Microalgas: qué son, características, aplicaciones biotecnológicas
¿Qué son las microalgas?
Las microalgas son organismos eucariotas, fotoautótrofos, es decir, que obtienen energía de la luz y sintetizan su propio alimento. Contienen clorofila y otros pigmentos accesorios que les otorgan una gran eficiencia fotosintética.
Son unicelulares, coloniales –cuando se establecen como agregados– y filamentosos (solitarios o coloniales).
Forman parte del fitoplancton, junto con las cianobacterias (que son procariotas). El fitoplancton es el conjunto de microorganismos fotosintéticos, acuáticos, que flotan pasivamente o presentan movilidad reducida.
Las microalgas se encuentran desde el ecuador terrestre hasta las regiones polares, y se reconocen como fuente de biomoléculas y metabolitos de gran importancia económica.
Constituyen una fuente directa de alimento, medicamentos, forraje, fertilizantes y combustible, e incluso son indicadoras de contaminación.
Características de las microalgas
– La mayoría de las microalgas presentan coloración verde por contener clorofila (pigmento vegetal tetrapirrólico), fotorreceptor de energía luminosa que permite llevar a cabo la fotosíntesis.
– Algunas microalgas presentan coloración roja o marrón, debido a que contienen xantofilas (pigmentos carotenoides de color amarillo), que enmascaran el color verde.
– Son ubicuas, es decir, habitan diversos ambientes acuáticos dulces y salados, naturales y artificiales (como piscinas y peceras).
– Algunas son capaces de crecer en el suelo, en hábitats acídicos y dentro de las rocas porosas (endolíticas), en lugares muy secos y muy fríos.
Aplicaciones biotecnológicas
Alimentación humana y animal
En la década de 1950, científicos alemanes comenzaron a cultivar microalgas en forma masiva para obtener lípidos y proteínas que reemplazarían a las proteínas animales y vegetales convencionales, con el objetivo de cubrir el consumo del ganado y del humano.
Recientemente, los cultivos masivos de microalgas se han proyectado como una de las posibilidades para combatir el hambre y la desnutrición mundial.
Las microalgas poseen concentraciones de nutrientes poco comunes, superiores a las observadas en cualquier especie de planta superior. Un gramo diario de microalgas constituye una alternativa para complementar una dieta deficiente.
Ventajas de su uso como alimento
Entre las ventajas del uso de microalgas como alimento, tenemos las siguientes:
– Alta velocidad de crecimiento (presentan un rendimiento 20 veces mayor que la soja por unidad de superficie).
– Genera beneficios medidos en el “perfil hematológico” y en el “estatus intelectual” del consumidor, al consumir pequeñas dosis diarias como suplemento alimenticio.
– Alto contenido proteico respecto a otros alimentos naturales.
– Elevada concentración de vitaminas y minerales: la ingestión de 1 a 3 gramos al día de subproductos microalgales, aporta cantidades apreciables de betacaroteno (provitamina A), vitaminas E y complejo B, hierro y oligoelementos.
– Fuente nutritiva altamente energizante (en comparación con el ginseng y el polen colectado por abejas).
– Son recomendables para el entrenamiento de alta intensidad.
– Por su concentración, poco peso y facilidad de transporte, el extracto seco de microalgas es adecuado como alimento no perecedero para almacenar en previsión de situaciones de emergencia.
Acuicultura
Las microalgas se utilizan como alimento en la acuicultura por su alto contenido proteico (de 40 a 65% en peso seco) y capacidad de incrementar con sus pigmentos, el color de salmónidos y crustáceos.
Por ejemplo, se usa como alimento para bivalvos en todos sus estadios de crecimiento. Para estados larvales de algunas especies de crustáceos y para estadios tempranos de algunas especies de peces.
Pigmentos en la industria alimenticia
Algunos pigmentos microalgales se utilizan como aditivos en forrajes para incrementar la pigmentación de la carne de pollo y de las yemas de huevos, así como para aumentar la fertilidad del ganado.
También se usan estos pigmentos como colorantes en otros productos, como margarinas, mayonesas, jugos de naranja, helados, quesos y productos de panificación.
Medicina humana y veterinaria
En el campo de la medicina humana y veterinaria, es reconocido el potencial de las microalgas, debido a que:
– Reducen el riesgo de diversos tipos de cáncer, enfermedades cardiacas y oftálmicas (gracias a su contenido en luteína).
– Ayudan a prevenir y tratar enfermedades coronarias, agregación plaquetaria, niveles anómalos de colesterol, siendo además altamente promisorias para el tratamiento de ciertas enfermedades mentales (por su contenido en omega-3).
– Presentan acción antimutagénica, estimuladora del sistema inmune, reductora de hipertensión y desintoxicante.
– Presentan acción bactericida y anticoagulante.
– Incrementan la biodisponibilidad de hierro.
– Se han generado medicamentos basados en microalgas terapéuticos y preventivos de colitis ulcerativas, gastritis y anemia, entre otras afecciones.
Fertilizantes
Las microalgas se utilizan como biofertilizantes y acondicionadoras del suelo. Estos microorganismos fotoautótrofos recubren rápidamente los suelos removidos o quemados, reduciendo el peligro de erosión.
Algunas especies favorecen la fijación de nitrógeno, y han hecho posible, por ejemplo, el cultivo de arroz en terrenos anegados durante siglos, sin adición de fertilizantes. Otras especies se emplean para reemplazar la cal en los abonos compuestos.
Cosmética
Derivados microalgales se han empleado en la formulación de cremas dentales enriquecidas, que eliminan la bacteria causante de la caries dental.
También se han desarrollado cremas que incluyen tales derivados por sus propiedades antioxidantes y protectoras de los rayos ultravioleta.
Tratamiento de aguas residuales
Las microalgas se aplican en procesos de transformación de materia orgánica de aguas residuales, generando biomasa y agua tratada para riego.
En este proceso, las microalgas aportan el oxígeno necesario a las bacterias aeróbicas, degradadoras de sustancias orgánicas contaminantes.
Indicadores de contaminación
Dada la importancia ecológica de las microalgas como productoras primarias de los ambientes acuáticos, son organismos indicadores de contaminación ambiental.
Además, presentan gran tolerancia a metales pesados como cobre, cadmio y plomo, así como a los hidrocarburos clorados, por lo cual pueden ser indicadores de la presencia de estos metales.
Biogás
Algunas especies (por ejemplo, Chlorella y Spirulina), han sido utilizadas para purificar biogás, ya que consumen el dióxido de carbono como fuente de carbono inorgánico, además de controlar simultáneamente el pH del medio.
Biocombustibles
Las microalgas biosintetizan una amplia gama de subproductos bioenergéticos comercialmente interesantes, como grasas, aceites, azúcares y compuestos bioactivos funcionales.
Referencias
- Borowitzka, M. (1998). Commercial production of microalgae: ponds, tanks, tuber and fermenters. J. of Biotech.
- Ciferri, O. (1983). Spirulina, The edible microorganism. Microbiol. Rev.
- Ciferri, O., & Tiboni, O. (1985). The biochemistry and industrial potential of Spirulina. Ann. Rev. Microbiol.