Aplicaciones de las microalgas:
Las microalgas fueron los primeros organismos con capacidad de fotosíntesis y uno de los principales agentes en la creación de la actual atmósfera terrestre. Estos organismos son claves en el equilibrio planetario, ya que la dinámica del dióxido de carbono en la Tierra está, en gran medida, determinada por ellos y, además, constituyen la base de las cadenas tróficas que permiten la vida en los océanos. A pesar de su gran importancia para nuestro Planeta, la explotación de estos organismos por el hombre no ha ido más allá de contados casos a lo largo de la historia. Desde hace ocho años, el Instituto Tecnológico de Canarias (ITC) ha venido desarrollando una importante labor de investigación en el campo de la producción y explotación de microalgas, a través de su departamento de Biotecnología. Héctor Mendoza Guzmán, investigador de dicho Departamento, explica que "en teoría, las microalgas habrían de ser una extraordinaria fuente de alimentos, capaz de competir en mejores condiciones con la agricultura tradicional, ya que la producción de microalgas no requiere agua de calidad, ni suelo fértil". En la década de los cincuenta fueron consideradas como una fuente alternativa de proteínas de incuestionable valor, capaz de reemplazar o complementar a los cultivos tradicionales. Sin embargo, la producción de microalgas encuentra enormes dificultades para su expansión, ya que los sistemas de producción requieren grandes inversiones y ofrecen una gran inestabilidad. Estos factores son los que han limitado su expansión como una actividad productiva. En la actualidad, se restringe a unas pocas especies en unos pocos países, como EE.UU., Australia e Israel. "El cultivo de microalgas para consumo humano es aún una actividad joven e incipiente, su desarrollo efectivo apenas cuenta con unos 50 años", comenta Mendoza y afirma que esta actividad "es extremadamente innovadora y experimenta una fuerte expansión, a la vez que progresan las biotecnologías y aumenta la demanda de nuevos productos y fuentes alternativas de alimentos y sustancias bioactivas". Las aplicaciones productivas y comerciales de las microalgas son tan diversas como numerosas son las especies que integran este grupo de organismos. Sus usos van desde la producción de alimentos para consumo humano hasta la producción de hidrógeno con aplicaciones energéticas. "Son organismos apenas explorados, que en la actualidad son objeto de intensas investigaciones para la búsqueda de nuevas sustancias bioactivas susceptibles de ser utilizadas en medicina o de nuevos usos productivos como la biorremediación ambiental o la elaboración de biocombustibles", afirma Héctor Mendoza.

En colaboración con otras instituciones locales e internacionales, el Instituto Tecnológico de Canarias ha desarrollado una intensa labor de investigación en el campo de la biotecnología de las microalgas, abarcando diversas líneas de trabajo. Entre os estudios realizados por el ITC, cabe destacar el diseño y desarrollo e técnicas de cultivo a gran escala para la producción de microalgas destinadas a consumo en alimentación humana y para la elaboración de piensos animales, así como la elaboración de dietas para acuicultura, ya que estos microorganismos son esenciales en las primeras fases de desarrollo de la mayoría de especies que se crían con esta técnica. Asimismo, el Departamento de Biotecnología de esta institución lleva a cabo estudios de viabilidad técnica para la producción de sustancias bioactivas a partir de microalgas, con especial atención a la obtención de bioantioxidantes naturales, que pueden ser aplicados en la elaboración de alimentos funcionales. En este sentido, el investigador de ITC indica que "los antioxidantes naturales han sido relacionados en numerosos estudios con la prevención de ciertos tipos de cáncer humano". Este departamento ha dedicado también sus esfuerzos a la producción de pigmentos naturales de uso alimentario a partir de microalgas. Según Mendoza, "ésta es una de las actividades que más desarrollo ha experimentado en los últimos años en la explotación de las microalgas", hasta el punto de considerar, hoy en día, a estos organismos como la principal fuente natural de ciertos pigmentos altamente demandados en el mercado internacional, como el b-caroteno o la astaxantina. Otra utilidad de gran importancia es la depuración de aguas residuales y gases de combustión a partir de cultivos intensivos de microalgas. Una de las primeras aplicaciones en desarrollarse fue su empleo en el tratamiento terciario de las aguas residuales urbanas. Las microalgas constituye, además, un óptimo agente para la fijación de CO2 atmosférico, lo que podría contribuir a la reducción de las emisiones de este gas, principal responsable del efecto invernadero. "La biomasa obtenida de los cultivos de microalgas puede ser utilizada en la elaboración de biocombustibles, ya que constituyen una fuente aún no suficientemente explotada de energias limpias", señala Mendoza. (Canarias innova, abril 2003)

Microalgas y ácidos grasos:
En los últimos años ha merecido especial atención en nutrición humana y, por tanto, en salud, las grasas y los aceites. Lo cierto es que son numerosos los estudios que demuestran la estrecha relación entre diversas enfermedades y el desequilibrio o la carencia en la dieta de determinadas grasas, especialmente de los denominados ácidos grasos poli-insaturados de cadena larga. Los ácidos grasos son compuestos orgánicos de carbono, hidrógeno y oxígeno, que sirven al organismo como fuente de energía, y como precursores de la síntesis de grasas, ceras y otras moléculas. Hablamos de ácidos grasos poli-insaturados de cadena larga cuando éstos están formados por cadenas de más de 18 átomos de carbono y dos o más dobles enlaces. La carencia o desequilibrio dietético en estos compuestos provoca daños importantes en el desarrollo de neurológico y de la retina, enfermedades cardiovasculares, artritis y otros problemas inflamatorios, además de cáncer. Los ácidos grasos poli-insaturados más importantes en nutrición son los ácidos linoleico y ¥-linoleico, y sus derivados, los ácidos araquidónico (AA), eicosapentaenoico (EPA) y docohexadecanoico (DHA). Los dos primeros son considerados esenciales, porque además de ser precursores de AA, EPA y DHA, son sintetizados exclusivamente por los vegetales. Las células animales, incapaces de producirlos, los incorporan a través de la dieta. Los desequilibrios en la composición de ácidos grasos en la dieta es algo frecuente y peligroso en los países ricos, debido al aumento en el consumo de carne y grasas animales y a la reducción de vegetales de hoja verde y pescado, ricos en ácidos grasos poli-insaturados. En los países empobrecidos el problema es sencillamente la escasez de alimentos (cerca de 800 millones de personas en el mundo padecen desnutrición según Naciones Unidas). Lo curioso es que el desequilibrio de la dieta occidental es expresión de otros desequilibrios planetarios, el coste energético y medioambiental de una dieta basada en carne y grasas animales es desorbitado comparado con el de una dieta equilibrada con un mayor contenido en vegetales. Las demandas alimenticias de la creciente población mundial son muy altas, y esto plantea serios problemas. Es necesario, por lo tanto, buscar fuentes alternativas de alimentos. En este sentido, la producción de ácidos grasos poli-insaturados a partir de microalgas presenta grandes ventajas frente a otras fuentes: permite alcanzar niveles de producción elevados en condiciones altamente controladas y con un bajo riesgo de contaminación; es una actividad de una baja demanda de energía que no requiere suelo fértil ni agua de calidad, no compite, por tanto, con otras actividades agrarias. En la actualidad ciertas microalgas son la base de una floreciente industria biotecnológica. Crypthecodinium cohnii, un dinoflagelado marino heterotrófico, es uno de los principales productores del ácido w-3 DHA (uno de los ácidos grasos poli-insaturados más importantes y demandados), a partir de cepas seleccionadas de esta microalga, la empresa norteamericana Martek Biosciences Corporation ha conseguido un aceite rico en DHA de gran calidad con el que suplementar leches maternizadas. Una de las dificultades asociadas a la producción de ácidos grasos poli-insaturados de cadena larga a partir del cultivo de microalgas es la localización e identificación de las especies adecuadas. Se conocen más de 40.000 especies de microalgas, de las cuales sólo se han explorado los usos potenciales de apenas unas decenas, no más de 10 son explotadas comercialmente a gran escala. Los trabajos de screening de nuevas especies son lentos, complejos y costosos, especialmente para la localización de nuevas especies ricas en ácidos grasos. En la actualidad, en el Departamento de Biotecnología del ITC y en colaboración con la ULPGC se trabaja activamente en el desarrollo de una nueva técnica que permita simplificar los trabajos de screening. Esta se basa en las técnicas de citometría de flujo. El análisis celular por citometría de flujo es una herramienta que realiza medidas rápidas y simultáneas de propiedades relacionadas con la morfología celular, el estado fisiológico y la composición de un gran número de células mientras son desplazadas a lo largo de un flujo laminar que pasa a través de un haz de luz, generalmente un láser de argón. Cada vez que el láser incide sobre una partícula, se produce cierta dispersión de luz y emisión de fluorescencia. Estas señales son enviadas a una serie de detectores fotomultiplicadores que las amplifican y miden, y el resultado final es un conjunto de histogramas y diagramas de dispersión que nos muestran las señales eléctricas producidas por cada célula. Los resultados hasta el momento son prometedores, demostrando la posibilidad de desarrollar un método rápido para la estimación de los contenidos en ácidos grasos poli-insaturados de cadena larga en microalgas, susceptible de ser utilzado en la selección y aislamiento de nuevas cepas ricas en estos compuestos. Estos trabajos, cuyos resultados han sido expuestos en la Novena Conferencia Internacional de Algología Aplicada, se han efectuado en el marco del proyecto PRODEM, cofinanciado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología, en las instalaciones del ITC en Pozo Izquierdo, Gran Canaria, que tiene por objetivo la producción de ácidos grasos poli-insaturados de cadena larga para consumo humano a partir de cultivos intensivos de microalgas marinas. (Adelina de Jara y Héctor Mendoza)

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