Microalgas

Microalgas o micrófitas son algas microscópicas invisibles a simple vista. Son fitoplancton que se encuentran típicamente en sistemas marinos y de agua dulce, y viven tanto en la columna de agua como en los sedimentos. Son especies unicelulares que existen individualmente, o en cadenas o grupos. Dependiendo de la especie, sus tamaños pueden variar desde unos pocos micrómetros (μm) hasta unos cientos de micrómetros. A diferencia de las plantas superiores, las microalgas no tienen raíces, tallos ni hojas. Están especialmente adaptados a un entorno dominado por fuerzas viscosas.

Las microalgas, capaces de realizar la fotosíntesis, son importantes para la vida en la tierra; Producen aproximadamente la mitad del oxígeno atmosférico y utilizan el dióxido de carbono, gas de efecto invernadero, para crecer de forma fotoautótrofa. "La fotosíntesis marina está dominada por microalgas, que junto con las cianobacterias se denominan colectivamente fitoplancton." Las microalgas, junto con las bacterias, forman la base de la red alimentaria y proporcionan energía para todos los niveles tróficos superiores. La biomasa de microalgas a menudo se mide con concentraciones de clorofila a y puede proporcionar un índice útil de producción potencial.

La biodiversidad de las microalgas es enorme y representan un recurso casi sin explotar. Se ha estimado que existen entre 200.000 y 800.000 especies en muchos géneros diferentes, de las cuales se describen unas 50.000 especies. Se han determinado químicamente más de 15.000 nuevos compuestos procedentes de la biomasa de algas. Los ejemplos incluyen carotenoides, antioxidantes, ácidos grasos, enzimas, polímeros, péptidos, toxinas y esteroles. Además de proporcionar estos valiosos metabolitos, las microalgas se consideran una materia prima potencial para biocombustibles y también han surgido como un microorganismo prometedor en biorremediación.

Una excepción a la familia de las microalgas son las Prototheca incoloras, que carecen de clorofila. Estas algas aclorficas se vuelven parasiticas y causan la enfermedad prototecosis en humanos y animales.

Características y usos

La composición química de las microalgas no es un factor constante intrínseco, sino que varía en una amplia gama de factores, tanto dependiendo de la especie como de las condiciones de cultivo. Algunas microalgas tienen la capacidad de aclimatarse a cambios en las condiciones ambientales alterando su composición química en respuesta a la variabilidad ambiental. Un ejemplo particularmente dramático es su capacidad para reemplazar los fosfolípidos con lípidos de membrana sin fósforo en ambientes empobrecidos en fósforo. Es posible acumular los productos deseados en las microalgas en gran medida cambiando factores ambientales, como la temperatura, la iluminación, el pH, el suministro de CO2, la sal y los nutrientes.

Los microfitos también producen señales químicas que contribuyen a la selección, defensa y evitación de presas. Estas señales químicas afectan estructuras tropicales a gran escala, como la proliferación de algas, pero se propagan por difusión simple y flujo advectivo laminar. Las microalgas como las micrófitas constituyen el alimento básico de numerosas especies acuícolas, especialmente de los bivalvos filtrantes.

Algas foto y quimiosintéticas

Los microbios fotosintéticos y quimiosintéticos también pueden formar relaciones simbióticas con organismos huéspedes. Les aportan vitaminas y ácidos grasos poliinsaturados, necesarios para el crecimiento de los bivalvos que no pueden sintetizarlos por sí mismos. Además, debido a que las células crecen en suspensión acuosa, tienen un acceso más eficiente al agua, al CO₂ y a otros nutrientes.

Las microalgas desempeñan un papel importante en el ciclo de nutrientes y en la fijación de carbono inorgánico en moléculas orgánicas y en la expresión de oxígeno en la biosfera marina.

Si bien el aceite de pescado se ha hecho famoso por su contenido de ácidos grasos omega-3, el pescado en realidad no produce omega-3, sino que acumula sus reservas de omega-3 al consumir microalgas. Estos ácidos grasos omega-3 se pueden obtener en la dieta humana directamente de las microalgas que los producen.

Las microalgas pueden acumular cantidades considerables de proteínas dependiendo de la especie y las condiciones de cultivo. Debido a su capacidad para crecer en tierras no cultivables, las microalgas pueden proporcionar una fuente alternativa de proteínas para el consumo humano o la alimentación animal. Las proteínas de microalgas también se investigan como agentes espesantes o estabilizadores de emulsiones y espumas en la industria alimentaria para reemplazar las proteínas de origen animal.

Algunas microalgas acumulan cromóforos como clorofila, carotenoides o ficobiliproteínas que pueden extraerse y utilizarse como colorantes.

Cultivo de microalgas

En criaderos se produce una variedad de especies de microalgas que se utilizan de diversas maneras con fines comerciales, incluida la nutrición humana, como biocombustible, en la acuicultura de otros organismos, en la fabricación de productos farmacéuticos y cosméticos, y como biofertilizantes.. Sin embargo, la baja densidad celular es un obstáculo importante en la viabilidad comercial de muchos productos derivados de microalgas, especialmente los productos de bajo costo.

Los estudios han investigado los principales factores en el éxito de un sistema de criadero de microalgas:

• Geometría y escala de sistemas de cultivo (referidos como fotobioreactores);
• Intensidad de luz;
• Concentración de dióxido de carbono (CO)₂) en la fase de gas
• Niveles de nutrientes (principalmente N, P, K)
• Mezcla de la cultura