Aplicaciones
Tiene aplicaciones en la nutrición y salud humanas, acuicultura, cosméticos y biofertilizantes.
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Las Microalgas
Las microalgas son microorganismos fotosintéticos procariotas y eucariotas, capaces de utilizar nutrientes como el dióxido de carbono (CO2), agua y energía solar para producir biomasa. Además, se consideran interesantes en este contexto ya que poseen un elevado contenido de vitaminas, minerales, antioxidantes y en aceites (hasta un 60% en peso). Sin embargo, pueden crecer extremadamente rápido, entre 10 y 200 veces más rápido que los cultivos terrestres como la soya. Por otro lado, viven en condiciones no muy favorables y se localizan en hábitats diversos como agua de mar, agua dulce, agua salobre, aguas residuales o en el suelo, bajo un amplio intervalo de temperaturas, pH y disponibilidad de nutrientes, debido a su estructura unicelular o multicelular simple.
Cultivo y Producción
Tienen una alta productividad, pues con pequeñas áreas de cultivo se pudiera abastecer grandes demandas energéticas. Por otro lado, la biomasa de las algas contiene tres componentes principales: las proteínas, cuyo porcentaje sobre el peso seco puede variar del 46-63%; los carbohidratos, con porcentajes generalmente entre el 10-17% (hasta 32% en Dunaliella salina); y los lípidos, con porcentajes que varían del 4-61%. En menor medida (<6%) se encuentran los ácidos nucleicos. De todas ellas, los lípidos son las biomoléculas de mayor interés en el proceso de obtención de biocombustibles.
Reportaje sobre la Plataforma de Biotecnología de Microalgas marina en Gran Canaria
Las microalgas han sido aprovechadas a lo largo de la historia de la humanidad como fuentes de ricos nutrimentos para sus poblaciones. Sin embargo, no ha sido sino hasta la segunda mitad el siglo xx que se han investigado formas de uso industrial para potenciar su aprovechamiento masivo, principalmente en las áreas de la alimentación y medicina (Chamorro et al., 1996). Además, diferentes líneas de investigación han estado influidas por factores socioeconómicos en diferentes episodios históricos recientes. A partir de la escasez de alimentos en el mundo, entre los años 1935 y 1940 surgió el interés de desarrollar sistemas de algas tendientes a encontrar nuevas fuentes de proteínas. Esta fue la primera aplicación desarrollada a nivel industrial (Ciferri & Tiboni, 1985).
Aplicaciones Comerciales
Otras aplicaciones comerciales de las microalgas buscan obtener productos de alto valor añadido con aplicaciones en la nutrición y salud humanas, acuicultura, cosméticos y biofertilizantes. Además, las microalgas pueden ayudar, durante su crecimiento, a reducir las emisiones de CO por biomitigación biológica e intervenir en el tratamiento de aguas residuales. Sin embargo son los fines energéticos los que más están contribuyendo al enorme desarrollo que están experimentando las microalgas.
Para que estos usos sean económicamente viables y medioambientalmente sostenibles, es necesario reducir significativamente los costes de producción y los impactos medioambientales, consiguiendo un balance energético y de CO2 favorables. Estos procesos se pueden combinar de manera que se produzcan sinergias que incrementen la sostenibilidad global de los procesos productivos.
Proceso de Escalamiento
Fuente de compuestos bioactivos
Las microalgas y cianobacterias están consideradas como organismos muy interesantes para la obtención de compuestos bioactivos con propiedades nutraceúticas, alimentarias, cosméticas y acuícolas [1]. Para obtener estos compuestos, las microalgas son cultivadas desde una semilla de 10ml hasta volúmenes muy grandes.
Para su cultivo, es necesario determinar los parámetros óptimos de cultivo a escala de laboratorio para luego llevarlos a cultivos de nivel comercial. Con el objetivo de mantener los cultivos comerciales, es muy necesario llevar los registros de control y evitar pérdidas por destrucción celular y contaminación. Estas condiciones requieren evaluar la productividad bajo condiciones al aire libre, como irradiación solar variable, temperatura ambiental y la precipitación pluvial por lo que representa algunos desafíos [2].
[1] Luis Guillermo Ramírez-Mérida 1,2 , Cristiano Ragagnin de Menezes 2 , Leila Queiroz Zepka 2 ,Eduardo Jacob-Lopes 2 Microalgas: potencial para la producción de compuestos bioactivos nanoencapsulados
[2] Michael A. Borowitzka & Avigad Vonshak – Scaling up microalgal cultures to comercial scale
Usos y Aplicaciones
Se ha comprobado que ciertas microalgas son una fuente de sustancias con alto valor nutritivo como vitaminas, ácidos grasos, polisacáridos inmunoestimulantes o aminoácidos esenciales, que son complementos excepcionales para la alimentación y pueden aportar efectos beneficiosos para las personas.
La producción de esta microalgas de grado alimenticio ha mejorado mucho en estos últimos años, ya que se ha aplicado conceptos de fotobiología e ingeniería en sistemas de cultivos (raceway, fotobiorreactor y flujo laminar), llegando a productividades superiores a 35g/m2/día en biomasa seca de alta calidad para consumo humano.
Además, en la acuicultura, las microalgas son fuente de alimentación de moluscos filtradores y estados larvarios de peces y crustáceos y entre las más comunes para la alimentación figuran Chlorella, Tetraselmis, Isochrysis, Phaeodactylum, Chaetoceros, Nannochloropsis, Skeletonema y Thalassiosira que son consumidas vivas (Hackbart, 2011; Cisneros, 2012 Hernández & Labbé, 2014).
Como biofertilizantes, las microalgas clorofitas y cianofitas, producen polisacáridos (mucílago) que pueden evitar la erosión, mejorar la estructura y el contenido de material orgánica de los suelos, y aumentar la concentración de iones en los cultivos. Reduciendo de esta forma la necesidad de fertilizantes químicos convencionales. El uso de estas microalgas como biofertilizantes se denomina algalización.
La relevancia nutricional y terapéutica de algunos carotenoides extraídos de microalgas radica en su capacidad de actuar como provitamina A, convirtiéndose en vitamina A Además, poseen propiedades antiinflamatorias y se les ha atribuido propiedades anticancerígenas, aunque esto último aún está en investigación (Spolaore et al. 2006, Rosales et al. 2007, Mendoza et al. 2011).
La principal aplicación de estos compuestos es como colorante natural, pero han aumentado las investigaciones sobre sus propiedades en la salud humana ampliando su consumo al mercado farmacológico (Spolaore et al. 2006).
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