En los últimos años la investigación sobre microalgas y cianobacterias ha sido objeto de gran interés, debido a su potencial en diversas áreas, desde la biotecnología y la producción de biomasa hasta la ecología y la medicina. Aunque su uso se remonta a miles de años atrás, cuando las antiguas civilizaciones aprovechaban su capacidad para producir oxígeno y su riqueza nutricional; sólo hace unas décadas se ha avanzado en el estudio de estas valiosas fuentes, con el objetivo de detectar oportunidades para el desarrollo de soluciones sostenibles y aplicaciones beneficiosas en diferentes campos.
Microalgas: Un recurso poco estudiado
Las microalgas son organismos unicelulares fotosintéticos (2-200 μm), que pueden crecer de modo autotrófico o heterotrófico. En general, son altamente eficientes en la fijación del CO2 y en la utilización de la energía solar para producir biomasa, con una capacidad hasta cuatro veces superior a la de las plantas. La importancia de las microalgas radica en su papel como productoras primarias de la cadena trófica, lo que las convierte en las primeras productoras de materia orgánica.
A pesar de que existen más de 30.000 especies de microalgas, sólo han sido estudiadas unas 100 y, de ese grupo, sólo unas 10 son utilizadas comercialmente. La explotación comercial de las microalgas está relacionada con sus propiedades fotoautótrofas, es decir, su capacidad de obtener energía de la luz proveniente del sol y de desarrollarse a partir de materia inorgánica. Teniendo en cuenta lo anterior, las microalgas se pueden clasificar en:
- Fotoautótrofas: Las microalgas obtienen la energía del sol y el carbono de compuestos inorgánicos.
- Fotoheterótrofas: Obtienen la energía del sol y emplean compuestos orgánicos como fuente de carbono.
- Mixotróficas: Muchas algas son capaces de crecer bajo procesos tanto autótrofos como heterótrofos, de manera que la fuente de energía puede ser la luz o la materia orgánica. El carbono lo consiguen de compuestos orgánicos y del CO2. Algunas de estas algas son la Spirulina platensis o la Chlamydomonas reinhardtii.
- Heterótrofa: Los compuestos orgánicos proporcionan tanto la energía como la fuente de carbono. Es decir, existen algas que pueden desarrollarse bajo ausencia de luz como, por ejemplo, la Chlorella protothecoides.
Las microalgas se clasifican en procariotas y eucariotas. Dentro de las procariotas están las Cianofíceas y las Proclorófitas. En el grupo de las eucariotas se encuentran: Cloroficeas, Crisofíceas, Haptofíceas, Bacilarofíceas, Pirrofíceas, Criptofíceas y Euglenofíceas.
¿Cuáles son los usos comerciales de las microalgas?
Las microalgas, al igual que las cianobacterias, tienen una amplia gama de usos y propiedades. Su capacidad para realizar la fotosíntesis, como ya se ha mencionado, y su versatilidad biológica las convierten en recursos valiosos para la industria, la investigación científica y la preservación del medio ambiente. A continuación, se describen algunos de los usos y propiedades más relevantes:
Alimentación humana y animal: Algunas especies de microalgas y cianobacterias son utilizadas como ingredientes alimentarios, ya que contienen altos niveles de proteínas, lípidos, vitaminas, minerales y antioxidantes; lo que las convierte en una fuente nutricional importante. Éstas se utilizan en productos alimentarios como suplementos dietéticos, alimentos funcionales, alimentos para animales y alimentos enriquecidos. Por ejemplo, la Spirulina, una cianobacteria rica en nutrientes hoy re-clasificada dentro del género Arthrospira, es considerada uno de los superalimentos más populares, debido a sus propiedades nutricionales y beneficios para la salud.
Biotecnología y bioproductos: Las microalgas y cianobacterias se utilizan en la producción de diversos bioproductos, los que incluyen biocombustibles, como el biodiésel, producido a partir de lípidos de microalgas, y bioplásticos, que se obtienen a partir de polímeros producidos por estos microorganismos. También se emplean para la producción de compuestos químicos, como pigmentos naturales (clorofila, ficocianina), en la industria alimentaria y cosmética.
Tratamiento de aguas residuales y biorremediación: Estos microorganismos pueden ser utilizados para el tratamiento de aguas residuales y la eliminación de contaminantes. Estos pueden absorber y metabolizar nutrientes, como nitrógeno y fósforo, presentes en las aguas residuales, contribuyendo a la reducción de la contaminación. Además, algunas especies tienen la capacidad de absorber metales pesados y compuestos orgánicos tóxicos, transformándose en una herramienta efectiva para la biorremediación de ambientes contaminados.
Cosméticos y cuidado personal: El uso en la industria cosmética responde a la capacidad que tienen para producir compuestos beneficiosos para la piel y el cabello. Se consideran en la fabricación de productos para el cuidado de la piel, como cremas, lociones y máscaras faciales, así como en productos para el cuidado del cabello, como champús y acondicionadores.
Farmacéutica y medicina: Se ha descubierto que algunas microalgas y cianobacterias producen compuestos bioactivos con propiedades farmacológicas. Estos compuestos pueden tener aplicaciones en la industria farmacéutica, como la producción de antibióticos, antivirales y antitumorales. Además, se investiga el potencial de estos organismos para la síntesis de compuestos de interés médico, como vacunas y proteínas terapéuticas.
Fertilizantes sostenibles a partir de microalgas: El trabajo de Aroma
Otro de los usos que se le pueden dar a las microalgas es en la elaboración de fertilizantes. En este sentido, el equipo de Aroma publicó recientemente un paper en la revista científica Chilean Journal of Agricultural Research, que se tituló Effects of microalgae and compost a on the yield of cauliflower (Brassica oleracea L. var. botrytis) grown in low nutrient soil. En este estudio se aborda la aplicación de microalgas de las especies Chlorella vulgaris y Scenedesmus sp. para la mejora de las enmiendas orgánicas. Además de la relevancia académica del artículo, el paper de enmiendas demuestra que el compost enriquecido con microalgas, producido por el proyecto Microcomp-01, puede competir económicamente con otros fertilizantes químicos.
Es así como se busca dar impulso a la agricultura respetuosa con el medio ambiente y, de esta forma, salvaguardar la seguridad alimentaria en la zona de estudio. El suelo es un sistema vivo y que, para un buen rendimiento, requiere una alta biodiversidad. Las microalgas, junto con otros microorganismos como las bacterias y hongos, integran la biota, la parte viva del suelo. La presencia de biota se utiliza como bioindicador de la calidad del suelo. El enfoque de Aroma está orientado al desarrollo e investigación de productos y servicios agroecológicos. Estos están alineados con los principios de la economía circular, minimizando la contaminación y el daño al medio ambiente y a la biodiversidad.