Biomasa fotótrofa: Spirulina Eder Fernández Recio – 4ºBTG

Fotótrofos: La cianobacteria Spirulina. Usos de la biomasa, utilización histórica

y valor nutricional.

Los microorganismos fotótrofos son aquellos que contienen pigmentos fotosintéticos que les

permiten convertir la energía de la luz en energía química. Los fotoautótrofos fijan el CO2

inorgánico en moléculas orgánicas utilizando ATP y poder reductor durante el proceso. Esta

biomasa será un recurso barato de producir al no requerir compuestos orgánicos.

Podemos distinguir dos tipos de fototrofía en procariotas: la fotosíntesis oxigénica,

característica de cianobacterias y algas y la fotosíntesis anoxigénica, que ocurre en bacterias

púrpura y verdes del azufre y en heliobacterias.

Nos centraremos en la cianobacteria Spirulina, nombre comercial con el que nos referiremos

a los dos géneros de microalgas verde-azuladas más utilizadas: Arthrospira platensis y

Arthrospira máxima.

Spirulina es una de las algas más comunes y abundantes en muchos lagos salinos alcalinos en

África y América. Los primeros informes sobre el uso de Spirulina datan de 1940, cuando se

observó que tribus locales que vivían en los lagos de Chad y Níger recogían el alga y la

dejaban secar al sol para fabricar una especie de tarta (llamada dihe en el dialecto local).

También se sabe que era consumida por los aztecas, y aunque ya no se utilizaba en México,

fue allí, en el lago Texcoco, el primer lugar donde se realizó un estudio detallado de los

requerimientos para el crecimiento y la fisiología de esta alga, y donde hoy día se produce

Arthrospira máxima a una tasa de 2 toneladas/día.

Es una microalga omnipresente, que se ha aislado de una gran variedad de medios, como

tierra, arena, aguas salobres y marismas, aguas marinas, aguas termales, etc.

Sus múltiples aplicaciones incluyen su uso como proteína y suplemento vitamínico en dietas

pobres y frente a la desnutrición; en piensos para ganado y en acuicultura; como sustituto de

vitaminas caras y aminoácidos poco comunes; para la obtención de ficobiliproteínas utilizadas

como colorantes en las industrias alimentaria, farmacéutica y cosmética; se encuentra en

formulaciones anticancerígenas, para el control de la diabetes, para tratar heridas y promover

el metabolismo de la piel. Se cree además que potencia el sistema inmune gracias a la

producción de ácido γ-linolénico (GLA), que regula la síntesis de colesterol y la reactivación

enzimática. Se explota también en la manufactura de productos de belleza, como cremas

antiarrugas, máscaras faciales y champús de alto contenido proteico. Y se utiliza en

sericultura, administrada como suplemento alimenticio a los gusanos de seda para mejorar la

calidad de la seda.

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El medio de cultivo idóneo para el crecimiento de Spirulina requiere un pH altamente alcalino

(9.5-11), importante para la producción en masa en exteriores, pues mucho otros

microorganismos no pueden crecer en este rango de pH. Concentraciones altas de bicarbonato

favorecen su crecimiento y muchos productores suelen utilizar NaHCO3 como fuente de

carbono. Al ser un alga termotolerante, Spirulina puede crecer a temperaturas de hasta los 35-

40ºC. Su óptimo de temperatura es de 27-30º y la mínima temperatura que permite

crecimiento es de unos 18ºC. Puede tolerar hasta 7g de cloruro sódico y 50g l-1

de bicarbonato

sódico sin efectos adversos, reduciendo así la tasa de crecimiento de otras cianobacterias

como Anacystis y Nostoc por el estrés salino.

La producción comercial de Spirulina se realiza exclusivamente en sistemas abiertos, en

grandes estanques, cada uno del tamaño de un campo de fútbol, que funcionan como

inmensos quimiostatos, manteniendo un cultivo puro en continuo crecimiento y a los que se

les suministra agua carbonatada rica en nutrientes y se mantienen aireados por enormes palas

mecánicas.

El valor medioambiental del cultivo de Spirulina frente a la producción agrícola tradicional es

muy grande, puesto que no necesita tierra fértil no causa erosión del suelo, ni la

contaminación de acuíferos, y pese a ser un cultivo acuático, requiere menos agua por

kilogramo de proteína producida que otros cultivos.

Valor nutricional

Spirulina tiene un contenido proteico más alto (50-70% de su peso seco) que cualquier otra

comida natural y, a diferencia de la carne y de los productos lácteos, es una fuente de proteína

libre poco calórica, de bajo contenido en grasas y colesterol. Además, podemos asimilar el

95% del total de las proteínas de Spirulina, mientras que sólo somos capaces de asimilar

alrededor del 20% de las proteínas disponibles en la carne. Para satisfacer el requerimiento

proteico anual de un ser humano, sólo se necesitan 10 m2 de un cultivo de Arthrospira

platensis, en contraste con las 5 ha necesarias para carne de ganado alimentado con hierba o

una hectárea de trigo. Las proteínas de Spirulina contienen todos los aminoácidos esenciales

para nuestra dieta (47% del peso total de proteína). Los menos representados son los

aminoácidos que contienen azufre, metionina y cisteína.

Spirulina también contiene carotenoides, pigmentos orgánicos responsables de la absorción

de luz. El 80% de los carotenoides presentes en Spirulina son beta-caroteno; el resto,

fisoxantina y criptoxantina. Cada kilogramo seco de Spirulina contiene entre 700 y 1700mg

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de beta-caroteno y 100mg de criptoxantina, convertibles a Vitamina A en mamíferos. En un

adulto, el requerimiento de Vitamina A es de 1mg/día, cubierto de sobra con uno o dos

gramos de Spirulina, y, además, el beta-caroteno, a diferencia de la Vitamina A, no es tóxico

por acumulación. La deficiencia de Vitamina A en niños puede ser muy severa, causando

ceguera y daño neurológico. Un estudio llevado a cabo en 5000 niños pre-escolares hindús

demostró que una sola dosis diaria de un gramo de Spirulina era efectiva contra la deficiencia

crónica de Vitamina A. También se ha demostrado que la transmisión del VIH de una madre

infectada a su hijo es fuertemente dependiente de la deficiencia de Vitamina A, es decir,

cuanto más grave sea la deficiencia de esta vitamina en una mujer embarazada VIH+, mayor

probabilidad de que el feto sea infectado por el virus del SIDA.

El extracto seco de Spirulina contiene 50-190 mg kg-1

de Vitamina E y 28 veces más hierro

que el hígado de vaca.

La Vitamina B12 es la más difícil de obtener en dietas vegetarianas estrictas, puesto que

ninguna planta de consumo habitual la contiene. Spirulina tiene 4 veces más Vitamina B12

que el hígado crudo, tradicionalmente considerada la mejor fuente. Su deficiencia suele

causar anemia perniciosa.

Los colorantes alimenticios para las comidas procesadas son importantes para mantener el

atractivo de estos nuevos alimentos. Los pigmentos de ficocianina, que le dan el color azulado

a Spirulina, tienen actividad antioxidante, anti-inflamatoria, inmunomoduladora y

hepatoprotectora y se han usado en estudios inmunológicos.

La Spirulina ha cobrado importancia recientemente por sus posibles usos como fármaco. Se

han hecho estudios sobre la habilidad de esta cianobacteria de inhibir la replicación viral y

reforzar las respuestas celular y humoral del sistema inmune. Se aisló un polisacárido

sulfatado (‘Calcium Spirulan’), principio antiviral que inhibía la replicación de algunos virus

con envuelta, impidiendo la entrada del virus a las células huésped.

El suplemento de Spirulina en pacientes de VIH tiene un efecto beneficioso en la mejora de la

resistencia a insulina asociada a la terapia antirretroviral.

También incrementa la proliferación de células madre hematopoyéticas humanas in vitro,

incrementa la proliferación de células madre neurales in vitro y protege frente al efecto

inflamatorio del TNFα. Una dieta enriquecida con Spirulina y otros nutracéuticos puede

ayudar a proteger a las células madre/progenitoras de posibles daños y estreses.

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Bibliografía

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