1.- INTRODUCCIÓN.
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| La espirulina tiene multitud de propiedades como veremos en este artículo y es una de las cuales toman los astronautas |
Las
empresas de producción de microalgas tienen como actividad principal el
tratamiento y comercialización de microalgas, especialmente para acuicultura y
preparación de alimentos nutracéuticos.
Existen datos de una microalga, quizás la más
conocida, la Spirulina que previene el cáncer. Además esta microalga da
bastante energía a nuestro organismo. Yo mismo lo he podido comprobar, estando
un tiempo tomándome esta microalga en el proceso de recuperación de la enfermedad que he tenido.
La Spirulina tiene hasta un 80 por ciento en proteína, tiene casi todas las
proteínas de grupo B, ácidos graso omega 3 y 6, por lo que es muy utilizado en
las personas vegetarianas.
El mercado es heterogéneo y amplísimo. Por una
parte hacia la industria alimentaria (piensos
para animales y comprimidos para
alimentación humana), colorantes de helados, fabricación de caramelos, e
incluso a la detección de tumores en medicina, prevención del cáncer, fabricación
de cremas para la piel, fertilizantes, etc.
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| Los colorantes que llevan yogures y helados, están hechos realmente de pigmentos de microalgas |
Hay también carotenos que actúan como
antioxidantes para prevenir el envejecimiento de las células humanas,
produciendo ácidos grasos omega 3 y omega 6. Las microalgas son ricas también
en ácidos grasos poliinsaturados que previenen el colesterol.
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| Hay microalgas incluso que previenen el cancer |
Hay datos desde muchos siglos, que revelan que
los aztecas consumían microalgas.
Paralelamente,
este tipo de empresas, desarrollan investigaciones para la obtención de
productos químicos, derivados de la biomasa que se obtiene de las microalgas.
2.- ALGAS.
Las algas son las
más sencillas de las plantas
no vasculares. Son plantas, principalmente
acuáticas, que viven tanto en agua dulce como en agua salada. Poseen clorofila
y son fotosintéticas al igual que las microalgas.
Algunas crecen también en terrenos húmedos, en la corteza de los árboles y en la madera. En Francia las consumen como cualquier otra verdura.
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| Macroalgas |
Algunas crecen también en terrenos húmedos, en la corteza de los árboles y en la madera. En Francia las consumen como cualquier otra verdura.
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| Microfotografía de una microalga |
Las algas que normalmente conocemos de las playas, son las
que se denominan macroalgas, poseen
clorofila y son fotosintéticas, mientras que los hongos y organismos similares,
son saprofitos o parásitos.
Muchas
de las numerosas especies de grandes algas marinas son de un alto valor
nutritivo pero, salvo unas pocas excepciones menores, su uso como alimento
humano esta restringido al Oriente. Encuentran un mayor uso como alimento para
animales, como fertilizantes, como aditivos alimenticios y en varios procesos
industriales.
Aunque
las algas marinas se cosechan por todo el mundo, su cultivo esta casi
enteramente confinado al Oriente, y
alcanza su grado máximo de sofisticación en Japón y China.
3.-
MICROALGAS.
Por otro lado, las microalgas son mucho más pequeñas que las anteriores,
y como
curiosidades podemos comentar que
se utilizan para colorantes del yogurt,
existen las microalgas procariotas que son las ‘Spirulinas’, que se
utilizan para dar energía en diversos alimentos, y estas microalgas producen
los ácidos grasos omega tres, presentes en muchos alimentos humanos,
considerados altamente nutritivos.
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| Las microalgas poseen ácidos grasos omega 3 y 6 de mayor calidad, que los derivados de pescado, aceites, etc |
Las microalgas, tanto de
agua salada como dulce, constituyen el primer eslabón de la cadena trófica
acuática y como tal, son fuente nutritiva para aquellos organismos que ocupan
el segundo nivel trófico, principalmente, los zooplánctones, estadios larvarios
y adultos de moluscos y gasterópodos y, en algunos casos, de peces.
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| Pueden vivir de forma simple o en colonias |
Las
microalgas se caracterizan por presentar una amplia diversidad de tamaños,
pigmentación, mecanismos reproductivos, composición química, hábitats y un bajo nivel de especialización celular.
Son típicamente acuáticas y viven fijas a un sustrato o flotando libremente en
el plancton. Las formas que adquieren son variadas y se organizan de forma
unicelular o en colonias.
La
posición privilegiada de las algas en la cadena trófica acuática se debe a la
capacidad de llevar a cabo el proceso de la fotosíntesis, el cual consiste en
la bioconversión de la energía radiante de la luz en energía química, y que se
almacena en los enlaces químicos de moléculas o estructuras orgánicas
complejas.
Estamos
acostumbrados a que el color de las microalgas es siempre verde, pero esto no
es
así: van desde colores desde el rosa, marrón, pardo y además todos los tipos
de verdes que nos podamos encontrar. Además hay cepas, que en determinadas
condiciones ambientales cambian de color.
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| Existe un amplio abanico de coloración de las microalgas |
La
reproducción de las microalgas es muy alta (en algunos casos en cuestión de
horas) y esto lo podemos observar en piscinas que no se han clorado
adecuadamente, balsas de riego, etc.
4.-
PRODUCCIÓN DE MICROALGAS.
En Cuba la
producción de microalgas se hace directamente en agua de mar, pero nosotros por
el riesgo de contaminación de nuestras aguas, debemos de hacerlo en medios
cerrados y en intensivo.
Dicho
esto, las instalaciones que se dedican a la producción de microalgas cuentan
con
fotobiorreactores de cultivo Batch y Open Ponds, con condiciones climáticas
y de luz controladas tanto en la intensidad, como en la frecuencia.
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| Fotobiorreactor Batch (vertical) |
El
cultivo de cepas que se está llevando a cabo, es de variedades idóneas tanto
para aportar carencias de los piensos para piscifactorías, como de pigmentación
en algunas variedades de peces.
La explotación a nivel industrial de microalgas y sus derivados es
un negocio muy poco desarrollado en nuestro país. Existe un número realmente
escaso de empresas dedicadas a la producción y prácticamente ninguna, se centra
en la obtención de metabolitos de interés
industrial-comercial.
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| Fotorbiorreactor Open Ponds (horizontal) |
El proceso
general se puede describir en tres etapas:
· - Captación de la energía luminosa mediante los pigmentos fotosintéticos.
· - Conversión de la energía radiante en energía química.
· - Asimilación de la molécula de CO2 para la formación del
primer producto de la fotosíntesis.
El
crecimiento de una población de microalgas responde a la interacción mutua de
factores biológicos, físicos y químicos.
El
primer proceso consiste en la elaboración de agua de mar, ya que las microalgas
que se cultivan son marinas.
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| Obtienen inicialmente las microalgas en Placas de Petri |
Utilizan sal bruta para eliminar impurezas. Una vez que han
aplicado la sal, hacen pasar la disolución por filtros para eliminar impurezas,
y después la llevan a una lámpara ultravioleta que ya la desinfecta por
completo.
Las microalgas les llegan en placas de Petri y son cepas que
compran o bien son cedidas por Universidades. Estas cepas primero se echan en
tubos de ensayo, luego a matraces, todo ello para favorecer la proliferación de
las microalgas, como hemos comentado.
Posteriormente son vertidas a unos tubos verticales, o fotobioreactores
verticales, que son más asépticos que los depósitos o fotobioreactores
horizontales, con lo que se evitan posibles contaminaciones ambientales y además
la incidencia de la luz sobre las microalgas es mayor
que en los depósitos. Es
decir, estos tubos se utilizan para unas cepas de microalgas más delicadas.
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| Burbujeo |
Esta sección de la empresa debe disponer de
una temperatura constante, máxima asepsia y un ciclo de luz y oscuridad.
Posteriormente se realiza en cultivo en fotobiorreactores
verticales que poseen aireación, y están expuestos a un ciclo de luz y
oscuridad.
En los depósitos, o fotobiorreactores horizontales el volumen de
agua es mayor. Se hace un constante burbujeo en los dos casos para oxigenar la
solución, y además se aportan nutrientes para las microalgas.
Normalmente se obtiene por litro de agua dos gramos de microalgas.
El burbujeo además, evita que las microalgas se vayan al fondo y por
otro lado se aporta la
fuente de carbono que necesitan para realizar la
fotosíntesis.
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| Se añade sal a la disolucción para que se asemeje los máximo posible al agua de mar |
El
agua de mar es el medio más comúnmente
empleado para el cultivo de microalgas marinas, aunque generalmente no
contiene niveles suficientes de nutrientes para favorecer la producción de
elevadas densidades en cultivos masivos.
En tal
caso se recurre a prácticas de enriquecimiento o abonado del medio con
disoluciones de macro y micronutrientes.
La
luz se suministra por tubos fluorescentes. La intensidad de la luz juega una
función importante, pero los requerimientos varían en gran parte con el volumen
y la densidad del alga en
el cultivo. La duración de la iluminación puede ser
variada, es decir, se puede tener un fotoperiodo de cultivo variable.
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| A los fitobiorreactores se le aplica luz, para que puedan hacer la fotosíntesis las microalgas |
Todo este proceso, desde que les llegan las
cepas hasta que son conservadas en cámaras frigoríficas, suele durar unos 10-12
días.
Los
macronutrientes se usan directa o indirectamente para fabricar compuestos
orgánicos que compondrán las células, mientras que los micronutrientes se
necesitan en menores concentraciones como catalizadores o reguladores.
El
pH óptimo del medio de cultivo para el crecimiento de microalgas depende de
cada especie, pero suele estar comprendido entre 7 y 9. En el desarrollo de los
cultivos microalgales se constata habitualmente una importante elevación de los
valores de pH, que puede sobrepasar fácilmente valores de 9, lo que actúa en
contra del adecuado crecimiento del cultivo.
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| Aplicación de la luz ultravioleta |
Estas
empresas disponen de fotobiorreactores verticales air-lift en discontinuo, y
fotobiorreactores sistema open pond en semicontinuo.
Del primer tipo cuentan normalmente con 10.000 litros de cultivo
distribuidos en 6-8 fotobiorreactores, y el control de la producción de
microalgas es más exhaustivo que en el otro tipo.
Del segundo tipo suelen contar con unos 100.000 litros en open
ponds. Estos son unos tanques en abierto, que también están expuestos a un
ciclo de luz y oscuridad, y también poseen un mecanismo de burbujas para
aireación.
Pero para realizar la extracción de las microalgas estas empresas disponen de una
centrífuga, que separa el agua
con todas las sales minerales, de la biomasa de microalgas.
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| Extracción de las microalgas dela centrífuga |
El proceso de extracción es simplemente con una espátula, y se
vierte el contenido de las microalgas a una bolsa. Posteriormente se mete en
una cámara frigorífica, que hace que la célula se conserve intacta.
La bolsa va etiquetada con el tipo de cepa y el tiempo en el que se
metió en la cámara.
Es decir, el cosechado de las microalgas se hace mediante una
centrífuga con objeto de no romper las paredes celulares de las microalgas, ya
que su rotura podría dar lugar a pérdida de sustancias químicas presentes en el
interior de las microalgas.
La biomasa obtenida se recoge y se congela a unos –20ºC, y se
clasifica convenientemente etiquetada en una serie de bolsas.
Todo este proceso de producción se hace en un circuito cerrado; es
decir, se vuelve a recoger el agua una vez extraída las microalgas se
desinfecta, y se vuelve a utilizar, lo que supone un gran ahorro de agua a este
tipo de empresas.
5.- TIPOS DE MICROALGAS
1.- Dunaliella sanila.
2.- Porphirydium cruentum
Es de color
rosa y es inmóvil, lo que se aprecia en su forma redondeada completamente.
3.- Phaedoctylum tricornutum
Se denomina tricornutum por los tres cuernos que puede
presentar, aunque se
puede presentar también de forma alargada. Esta alga es de
color marrón y es muy rica en ácidos grasos omega 3 y 6.
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| Phaedoctylum triconutum |
4.- Traselmis suecica
Es verde y muy
grande (alrededor de 10 micras), y tiene una movilidad enorme.
5.- Spirulina platensis
Es quizás la
microalga más conocida por los beneficios que hemos señalado en el comienzo del
artículo. Se cultiva sobre todo en Asia para consumo alimenticio, en comprimidos.
Produce un colorante de color azul, que se utiliza mucho en helados y
caramelos.
1.- Espirulina: Cualidades contra la radiación
Tras el accidente nuclear que tuvo lugar
en la ciudad ucraniana de Chernobyl en el año 1986, las clínicas médicas en
Bielorrusia fueron testigo presencial de un prodigio con el uso de esta
cianobacteria.
El Instituto de Medicina de la
Radiación situado en Minsk, la capital bielorrusa, trató 100 niños con
espirulina para comprobar su efectiva utilidad en el combate contra los efectos
de la catástrofe radiactiva en sus cuerpos. El nivel de radioactividad en la
orina se redujo a la mitad en tan solo 20 días.
En 1991 se repitió un nuevo estudio en
la localidad de Beryozova, donde se les administró la misma cantidad a 49
niños, aunque por un período de tiempo mayor: 45 días.
Tras un mes y medio administrándoles
regularmente espirulina y de exhaustivos controles médicos, los profesionales
de aquella institución verificaron algo novedoso: El nivel de
radioactividad en la orina se había reducido en un 83%, comprobando una mejora
del sistema inmune así como un incremento de la cantidad de células T.
2.- Espirulina contra la resaca
¿Quién diría que esta
microalga actúa sobre el binomio borrachera-resaca?
Este “malestar del día
después” que atribuimos normalmente a la resaca no consiste en una simple
deshidratación. Sobrevienen, además, más alteraciones orgánicas que nos afectan
de forma paralela. Una de estas variaciones corporales es la reducción de la
hormona antidiurética, ADH, que hace que aumente la presión arterial y la
retención de líquidos mientras dura el proceso.
Uno de los principales
argumentos extendidos (y también bastante discutidos) es la propiedad de la
espirulina para “quitar la resaca” por su elevado contenido en vitamina B12.
Consideramos que mejora la resaca por lo observado en los países orientales,
pero no exclusivamente por el contenido en vitamina B-12. De hecho, esta
vitamina se utiliza para prevenir daños cerebrales en algunos hospitales donde
acuden personas con una intoxicación etílica aguda, pero no para mitigar los
efectos de una borrachera.
¿Qué hacen los ejecutivos
japoneses? Los nipones, tras una noche de “farra oriental”, se toman diez
cápsulas de espirulina con dos vasos de agua antes de acostarse. Pese a que no
añade sobriedad al resacoso, si que ayuda bastante en su recuperación.
3.- Criptobiosis o
el eterno alimento en casa.
De entre las propiedades
de la espirulina esta es quizás la más sorprendente. La espirulina es capaz de
suspender los procesos metabólicos si las condiciones de su entorno
medioambiental son extremas.
Este fenómeno es conocido con el
nombre de Criptobiosis o Diapausa. Bien sea en casos de extrema sequedad,
reducción de oxígeno, frío extremo o elevada concentración de sodio, la
microalga puede vivir indefinidamente hasta que su entorno retorne más
habitable.
Hoy día el consumo de alimentos probióticos está a la orden del día. Yogures con bífidus o lactobacilo, por ejemplo, se consideran como grandes beneficiarios por su capacidad de estimular nuestro sistema inmune. Un estudio sobre las propiedades de la espirulina demostró que tiene un efecto probiótico, aumentando la población de lactobacillus en el intestino.
4) Uso de la
espirulina en el espacio exterior.
La espirulina incluye
treinta y tres veces más hierro que las espinacas, contiene veintiuna veces más
betacaroteno que las zanahorias, aporta ocho veces más calcio que la leche
fresca e incluye diez veces más potasio que la mayoría de las verduras. Todo
ello en un volumen muy inferior al que se encuentra en cualquier otro alimento
conocido.
Precisamente esa, la mayor concentración de proteínas, vitaminas y minerales de entre los alimentos hasta ahora conocidos, fue la razón por la que tanto científicos de la NASA (Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio) como de la Agencia Espacial Europea (MELISSA) plantearan el suministro de esta microalga como alimento principal para los astronautas en las misiones espaciales de larga duración.
De hecho, sí se encuentra muy extendida la declaración de la NASA de que un gramo de espirulina contiene más nutrientes que un kilogramo de frutas y vegetales variados.
Precisamente esa, la mayor concentración de proteínas, vitaminas y minerales de entre los alimentos hasta ahora conocidos, fue la razón por la que tanto científicos de la NASA (Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio) como de la Agencia Espacial Europea (MELISSA) plantearan el suministro de esta microalga como alimento principal para los astronautas en las misiones espaciales de larga duración.
De hecho, sí se encuentra muy extendida la declaración de la NASA de que un gramo de espirulina contiene más nutrientes que un kilogramo de frutas y vegetales variados.
El hecho de tener escasa (por no decir
nula) competencia a las empresas que se dedican a la producción de microalgaas,
otorga a estas empresas una ventaja en el mercado nacional, no obstante, se
debe actuar con rapidez a la hora de dar a conocer la compañía y los productos
que ofrece la misma a terceros.
Cada vez son más los artículos y publicaciones
en los que se reflejan las ventajas de producir moléculas de alto valor añadido
a partir de microalgas por lo que no serán pocas las empresas emergentes que se
interesen en explotarlas y quien sabe cómo hemos visto en este artículo sino
será nuestro principal alimento……..en un futuro no muy lejano.
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