As microalgas son microorganismos que posúen clorofila e outros pigmentos e transforman a enerxía luminosa en enerxía química, mediante unha fotosíntese similar ás plantas. Este proceso implica a produción de osíxeno e a captación de dióxido de carbono, o que amosa a súa importancia ambiental.
Esta definición inclúe un tipo particular de bacterias, as cianobacterias, ademais dunha enorme variedade de microorganismos fotosintéticos eucariotas –células que se caracterizan por ter un núcleo celular definido, cuberto por unha envoltura nuclear de dobre membrana–.
As microalgas aproveitan de forma moi eficiente a enerxía solar para xerar materia orgánica. Moitas crecen máis rápido que as plantas terrestres, con maiores rendementos de biomasa. Estes cultivos non compiten coa agricultura tradicional e poden utilizar auga residual, salobre ou de mar, ademais de auga doce.
Pódese actuar facilmente sobre a súa composición bioquímica, cambiando as condicións de cultivo, co fin de obter altos rendementos nalgúns compostos de interese comercial. Compórtanse, así, como factorías microbianas verdes.
Alimento para humanos e animais
Durante séculos, nalgunhas partes do mundo, utilizáronse como alimento humano algunhas microalgas producidas cunha tecnoloxía primitiva. Os aztecas xa preparaban uns biscoitos que chamaban tecuitlatt, coa especie Spirulina maxima (na actualidade Arthrospira maxima). Os nativos do Chad aínda utilizan esta mesma microalga nun preparado similar que denominan dihé.
A espirulina consómese como suplemento dietético, cun elevado contido proteico de alta calidade. Outras especies, como as do xénero Chlorella, tamén se consomen como suplemento dietético-nutricional.
As microalgas constitúen o primeiro elo da cadea trófica dos sistemas acuáticos. Por iso, na acuicultura, son un compoñente esencial das dietas de moitos animais mariños: moluscos bivalvos (recoiro, ameixas, mexillóns, vieiras etc.)/ etc.) e larvas de crustáceos e dalgunhas especies de peces e zooplancton. Este último serve como alimento de numerosos peixes e crustáceos de auga doce ou mariña. Tamén se utiliza a biomasa das microalgas en pensos de animais de granxa.
Fonte de produtos de interese económico
As aplicacións citadas contribuíron ao desenvolvemento de técnicas de cultivo masivo. Ao mesmo tempo, púxose de manifesto o seu potencial para producir gran variedade de substancias cun alto valor económico.
Algunhas especies de microalgas producen exopolisacáridos –macromoléculas extracelulares que se excretan nos microorganismos como cápsulas fortemente unidas ou capas mucosas pouco adheridas — como unha estratexia para a súa supervivencia en condicións ambientais desfavorables. Porphyridium cruentum, unha microalga vermella, é a principal produtora deste tipo de compostos.
Estes polisacáridos utilízanse como axentes emulsivos, estabilizantes ou para espesar na industria alimentaria, téxtil, de pinturas, papeleira, cosmética e farmacéutica. Empresas como Solazyme, Unilever, Soliance ou L’Oreal utilizan polisacáridos con orixe nas microalgas nalgúns dos seus produtos.
Os beneficios para a saúde dos ácidos graxos poliinsaturados, coloquialmente chamados omega-3, son ben coñecidos. O peixe é a fonte principal destes ácidos graxos, que proveñen á súa vez das microalgas.
Numerosas especies son ricas en ácidos graxos mono e poliinsaturados, especialmente de cadea longa (como EPA e DHA). Moitos deles inclúense en alimentos enriquecidos, suplementos dietéticos, produtos para alimentación animal, de farmacia ou coidado persoal, leites maternizadas e outros preparados para nutrición infantil ou clínica.
Colorantes con moitas aplicacións
Ademais de clorofilas, as microalgas poden chegar a acumular outros pigmentos en concentracións considerables, aptos para a súa explotación comercial. Os máis importantes son as ficobiliproteínas (ficocianina e ficoeritrina) e varios carotenoides, que ademais presentan actividade antioxidante. As ficobilinas producidas por Arthrospira e Porphyridium utilízanse como colorante na industria alimentaria, na cosmética e como marcadores fluorescentes en reactivos químicos.
Pola súa banda, a luteína é un carotenoide que se utiliza como colorante na industria alimentaria (E-161b) e na industria avícola para dar cor a carne e ovos.
En España cultivouse con éxito Muriellopsis sp como especie produtora de luteína e Dunaliella salina para a produción de beta-caroteno, utilizado como colorante en alimentación (E-160a) e como precursor de vitamina A. A biomasa rica neste composto consómese como alimento funcional.
A característica cor dos salmóns, os flamencos ou os crustáceos débese a outro pigmento: a astaxantina. Cunha capacidade antioxidante unhas dez veces superior a outros carotenoides, é producida en gran cantidade pola microalga Haematococcus pluvialis. Esta astaxantina microalgal utilízase como complemento nutricional e como colorante alimentario (E-161j).
Mesmo, existe no mercado un chocolate enriquecido en astaxantina de orixe microalgal, ao que se lle atribúen propiedades contra o avellentamento, baseado en estudos realizados na Universidade de Cambridge.
Así, certas microalgas posúen substancias antimicrobianas, antivirais, antitumorais ou antiinflamatorias. Outros compostos de interese son encimas, inhibidores encimáticos, promotores de crecemento, vitaminas ou filtros solares, que xa se están utilizando na industria farmacéutica e cosmética.
Ademais, utilízanse extractos de microalgas como biopesticidas e biofertilizantes. En España, a empresa AlgaEnergy produce e comercializa este tipo de produtos.
Un caso especial é a utilización de microalgas do grupo dos dinoflagelados como fonte da neurotoxina saxitoxina. É unha substancia paralizante, que ademais de poder utilizarse como anestésico, foi o primeiro composto natural de orixe mariña declarada como arma química.
Biocombustibles que proveñen da auga
Os biocombustibles de terceira xeración (biodiésel e bioetanol) baséanse na utilización de cultivos de microalgas superproductoras de graxas ou hidratos de carbono. Son máis eficientes que os cultivos agrícolas clásicos, non ocupan terreos cultivables, non contaminan as augas e non compiten con alimentos. Aínda que está nos seus inicios, varias empresas enerxéticas españolas están a apostar por esta tecnoloxía.
Microalgas recombinantes
En aplicacións terapéuticas, investigación científica e produción industrial, as proteínas recombinantes teñen un rol importante no desenvolvemento de vacinas, terapias contra o cancro e enfermidades infecciosas, e como ferramentas para comprender as interaccións entre proteínas.
Unha alternativa de baixo custo aos sistemas de produción destas proteínas recombinantes tradicionais poden ser os sistemas baseados en microalgas.
Por exemplo, Chlamydomonas reinhardtii, unha microalga verde de auga doce, é o organismo-modelo molecular, con varias décadas de estudos. A súa transformación xenética permite a obtención de lípidos, carotenoides, proteínas para vacinas humanas e animais e anticorpos.
En definitiva, as microalgas, que foron utilizadas desde a antigüidade como alimento, poden ser consideradas na actualidade como microfactorías verdes para a obtención de numerosos produtos de interese económico, dentro dun sistema de economía circular.
Cláusula de divulgación: Concepción Herrero López recibe e recibiu fondos de institucións públicas responsables de Investigación e Ciencia do Goberno de España e da Xunta de Galicia.
Ángeles Cid Blanco recibe e recibiu fondos de institucións públicas responsables de Investigación e Ciencia do Goberno de España e da Xunta de Galicia.
