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“ Nuevos alimentos funcionales a partir de microalgas ”
Autores: Mercedes Villa Carvajal, Alejandro Solbas y José García-Reverter
Departamento de Ingeniería y Procesos
Resumen
En los últimos años, existe un especial interés en que los alimentos no sólo tengan un valor
nutritivo sino que además aporten un efecto beneficioso para la salud. En este sentido surge
el concepto de inmunonutrición que tiene como base modular la respuesta inmune mediante
la administración de ciertos nutrientes. Por este motivo, los alimentos funcionales
consumidos como parte de una dieta equilibrada ofrecen la posibilidad de mejorar la salud
y/o prevenir ciertas enfermedades.
Sobre estos aspectos trabaja el proyecto Inmugal, cuyo objetivo principal es reforzar el
sistema inmune a partir de una alimentación funcional específica basada en compuestos de
microalgas.
Las alegaciones en términos de salud se consideran un factor clave para la comercialización y
aceptación de este tipo de productos. Es por ello que una de las tendencias actuales en del
sector de la biotecnología alimentaria es el desarrollo de nuevos productos diferenciados y
específicos a partir de determinadas microalgas, que puedan paliar ciertas carencias y/o
desórdenes fisiológicos como medio de prevención de diversas enfermedades.
Introducción
Los avances científicos en disciplinas como la biología molecular, las tecnologías
convergentes en la nutrición y la importancia que el consumidor otorga a la salud
proporcionan a la industria alimentaria puntos de partida para el diseño y desarrollo de
alimentos funcionales [1], a través de la incorporación de nuevos ingredientes o productos
naturales en dichos alimentos, que debido a su particular composición tienen efectos
protectores frente a ciertas patologías.
Los procedimientos para obtener alimentos funcionales son diversos como por ejemplo:
técnicas de suplementación y/o enriquecimiento, modificación o formulación de productos.
En el desarrollo de estos nuevos alimentos es necesario garantizar que dichos ingredientes
incorporados previamente en la matriz alimentaria estén activos biológicamente a nivel
gastrointestinal para asegurar su adecuada absorción y consecuentemente, su efecto
beneficioso para la salud.
En este sentido, para poner de manifiesto el papel de estas moléculas bioactivas en la
prevención de enfermedades es crucial conocer los factores que afectan a su liberación desde
las matrices alimentarias que los contienen, su nivel de absorción de forma cuantitativa y su
destino en el organismo. Todos estos aspectos se inlcuyen bajo la etiqueta de
biodisponibilidad, un término que ha sido tomado del campo de la farmacología. Desde el
punto de vista de la nutrición, el concepto de biodisponibilidad se puede definir como la
proporción de nutrientes que es absorbida de la dieta y utilizada por el organismo [2]. Ésta
depende de los procesos de digestión de los alimentos, absorción de los nutrientes y
disponibilidad de los mismos para su incorporación en proporciones adecuadas en las rutas
metabólicas celulares.
En ainia centro tecnológico se está desarrollando el proyecto Inmugal cuyo objetivo principal
es reforzar el sistema inmune a partir de una alimentación funcional específica basada en
compuestos de microalgas. La bioproducción y evaluación de la bioactividad de compuestos
con acción inmunoestimuladora procedentes de microalgas es la base para el desarrollo de
nuevos formatos alimentarios de funcionalidad específica que permitan un refuerzo del
sistema inmune.
Este proyecto cuenta con el apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación a través del
programa de ayudas a Centros Tecnológicos para Proyectos de investigación aplicada y del
Programa Nacional de Proyectos de Desarrollo Experimental. Se trata de un proyecto que
lidera ainia y en el que participan: Fundación Leia, Inbiotec y Azti,
Biotecnología aplicada en el desarrollo de nuevos productos
Considerando la enorme biodiversidad de las microalgas, estos organismos representan una
importante fuente natural de principios activos de gran valor en el desarrollo de nuevos
productos y aplicaciones, ya que pueden ser usadas en primera instancia para la producción
de ingredientes de alto valor añadido y en segundo lugar como biomasa propia (starters)
para el inicio de procesos de bioproducción. Además, se han realizado estudios toxicológicos
que demuestran su seguridad para el consumo y actualmente algunas de estas microalgas
están ya catalogadas por la FDA (Food and Drug Administration) norteamericana.
A día de hoy, la investigación realizada en el campo de la biotecnología de microalgas ha
puesto de manifiesto el notable potencial y la gran variedad de aplicaciones que pueden
tener estos microorganismos en sectores tan variados como la bioenergía, alimentación,
farmacia y biomedicina. Algunas especies, principalmente Chlorella y Spirulina, se aplican
nutricionalmente como suplementos dietéticos en forma de biomasa deshidratada en
tratamientos de profilaxis y complemento en gran variedad de desórdenes y enfermedades.
Recientemente, su eficacia está siendo comprobada mediante pruebas clínicas
experimentales en diferentes grupos de pacientes y ya existen antecedentes de diversos
estudios que han demostrado los efectos terapéuticos positivos de estas especies sobre el
sistema inmune.
Cabe destacar que se ha llegado incluso a analizar la bioactividad de una gran cantidad de
compuestos obtenidos a partir de las microalgas mencionadas con anterioridad. Así por
ejemplo, se han caracterizado compuestos de tipo polisacárido con propiedades
inmunoestimulantes [3] y [4]. Estos polisacáridos son complejos estructuralmente ya que
presentan una gran variedad de residuos glicosilados y unos altos tamaños moleculares,
representando el 0.5-2% del peso seco de la biomasa microalgal en base seca. En concreto,
se ha demostrado la capacidad inmunoestimuladora de estos polisacáridos de alto peso
molecular en monocitos humanos.
Resultados preliminares en esta área sugieren que los polisacáridos producidos a partir de
estas microalgas podrían ser aplicados como ingredientes funcionales, lo cual mejoraría
su especificidad de acción y su accesibilidad respecto al consumo de las células enteras de
microalgas deshidratadas.
Por todos estos motivos, la caracterización de extractos y compuestos procedentes de estas
especies de microalgas aptas para la alimentación humana (e incluso animal), podría ser una
buena estrategia en el desarrollo de alimentos funcionales dirigidos y específicos (Figura 1).
Microalga género Chlorella
Microalga género Spirulina
Polisacárido producido a partir de microalgas
Microencapsulación
Incorporación en matrices alimentarias
Figura 1. Estrategia de desarrollo general de nuevos alimentos funcionales
Perspectivas futuras de mercado
En la actualidad, es casi imposible establecer en el mercado un perfil típico de las empresas
fabricantes y comercializadoras de productos funcionales, ya que se trata de operadores de
varios sectores que han ido incorporando estas ofertas a sus catálogos tradicionales.
Aunque el mercado está aún en desarrollo y el empleo biotecnológico de las microalgas se
estima se extenderá a nuevas áreas, la incorporación de dichas microalgas como
ingredientes activos en la formulación de nuevos productos agroalimentarios ha
experimentado a nivel mundial un crecimiento exponencial en el tiempo, habiendo alcanzado
su máximo de lanzamientos en el año 2007 y manteniendo prácticamente dicho nivel en
años posteriores.
Concretamente, de entre las principales especies de microalgas utilizadas hasta la fecha en
el desarrollo de nuevos alimentos, destaca fundamentalmente la spirulina como especie más
explotada en cuanto a su incorporación en nuevos productos lanzados al mercado durante
los cinco últimos años, seguida a amplia distancia de las especies chlorella, kelp, dulse y la
alga roja (Figura 2).
Figura 2. Principales microalgas empleadas en el desarrollo de nuevos productos
fuente: GNPD (Global New Products Development).
Referencias bibliográficas
1. Palou A., Serra F. (2000). “Perspectivas Europeas sobre los alimentos funcionales”.
Alimentación, Nutrición y Salud. 7(3), 76-90.
2. Davidsson L., Galan P., Kastenmayer P., Cherouvrier F., Juillerat M-A, Hercberg S.,
Hurrell, R.F. (1994). ”Iron bioavailability studied in infants: the influence of phytic acid and
ascorbic acid in infant formulas based on soy iso late”. Pediatric Research. 36, 816-822.
3. Pugh N., Ross S.A., ElSohly H.N., ElSohly M.A., Pasco D.S. (2001). “Isolation of three
high molecular weight polysaccharide preparations with potent immunostimulatory activity
from Spirulina platensis, aphanizomenon flos-aquae and Chlorella pyrenoidosa”. Planta
Med.;67(8):737-42.
4. Premalatha Balachandran , Nirmal D. Pugh, Guoyi Ma, David S. Pasco. (2006). “Toll-like
receptor 2-dependent activation of monocytes by Spirulina polysaccharide and its immune
enhancing action in mice”. International Immunopharmacology 6, 1808–1814.