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Febrero 2022

Las microalgas son un grupo diverso de microorganismos distribuidos en ecosistemas acuáticos de todo el mundo, con alrededor de 72,500 especies catalogadas (Torres-Tiji et al., 2020). Bajo el término «microalgas» se encuentran las algas microscópicas que contienen clorofila y otros pigmentos fotosintéticos, incluidos los organismos procariotas (por ejemplo, Arthrospira Platensis) y eucariotas (por ejemplo, Chlorella vulgaris). Independientemente de las características morfológicas y estructurales entre los individuos que componen las diferentes divisiones taxonómicas, las microalgas tienen comportamientos fisiológicos similares, con la fotosíntesis como modelo metabólico fundamental, así como las plantas superiores (Borowitzka et al., 2016).

Estos distintos microorganismos pueden desarrollarse en cultivos fotoautótrofos, heterótrofos o mixotróficos. Mientras que en configuraciones fotoautótrofas la producción de biomasa se produce al convertir dióxido de carbono (CO2) en presencia de energía lumínica (Tanvir et al., 2021), en sistemas heterótrofos la biomasa se obtiene convirtiendo compuestos orgánicos en ausencia de luz (Pérez-García et al., 2011). Por otro lado, en el cultivo mixotrófico, el CO2 y el carbono orgánico se asimilan simultáneamente (Zhan et al., 2017).

Ihana A. Severo

Universidade Federal do Paraná (UFPR),

Brasil.

Tatiele C. do Nascimento

Universidade Federal de Santa Maria

(UFSM), Brasil.

Mariane B. Fagundes

Universidade Federal de Santa Maria

(UFSM), Brasil.

Como resultado de la flexibilidad metabólica y las altas tasas de producción de biomasa logradas, las microalgas tienen posibilidades prácticamente ilimitadas para los más diferentes usos. Hasta la fecha, las posibilidades destacadas incluyen aplicaciones tanto en biorremediación ambiental como en los sectores de biocombustibles, agricultura, acuicultura, alimentación animal, alimentación humana, salud y producción de biomateriales (Fernández et al., 2021).

Al mismo tiempo, las microalgas tienen la capacidad de crecer en ambientes adversos, tolerando condiciones extremas de temperatura, pH, salinidad e intensidad lumínica, lo que le otorga a este grupo habilidades especiales para intervenir en diferentes sistemas y simultáneamente producir una biomasa con varias biomoléculas valiosas (Khan et al., 2018; Singh et al., 2020).

Debido a los mecanismos químicos involucrados en el cultivo, se ha informado ampliamente que las microalgas son útiles en el tratamiento de efluentes y la captura de carbono atmosférico. Pueden actuar solas o en consorcio con bacterias, retirando la materia orgánica del residuo y transformándola en una biomasa apta para la elaboración de productos biotecnológicos de alto valor añadido (Fernández et al., 2021).

Además, las nuevas tecnologías de reducción de olores basadas en bioprocesos de microalgas han sido ampliamente investigadas como alternativas confiables para la mitigación y biotransformación de olores de aguas residuales (Vieira et al., 2019, 2021). Los procesos mediados por microalgas también se han descrito como un método adecuado para eliminar el CO2 y otros compuestos contaminantes de los gases de combustión, contribuyendo al mantenimiento del ecosistema y reduciendo los impactos ambientales de los procesos industriales (Severo et al., 2018; Deprá et al., 2020; Severo et al., 2020).

La biomasa producida en estas plataformas se identifica como una materia prima sostenible para la generación de bioenergía mediante la producción de biocombustibles de tercera generación (por ejemplo, biodiésel, bioetanol, biometano y biohidrógeno) (Severo et al., 2019). Se cree que la biomasa de microalgas se convertirá en una fuente importante de energía esencialmente neutra en carbono en el futuro (Fernández et al., 2021).

En agricultura se consideran biofertilizantes excepcionales, ya que la fracción rica en aminoácidos y algunas fitohormonas de microalgas (p. Ej. Auxinas y citoquininas) promueven el desarrollo de raíces y frutos de las plantas. Además, algunos metabolitos se consideran bioplaguicidas, ya que tienen una acción eficaz contra bacterias y hongos (Alvarez et al., 2021).

Convencionalmente, estos microorganismos se han utilizado como un recurso nutricional sostenible en la acuicultura, la ganadería y las aves de corral debido a su diverso y valioso perfil bioquímico que incluye una abundancia de proteínas, carbohidratos, lípidos, minerales, vitaminas y otros compuestos bioactivos (Saadaoui et al., 2021). La incorporación a la alimentación animal ha mostrado mejoras significativas en la salud (sistema digestivo, sistema inmunológico, metabolismo lipídico, resistencia al estrés), crecimiento y desempeño reproductivo, reduciendo así la necesidad de intervenciones farmacéuticas (Fernández et al., 2021).

Además de su uso en la alimentación animal, la valiosa composición química y las rápidas tasas de crecimiento de las microalgas las hacen prominentes para la alimentación humana nutritiva y sostenible, por lo que se las considera el alimento del futuro (Tzachor et al., 2021). A la fecha, las biomasas de Chlorella y Arthrospira platensis (Spirulina) son las únicas liberadas para consumo humano y comercializadas en polvo, tabletas y cápsulas (Lafarga, 2019). Según Kusmayadi et al. (2021), el importante avance de la biotecnología convierte a las microalgas en una poderosa “fábrica celular” para la producción de alimentos, impulsando la bioeconomía en el sector alimentario.

El aporte alimenticio de las microalgas va más allá de la nutrición básica, ya que la mayoría de los biocompuestos producidos tienen cierta capacidad para modular positivamente la salud humana. Entre otros componentes, destacan los aminoácidos esenciales, péptidos bioactivos, ácidos grasos poliinsaturados, esteroles, carotenoides y clorofila (Fernandes et al., 2016; Afify et al., 2018; Nascimento et al., 2019, Nascimento et al., 2020; Nascimento et al., 2021; Fagundes et al., 2021; Fagundes et al., 2021). Estos compuestos han contribuido a la prevención, el mantenimiento y la reversión de condiciones de salud adversas, incluidas las enfermedades cardiovasculares, la obesidad, la dislipidemia, la degeneración macular y el cáncer (Borowitzka, 2018; Tang et al., 2020).

En cuanto a la producción de biomateriales de microalgas, se encuentra en fase exploratoria. A modo de ejemplo, las microalgas producen una amplia gama de ingredientes intermedios para la síntesis de plásticos biodegradables como el polihidroxibutirato, con propiedades ecológicas (Fernández et al., 2021). Además, los avances biotecnológicos y las técnicas moleculares han permitido la exploración de biomateriales de microalgas a base de polisacáridos aplicables en medicina regenerativa (Furmaniak et al., 2017).

A pesar de estos potenciales, todavía quedan varias barreras por superar. Sin embargo, la gran cantidad de aplicaciones que ofrecen estas diminutas entidades acuáticas hacen que muchos científicos de todo el mundo busquen soluciones innovadoras. Hoy en día, uno de los principales desafíos es hacer viables los sistemas de producción a escala a costos razonables para la competitividad comercial. Esto implica lograr altos rendimientos y una mejor recuperación de la biomasa producida (Severo et al., 2019).

Teniendo en cuenta lo anterior, esta nota de divulgación científica se redactó con el propósito de brindar a los lectores una visión general de las ilimitadas posibilidades del uso de las microalgas, un recurso natural listo para ser explorado por profesionales de diferentes áreas del conocimiento. Nuestro propósito es, por tanto, aclarar información no solo para los científicos, sino también para todos los interesados ​​en el tema.

REFERENCIAS:

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