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La industria de las microalgas crece gracias a tecnologías nuevas

Las microalgas son un recurso renovable con un potencial enorme que puede fomentar el desarrollo sostenible de la bioeconomía azul de nueva aparición de Europa. Aunque la producción de microalgas se circunscribe actualmente a unas pocas industrias pequeñas, principalmente de los sectores de los piensos, la nutrición y los cosméticos, está creciendo rápidamente.

Tecnologías industriales
Alimentos y recursos naturales

Dicho crecimiento está favorecido por la comercialización de compuestos de alto valor, así como por innovaciones basadas en nuevas dianas moleculares y técnicas de biorrefinería que permiten abrir nuevos mercados. Con todo, a pesar de los progresos tecnológicos y biológicos, el desarrollo de un método rentable y sostenible para cultivar grandes cantidades de biomasa de microalgas y transformarla en productos de éxito comercial sigue constituyendo un gran reto. En el proyecto financiado con fondos europeos ABACUS se abordó esta cuestión por medio de desarrollar tecnologías innovadoras para mejorar la fiabilidad y la rentabilidad del sector de las microalgas. «La iniciativa se centró en metabolitos destinados a mercados de alto valor, desde terpenos de algas para perfumes hasta terpenoides de cadena larga (carotenoides) para nutracéuticos y cosméticos», comenta Jean-François Sassi, coordinador científico del proyecto.

Producción optimizada

Los socios del proyecto evaluaron y clasificaron más de ciento cincuenta cepas de microalgas, la mayoría pertenecientes a seis especies de importancia comercial, en función de su tasa de crecimiento y productividad de los compuestos de interés. Además, identificaron y analizaron las oportunidades del mercado para terpenos y carotenoides en sectores de alto valor, como los cosméticos, los nutracéuticos y las fragancias. Los investigadores desarrollaron asimismo cuatro algas verdeazuladas (cianobacterias) fotosintéticas genéticamente estables para producir terpenos ligeros, que mostraron estabilidad en condiciones de cultivo continuo durante más de un año. «También creamos la prueba de concepto para un proceso de extracción continuo para recoger estos compuestos olfativos de interés» explica Sassi. Los investigadores cultivaron las cepas de microalgas seleccionadas en biorreactores a escala piloto y estudiaron diferentes parámetros como, por ejemplo, la luz, la presión parcial de oxígeno y dióxido de carbono y los nutrientes. Optimizaron la producción de terpenoides mediante el desarrollo de sensores innovadores y estrategias de iluminación basadas en la supervisión en línea y el control automatizado de los fotobiorreactores, lo que permitió reducir los costes de mantenimiento y funcionamiento. El equipo de ABACUS estudió asimismo las etapas de fraccionamiento para ofrecer un procesamiento sucesivo ecológico y rentable a fin de reducir los costes de funcionamiento de toda la cadena de producción. Los investigadores llevaron a cabo una evaluación del ciclo de vida y un análisis tecnoeconómico de toda la cadena de valor de producción y, gracias a ello, pudieron garantizar la sostenibilidad de las tecnologías y los productos, así como de su aceptación por parte del mercado.

Mayores rendimientos

Tal como Sassi comenta: «La combinación de estas estrategias diferentes conllevó un aumento significativo de la productividad de más del 50 %, en comparación con las técnicas existentes. De los cinco procesos estudiados, cuatro se evaluaron a escala industrial y proporcionaron un rendimiento de más de 200 kg de biomasa de algas enriquecida en carotenoides». Los investigadores lograron extraer los compuestos y los subproductos de interés de la biomasa de algas y los purificaron para obtener fracciones con un alto valor añadido, lo cual proporcionó rendimientos de más del 20 % para los compuestos bioactivos, con un contenido total de carotenoides de entre el 10 y el 15 %. Tras la purificación fisicoquímica de los productos mediante el empleo de fluidos supercríticos, se evaluaron la aceptabilidad técnica y la aplicabilidad de los ingredientes derivados de microalgas para los mercados objetivo, como los cosméticos y los nutracéuticos. «Al abordar los retos biológicos y de bioprocesamiento para desarrollar una nueva biorrefinería de microalgas, ABACUS puede ofrecer productos competitivos e innovadores, tanto para mercados objetivo como para mercados nuevos», concluye Sassi. En el proyecto se elaboraron también veintiocho publicaciones originales dirigidas al público del ámbito científico y del sector industrial, y se organizó un taller internacional de dos días de duración en 2019, en el que se presentaron y debatieron proyectos financiados con fondos europeos, lo que permitió un intercambio fructífero y sinergias entre distintas iniciativas. ABACUS recibió financiación de la Empresa Común para las Bioindustrias, una asociación público-privada entre la Unión Europea y la industria.

Palabras clave

ABACUS, microalgas, biomasa, carotenoides, terpenos, nutracéuticos, cosméticos, biorreactor, biorrefinería

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