor para los ingredientes novedosos.4 Dependiendo del ingrediente, entre el 49 y el 67 por ciento de los consumidores dijeron estar dispuestos a probar alimentos y bebidas que contengan ingredientes novedosos. Los resultados de la encuesta también indicaron que los consumidores están particularmente interesados en probar ingredientes novedosos en aperitivos y durante el almuerzo. Estos resultados pueden servir de guía a los formuladores de alimentos a medida que desarrollan nuevas ofertas y trabajan para educar a los consumidores sobre los ingredientes novedosos.
Escalar la industria representa una oportunidad de inversión para construir nuevos modelos de negocio por más de $250 mil millones de dólares
Para impulsar la escala prevista de esta industria, podría ser necesario invertir $250 mil millones de dólares o más en activos de fermentación durante los próximos 30 años, según el análisis de McKinsey. Esta expansión global se aproxima al tipo de cambio industrial que han experimentado, por ejemplo, los paneles solares y los vehículos eléctricos en años anteriores.
Es probable que la inversión en infraestructura necesaria sea demasiado grande para ser financiada únicamente con capital de riesgo. Y hasta que se alcancen los hitos tecnológicos y comerciales restantes, los actores del financiamiento de proyectos y el capital de crecimiento siguen siendo reacios a entrar. Esto deja un vacío en el panorama del financiamiento mundial que el ecosistema puede cubrir con la adaptación necesaria (Gráfica 3).
Para desbloquear nuevos modelos de financiamiento y permitir que los fondos de capital global comiencen a invertir a gran escala, es necesario abordar dos áreas:
- Los compromisos de compra han sido la pieza clave para asegurar la deuda en grandes expansiones de capital en otras industrias, como las baterías de vehículos eléctricos, el combustible sostenible para aviación y las tecnologías de hidrógeno. En los sectores de consumo, los compromisos vinculantes han sido tradicionalmente menos comunes, pero las start-ups y las grandes empresas alimentarias están empezando a suscribir acuerdos de desarrollo conjunto.
- Los riesgos tecnológicos pueden disuadir a los inversionistas, sobre todo a medida que se prueban innovaciones en procesos, biorreactores rediseñados y nuevos alimentos. Sin embargo, se espera que los avances tecnológicos en materia de procesos, activos y escalamiento generen reducciones sustanciales en los costos durante los próximos cinco años, lo que representa un argumento atractivo para los inversionistas.
Los nuevos modelos de negocio son el factor subyacente clave que permitirá a la industria de los alimentos novedosos abordar estos puntos. Si las start-ups y otros actores del sector logran construir un ecosistema de compromisos de compra y reparto de riesgos, podrían atraer inversionistas y cerrar la brecha de financiamiento. Estas conexiones también facilitarían la mejora de la tecnología de procesos, la construcción de mejores biorreactores y la comercialización de alimentos novedosos.
Algunos tipos de asociaciones y financiamiento ya están demostrando ser eficaces en el ámbito de los alimentos novedosos:
Joint ventures (JV). Las empresas conjuntas pueden utilizarse para compartir riesgos –y beneficios– entre muchos actores, a diferencia de las CMO, que alteran la estructura de costos unitarios de un producto. Aunque las JV pueden ser complejas, varias start-ups están explorando estos acuerdos y otras alianzas que reúnen múltiples fuentes de capital para reducir el riesgo de inversión y contribuir conjuntamente con propiedad intelectual y activos. Por ejemplo, la Autoridad de Inversiones de Omán se ha asociado con MycoTechnology para construir una instalación de reciclaje de dátiles de desecho en proteínas de micelio.5
Inversión soberana. Si bien el capital de riesgo corporativo se ha enfriado en los últimos años, esperamos que recupere sus niveles anteriores a largo plazo, dado su sólido historial en la industria alimentaria. Mientras tanto, el interés de la inversión soberana y estratégica sigue siendo alto. Por ejemplo, el Fondo Nacional de Crecimiento de los Países Bajos ha asignado €60 millones de euros a la fermentación de precisión y al cultivo de ingredientes novedosos.6
Programas gubernamentales. Muchos países están creando programas gubernamentales para apoyar a la incipiente industria de la fermentación, por ejemplo, proporcionando financiamiento no dilutivo y facilitando la creación de nuevas capacidades. Por ejemplo, en una reciente ronda de recudación de fondos, Business Finland, una organización dirigida por el gobierno finlandés, otorgó a Onego Bio una subvención de $10 millones de dólares.7 Y Change Foods acordó concentrar su producción de lácteos sin animales en los Emiratos Árabes Unidos, con el apoyo de la Iniciativa de Inversión Extranjera Directa NextGen de los Emiratos Árabes Unidos.8
Consideraciones para los actores de ingredientes novedosos que lanzan la industria del mañana
Los inversionistas, socios estratégicos y socios comerciales que se unan a los innovadores serán los constructores del mercado de alimentos novedosos y desempeñarán un papel crucial en el impulso del crecimiento global de la biotecnología. Para cada grupo de actores, será importante considerar algunos factores:
Fabricantes de ingredientes consolidados. Los alimentos producidos mediante biotecnología pueden permitir a los fabricantes de ingredientes ampliar sus carteras y crear una ventaja competitiva a través de capacidades de formulación y conocimientos técnicos únicos. Dado que las proteínas novedosas pueden producirse en cualquier lugar, ofrecen una oportunidad para que los fabricantes de ingredientes de todo el mundo incursionen por primera vez en los mercados de proteínas animales, cambiando el panorama competitivo de productos como los lácteos, el colágeno, los huevos e incluso productos no proteicos como el cacao.
Fabricantes de equipos originales. A medida que se construye la base de activos para apoyar la producción de ingredientes biotecnológicos, existe una importante oportunidad de mercado para los OEM de biorreactores y de procesamiento posterior. En el sector de ingredientes novedosos, gran parte de la base de activos actualmente en uso se toma prestada de otras industrias y aún no se ha diseñado para la producción de alimentos. Las empresas que decidan invertir en el diseño y desarrollo de tecnología adecuada para su propósito en los próximos años pueden convertirse en actores fundamentales a medida que continúe la expansión del capital global.
Innovadores. Las start-ups están ansiosas por cubrir las necesidades de volumen con capacidad bajo demanda, y pueden beneficiarse enormemente de las asociaciones con los actores e inversionistas consolidados. En el actual entorno macroeconómico de financiamiento, es posible que algunos actores no logren demostrar avances con la suficiente rapidez para seguir obteniendo financiamiento, lo que reducirá el número de innovadores. De cara al futuro, cada innovador tendrá que elegir en qué capacidades invertir, desde mejoras en la concentración del producto hasta la creación continua de propiedad intelectual. Desarrollar capacidades de formulación de alimentos y una comprensión distintiva de cómo trabajar con ingredientes novedosos podrían ofrecer una ventaja competitiva a medida que se comercializan más proteínas.
Inversionistas. A medida que las partes interesadas maduran, los inversionistas tradicionales exploran cada vez más el sector y buscan modelos de negocio que puedan permitir una mayor inversión. Se espera que establecer financiamiento con características de infraestructura a partir de activos titulizados con compromisos de compra a precios de equilibrio de mercado sea crucial para escalar la industria, tal como ocurrió en la expansión de industrias como la eólica y la solar.
Durante los próximos cinco años, se espera que una combinación de paridad de costos y demanda del consumidor consolide y reduzca el riesgo de la industria de ingredientes novedosos, lo que impulsará una expansión global de la infraestructura. Mientras tanto, los líderes pueden seguir construyendo mecanismos creativos para equilibrar capital, riesgo y rentabilidad. Si los actores logran aprovechar esta oportunidad de inversión ahora, tienen la posibilidad de construir la cadena de suministro alimentaria del futuro.