El cuidado del océano es fundamental para la vida en el planeta y para nuestro futuro, por lo que la comunidad internacional ha estado trabajando en darle sostenibilidad a la extracción y uso de sus recursos. La conferencia de la ONU sobre los Océanos, realizada en julio de este año, reconoció que el cambio climático es uno de los mayores retos de nuestro tiempo y recalcó la necesidad de "actuar con decisión y urgencia para mejorar la salud, la productividad, el uso sostenible y la resiliencia del océano y sus ecosistemas".
Asimismo, de acuerdo a la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), en 2020 la producción pesquera y acuícola mundial alcanzó un récord histórico de 214 millones de toneladas. En Chile, donde es una actividad comercial de relevancia, a junio de este año ya se acumulaban 1,95 millones de toneladas, entre los subsectores artesanal e industrial, desembarques de barcos fábrica, recolectores de orilla y áreas de manejo, además de cosechas acuícolas.
En este escenario es que surge la necesidad de implementar cambios en el sector de la pesca y la acuicultura para abordar los desafíos de manera eficaz, equitativa y sostenible. La académica e investigadora del Departamento de Ingeniería Química, Biotecnología y Materiales (DIQBM), María Elena Lienqueo, destaca la relevancia del trabajo científico en el manejo de los residuos marinos como una forma de aportar sustantivamente a su revalorización. “Los procesos resultantes son relativamente más simples, con menores impactos ambientales y de bajo costo, debido justamente a que se utilizan residuos de procesos industriales”, indica.
Lienqueo, junto al equipo del Centro de Biotecnología y Bioingeniería (CeBiB), lidera proyectos relacionados con los desechos de la industria algal, para convertirlos en bioproductos alimenticios de alto valor proteico y que no generen los impactos del sistema alimentario tradicional, lo que ha interesado a varias empresas. “Por las características de nuestro país, sus extensas costas, los niveles de extracción de algas y los residuos que dicha actividad genera, se pensó en buscar procesos que pudieran utilizar estos desechos para producir nuevos ingredientes para alimentación humana y animal”, comenta la investigadora.
Potencial alimenticio
En esta misma línea, Catalina Landaeta, investigadora postdoctoral del DIQBM y del CeBiB, estudia la utilización de algas marinas para producir una proteína alternativa con propiedades prebióticas para alimentos. El proyecto se basa en la fermentación de algas pardas y utiliza un consorcio artificial de hongos comestibles para la producción de un alimento con una alta concentración de proteínas para consumo humano.
La investigadora destaca que la tecnología busca generar un proceso estandarizado, replicable y escalable que permita la valorización de algas marinas que destacan por su valor ecológico y la mitigación del cambio climático, y cuyo rápido crecimiento permite múltiples cosechas al año. El producto tiene una alta concentración de proteínas, con un perfil completo de aminoácidos esenciales, fibra y una digestibilidad óptima. Adicionalmente, tiene compuestos con potencial prebiótico (~20% β-glucanos), compuestos bioactivos (polifenoles, esteroles y ácidos grasos poliinsaturados) y sabor umami (sabroso).
El producto ya ha tenido interés por parte de la industria, pues puede incorporarse en formulaciones de alimentos que buscan reemplazar la proteína cárnica y/o vegetal, con el valor agregado de un mayor valor nutricional y propiedades bioactivas. “Tiene el potencial que tienen las proteínas alternativas para reemplazar las proteínas de origen animal, proporcionando simultáneamente fibra de alta calidad y compuestos bioactivos como parte de una dieta saludable con una baja huella ambiental”, indica Catalina Landaeta.
En tanto, Stephanie Brain, investigadora postdoctoral del DIQBM, trabaja en la valorización de desechos de algas marinas para la producción de una proteína fúngica enriquecida en aminoácidos, usando un hongo celulolítico terrestre. Para ello, se considera la reutilización de dos tipos de residuos algales: las algas verdes que se encuentran en las costas, debido a la contaminación de las aguas; y los desechos algales resultantes de la extracción de agar, alginatos o carragenanos, utilizados como gelificantes y espesantes.
El proyecto posee un alto potencial como producto alimenticio y podría ser generado a gran escala debido a su bajo costo de producción y la simplicidad del proceso. La investigadora destaca la alta calidad demostrada del producto final, que además agrega valor a un residuo. “El retiro de estas algas verdes desde las costas es bastante costoso. Usualmente estas algas son desechadas o usadas para compost, por lo mismo, utilizarlas para producir alimentos enriquecidos ofrece una gran oportunidad de generar un producto con valor agregado a partir de material de desecho”, sostiene.
El proceso consiste en la fermentación sumergida de algas micronizadas, empleando esporas de un hongo terrestre que produce múltiples celulasas y otras enzimas que le permiten consumir los carbohidratos de las algas. Durante la fermentación de las algas, el hongo también puede producir proteínas enriquecidas en un grupo de aminoácidos esenciales. El producto final contiene proteínas enriquecidas en ciertos aminoácidos esenciales, lo que ofrece una digestibilidad mejorada en relación al alga cruda. “Las proteínas del fermento fúngico son de alta calidad y pueden ser adecuadamente digeridas sin necesidad de otros tratamientos químicos o térmicos. Este fermento puede ser usado como materia prima para la producción de alimentos para animales”, explica Stephanie Brain.
También en biomedicina
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Además del foco en el desarrollo de alimentos, las investigaciones con desechos algales también podrían aplicarse en el área biomédica. Allí, Franck Quero, académico del DIQBM, trabaja en un enfoque para producir nanofibras y nanopapeles de celulosa funcionalizados con proteínas a partir del piure (Pyura chilensis) para aplicaciones biomédicas. El proyecto se enfoca en ayudar a una empresa acuícola en el manejo de los desechos del cultivo de piure y extraer celulosa de alta pureza y calidad para su revalorización en aplicaciones de alto valor.
El proceso consiste en lavar con agua el desecho, es decir, la capa protectora del piure llamada túnica o comúnmente peña o colpa. Una vez lavada, se seca y se muele hasta obtener un polvo más o menos fino y se somete a un tratamiento químico que permite aislar gradualmente la celulosa de la túnica. “Básicamente, el tratamiento final consiste en blanquear el material y así obtener una celulosa de color blanco. Estas fibras de celulosa las hemos utilizado para fabricar membranas en forma de películas, las cuales pueden tener aplicaciones biomédicas de alto valor en la ingeniería de tejidos, filtración, entre otras”, explica el investigador.
