La microalga Nannochloropsis oceanica puede producir grandes cantidades de proteínas y vitaminas
El mundo está buscando soluciones sostenibles para la futura producción de alimentos, y las microalgas parecen tener el potencial de desempeñar un papel crucial.
La microalga Nannochloropsis oceanica es particularmente interesante porque puede producir grandes cantidades de proteínas, el ácido graso esencial omega-3 EPA y vitamina K2. Pero ¿Qué condiciones son necesarias para garantizar una producción eficiente?
Un estudio del Instituto Nacional de Alimentos de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU) muestra que la temperatura y la luz son factores clave en el rendimiento de varios nutrientes.
"La mayor parte de las investigaciones actuales se centran en el crecimiento y la producción de biomasa de la Nannochloropsis oceanica, así como en la producción de ácidos grasos. En el Instituto Nacional de Alimentación de la DTU también hemos estudiado este tema, pero hemos optado por compararlo con la producción simultánea de proteínas y vitamina K2", explica el estudiante de doctorado Emil Gundersen, quien realizó los experimentos de cultivo en el laboratorio de microalgas del Instituto Nacional de Alimentos de la DTU.
La investigación proporciona una visión más completa al analizar simultáneamente el contenido de proteínas, el contenido de ácidos grasos, el contenido de vitamina K y el crecimiento de las microalgas. Con este conocimiento, se puede optimizar la fase de cultivo para lograr la biomasa más rica en nutrientes.
"Nuestros experimentos muestran que si la temperatura y la intensidad de la luz son altas, Nannochloropsis oceanica crece rápidamente y produce una gran cantidad de proteínas. Sin embargo, el contenido de omega-3 y vitamina K2 es mayor cuando la temperatura es baja", afirma Gundersen.
Cultivo en dos etapas
Basándose en la investigación, los científicos proponen cultivar Nannochloropsis oceanica mediante un proceso de dos etapas.
"La investigación sugiere que lograremos los mejores resultados si las microalgas se cultivan inicialmente a altas temperaturas y bajo una luz intensa para promover el crecimiento y la producción de proteínas. Posteriormente, las condiciones se pueden ajustar bajando la temperatura, lo que permite que las microalgas se concentren en la producción de omega-3 y vitamina K2", dice Gundersen.
Los resultados del estudio se basan en el cultivo de cantidades relativamente pequeñas de microalgas en el laboratorio, pero los investigadores esperan que las tendencias generales se apliquen también a mayor escala.
"La regulación de la temperatura es un concepto muy conocido en la industria de la fermentación actual. Por ello, creemos que será relativamente fácil implementar un proceso de dos etapas basado en la temperatura en la futura producción comercial de microalgas", afirma Gundersen.
Imagen: Resumen gráfico del estudio. Crédito: Marine Drugs (2024). DOI: 10.3390/md22110505
El potencial de producción de vitaminas a partir de algas
La vitamina K2 se obtiene normalmente a través de alimentos de origen animal, como la carne y los productos lácteos, lo que hace que sea más difícil adquirirla cuando se cambia a una dieta predominantemente vegetal.
"Es interesante que las microalgas puedan servir potencialmente como fuente para producir vitaminas como la K2, que normalmente obtenemos de fuentes animales, de forma vegana", afirma Gundersen.
El siguiente paso es investigar cómo se puede aumentar la biodisponibilidad de las proteínas, los ácidos grasos omega-3 y las vitaminas de las microalgas, ya que tienen una gruesa pared celular que es difícil de descomponer para el sistema digestivo humano.
¿Por qué cultivar microalgas?
Las microalgas son organismos que pueden crecer utilizando luz y CO2, de forma similar a las plantas. Se pueden cultivar en fotobiorreactores, que consisten en un sistema de tubos de plexiglás donde las microalgas reciben luz y aire.
En comparación con la producción bacteriana de biomasa mediante fermentación, por la que Dinamarca es bien conocida, la industria de las microalgas todavía es relativamente pequeña. Probablemente esto se deba a que el cultivo de microalgas en Dinamarca, debido al clima, requiere sistemas de interior de alta tecnología. En el sur de Europa, el clima más cálido permite el cultivo en tanques al aire libre, lo que permite ahorrar materiales y energía.
Sin embargo, las microalgas siguen siendo atractivas en climas más fríos, principalmente debido a su composición nutricional única, que incluye aminoácidos esenciales, ácidos grasos insaturados de cadena larga y una amplia gama de vitaminas y minerales. Además, pueden cultivarse en tierras que de otro modo no serían aptas para la producción agrícola y pueden alimentarse principalmente con energía renovable.
"Como las microalgas se cultivan utilizando luz y CO2, ahorran el aporte de carbono orgánico, normalmente azúcar, que se requiere en la fermentación tradicional. Además, necesitan algunos nutrientes inorgánicos, que potencialmente se pueden obtener utilizando aguas residuales de otras industrias", afirma Gundersen.
El estudio se ha publicado en Marine Drugs: Nannochloropsis oceanica as a Source of Bioactive Compounds: Mapping the Effects of Cultivation Conditions on Biomass Productivity and Composition Using Response Surface Methodology
