Microalgasfuente de compuestos de interés comercial

Resumen

Las microalgas han despertado en los últimos años un especial interés debido al extraordinario potencial que presenta. Su crecimiento fácil y rápido y la facultad que poseen para convertir la energía solar en biomasa han provocado el desarrollo de diferentes técnicas de cultivo para obtener numerosos y variados productos de interés comercial. Durante la fotosíntesis, utilizando sólo luz y nutrientes, las microalgas pueden producir metabolitos de alto valor añadido como son los lípidos, proteínas y carotenoides. carbohidratos e hidrocarburos. Las cantidades generadas de estos productos metabólicos están estrechamente ligadas a las condiciones ambientales, en particular, a la cantidad e intensidad de su luz, la temperatura, el pH, la salinidad y la disponibilidad de nutrientes. Por tanto, el conjunto de estos factores tiene una gran influencia en la composición bioquímica de las microalgas y, en último término, en la producción de biomasa. Estos productos de alto valor presentan un amplio abanico de aplicaciones en alimentación, cosmética, industria farmacéutica, así como en la fabricación de biopolímeros. Entre dichos compuestos se encuentran los estudiados esta Tesis Doctoral, que fueron carotenoides, carbohidratos (exopolisacáridos) e hidrocarburos. Desde un puesto de vista comercial, los carotenoides son los pigmentos fotosintéticos más interesantes por su uso como aditivos en la alimentación, especialmente como potenciadores de color. De los carotenoides conocidos, el β-caroteno, la luteína, la zeaxantina y la astaxantina son los más utilizados con propósitos comerciales. Por otro lado, la producción de hidrocarburos y polisacáridos a partir de microalgas, y otras plantas, se está convirtiendo en un campo de interés relacionado con la generación de químicos y polímeros derivados de recursos renovables. Los componentes primarios de los principales polímeros comerciales son derivados de azúcares (poliésteres) e hidrocarburos (poliolefinas), los cuales son producidos por determinadas algas. El interés de estos compuestos radica en el amplio espectro de aplicaciones que pueden tener en la industria, en la gran dependencia energética que existe para obtenerlos a nivel mundial a partir de recursos fósiles que son limitados, así como por la sostenibilidad de los procesos de producción de químicos y polímeros bio-derivados. Este trabajo de Tesis Doctoral se basa en el interés que genera la capacidad de algunas microalgas para acumular compuestos de alto valor añadido, como son los ya mencionados carotenoides, carbohidratos e hidrocarburos. Para ello, se estudiaron varias microalgas aisladas del cauce del Río Tinto de Huelva, de las cuales finalmente se seleccionó la identificada como Coccomyxa onubensis, y dos razas de otra microalga de un ambiente totalmente distinto llamada Botrycoccus braunii. Mientras que la primera se caracteriza por vivir en ambientes extremos con altas temperaturas, alta irradiancia, altas concentraciones de metales disueltos, pH ácido y carencia de nutrientes esenciales que le hace aumentar su respuesta metabólica hacia la biosíntesis de moléculas antioxidantes, incluyendo carotenoides (β-caroteno, zeaxantina astaxantina y luteína), B. braunii se caracteriza por un lento crecimiento acompañado por la síntesis y acumulación de compuestos de interés como los carbohidratos (exopolisacáridos) y los hidrocarburos. En base a estas premisas, se propuso optimizar el crecimiento y la producción de metabolitos de interés en ambas especies mediante el empleo de dos aproximaciones diferenciadas. En el caso de C. onubensis se realizó un estudio del efecto que distintos factores abióticos, como son la temperatura y la radiación ultravioleta A y B, producen en el crecimiento y producción de carotenoides. En el caso de B. braunii se realizó primero una optimización del medio de cultivo y, posteriormente, con idea de reducir costes y ver si era posible aumentar tanto el crecimiento como la producción de metabolitos, se utilizaron como medios de cultivo fertilizantes comerciales, tanto para la raza productora de exo-polisacáridos (Raza A) como para la productora de hidrocarburos (Raza B). Fruto de estas aproximaciones ha sido la mejora en las productividades, tanto de biomasa como de los principales compuestos generados por ambas especies de microalgas.