Una microalga prometedora para la producción de proteínas con altas cualidades nutricionales, Galdieria sulfuraria, también se caracteriza por la presencia de C-ficocianina, una proteína con un pigmento azul característico. También se está estudiando su cultivo como parte del proyecto de investigación. ProFuturo, en Horizonte 2020. (1)
Las microalgas son una de las fuentes más preciadas de proteínas y ácidos grasos Omega 3, fibras y micronutrientes de origen vegetal para contribuir a las necesidades de la seguridad alimenticia e seguridad nutricional. Además de dar color natural a los alimentos (Comida colorida). Además de servicios ecosistémicos esenciales, como el secuestro de CO2 (2) y la biorremediación.
1) Galdieria sulfuraria. Introducción
Galdieria sulfuraria es una microalga poliextremófila, capaz de sobrevivir en condiciones extremas de acidez (pH hasta 0,2 y óptimo de 2), temperatura (hasta 56-57 °C) y presión osmótica (hasta 400 g/L de azúcares y unos 180 g/L de sal). También es capaz de sintetizar:
– C-ficocianina, una ficobiliproteína conocida por impartir el color azul celeste a la cianobacteria Spirulina (Arthrospira platensis), (una)
– vitamina E y glicerol.
Su uso como alimento Todavía no está autorizado en la UE, como hemos visto, pendiente de una opinión de EFSA esperada para el 28.3.23. (4) Mientras tanto, ya se está utilizando para producir biocombustibles y trabajos de biorremediación. (5)
2) Investigación
Investigación su Galdieria sulfuraria progresa, también en Italia, gracias al stock de G. sulfuraria ACUF (Colección de algas Universidad Frederick II) 064 puesto a disposición por el laboratorio de Biología de Algas del Departamento de Biología de la Universidad Federico II de Nápoles, bajo la responsabilidad del Prof. Antonino Pollio. Donde se conserva una colección de más de 800 microorganismos en estudio con fines de investigación e industriales. (6)
Los principales objetivos de investigación se refieren a la optimización de la producción de biomasa y la extracción de sustancias nutritivas y funcionales, como las mismas C-ficocianinas, ya comparadas con la espirulina para evaluar su producción en términos de cantidad y calidad (por ejemplo, estabilidad).
3) Métodos de cultivo
mixotropismo, es decir, la combinación de la fotosíntesis y el uso de metabolitos a base de carbono (por ejemplo, azúcares), es la condición de prueba de Galdieria sulfuraria hasta ahora ha demostrado ser más eficiente -en comparación con el autotrofismo (que en cambio sólo permite realizar actividad fotosintética)- para optimizar la producción de biomasa y componentes bioactivos.
Cultivo se llevó a cabo utilizando un quimiostato, para mantener constante la producción en el tiempo, después de haber establecido los principales parámetros de funcionamiento (por ejemplo, sustrato a suministrar y retirar, luz, temperatura, gas). El sistema también fue efectivo con altas concentraciones de biomasa (> 4 g/L), sin sufrir fotoinhibición (a la que generalmente es sensible) a una concentración de 8 g/L.
Los retornos de conversión entre fuentes de carbono y biomasa fueron muy satisfactorias, con valores de hasta el 89%, por lo tanto sólo un 11% de pérdida en forma de CO2. Gracias a la mixotrofia, es posible equilibrar el O2 y el CO2. Producir biomasa sin necesidad de aireación, de manera de aumentar los rendimientos y rendimientos así como reducir los costos de producción.
3.1) Disponibilidad de aminoácidos esenciales
Los aminoácidos presente en Galdieria sulfuraria se compararon los dos métodos de cultivo, sin observarse diferencias sustanciales en términos cuantitativos. El glutamato, el aspartato y la leucina son los aminoácidos más abundantes, el triptófano, la cisteína y la histidina los limitantes. Y es peculiar la presencia de taurina, característica de los tejidos animales.
La concentracion de proteina es muy alto, oscilando entre 63-65%. Con un problema potencial que amerita mayor investigación en cuanto a los posibles límites de biodisponibilidad de estas proteínas ligadas a la rigidez de la pared celular, como puede ocurrir en el caso de los hongos. (7)
El perfil de aminoácidos esenciales di Galdieria sulfuraria fue comparado con Spirulina e Chlorella –dos de las principales microalgas estudiadas en ProFuture– y la soja, principal fuente proteica de origen vegetal. G. sulfuraria demostró el mejor perfil de aminoácidos, capaz de satisfacer el requerimiento calculado por la FAO, seguido de la soja y las dos microalgas.
3.2) Producción de C-ficocianina
La producción mixotrófica di Galdieria sulfuraria permitió obtener uno de los mayores rendimientos de C-ficocianina (10% p/p), aunque la diferencia con la producción autótrofa no fue significativa. En cambio, el rendimiento es mucho menor (< 3% p/p) en condiciones heterótrofas (mediante el uso exclusivo de fuentes de carbono).
el extracto di Galdieria sulfuraria Resiste hasta un pH de 3 y una temperatura de 55 °C. La espirulina, que también contiene C-ficocianina, pierde gran parte de su intensidad cromática en condiciones de pH más altas, incluso a 45 °C. Galdieria sulfuraria por lo tanto, puede utilizarse en la formulación de alimentos ácidos (p. ej., zumos de frutas, mermeladas) y otros alimentos que los contengan, así como en aquellos sujetos a tratamientos térmicos (p. ej., pasteurización).
4) Comida nueva, Comida colorida, aditivo alimentario?
los extractos obtenidos a partir de fuentes alimentarias pueden calificarse en la UE como alimentos colorantes, es decir, como ingredientes alimentarios, cuando se cumplen una serie de condiciones. En esencia, cuando el extracto primario mantiene características similares (en el equilibrio entre pigmentos, componentes nutritivos o saborizantes) a las de la materia prima. En el caso diferente de la extracción selectiva, con una alta concentración de pigmentos, los extractos califican en cambio como aditivos alimentarios y están sujetos, en la UE, a un procedimiento de autorización específico. (8)
G. sulfuraria primero debe ser autorizado como Comida nueva, para su uso (también en forma de extracto) como ingrediente alimentario, de conformidad con el reg. UE 2015/2283. Spirulina (Arthrospira platensis), considerado en cambio como 'no novela', ya se puede utilizar en la UE sin restricciones particulares. Y su extracto acuoso con ficocianobiliproteínas también ha sido aprobado en Francia como ingrediente alimentario tradicional (9,10).
5) Conclusiones provisionales
El amplio equipamiento de proteína verduras, aminoácidos esenciales (incluida la taurina) y el característico pigmento azul indican Galdieria sulfuraria como una microalga muy prometedora para su uso en el sector alimentario.
espera confiadamente su autorización como Comida nueva en la UE para aprovechar al máximo este potencial, también con vistas a su uso en productos alimentarios innovadores inspirados en fitogastronomía, en la combinación de salud y sabor. (11)
Dario Dongo y Andrea Adelmo Della Penna
Nota
(1) Darío Dongo. ProFuture, microalgas para alimentar el planeta. El proyecto de investigación de la UE. REGALO (Gran Comercio Alimenticio Italiano). 18.6.19
(2) Prasad, R.; Gupta, SK; Shabnam, N.; Oliveira, CYB; Nema, AK; Ansari, FA; Bux, F. (2021). Papel de las microalgas en el secuestro global de CO2: mecanismo fisiológico, desarrollo reciente, desafíos y perspectivas futuras. Sostenibilidad 2021, 13, 13061. https://doi.org/10.3390/su132313061
(3) Abusos et al. (2022). Cultivo mixotrófico de Galdieria sulfuraria para la producción de C-ficocianina y proteína. Investigación de algas 61: 102603, https://doi.org/10.1016/j.algal.2021.102603
(4) Darío Dongo, Giulia Torre. Microalgas para uso alimentario y regulación de Novel Foods, el estado del arte en la UE. REGALO (Gran Comercio Alimenticio Italiano). 29.1.22
(5) Pérez Saura et al. (2022). Adaptación celular de la microalga roja extremófila Galdieria sulfuraria a la disponibilidad de fuentes de carbono. Frente. Ciencia de las plantas. 15: 978246, https://doi.org/10.3389/fpls.2022.978246
(6) v. http://www.dipartimentodibiologia.unina.it/laboratoriobiologiaalghe/
(7) Darío Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Alternativas vegetales a la carne, los retos nutricionales. REGALO (Gran Comercio de Alimentos Italianos). 19.12.22
(8) Darío Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Alimentos colorantes y sus extractos. ¿Ingredientes o aditivos? REGALO (Gran Comercio de Alimentos Italianos). 24.12.22
(9) Consejo Superior de Higiene Pública de Francia. Informe aprobado por el grupo de trabajo 'Aliments non traditionnels'. 30.9.86/XNUMX/XNUMX
(10) El uso del extracto acuoso de Spirulina está autorizado en Francia, pero no se informa en el Catálogo de nuevos alimentos. Por tanto, para saber si su uso también está permitido en el resto de Europa, es necesario enviar una solicitud de consulta a la Comisión Europea, según los procedimientos establecidos en el reg. UE 2018/456
(11) Darío Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Algas y microalgas para uso alimentario en Europa, el ABC. REGALO (Gran Comercio Alimenticio Italiano). 14.11.22/XNUMX/XNUMX
Dario Dongo, abogado y periodista, PhD en derecho alimentario internacional, fundador de WIISE (FARE - GIFT - Food Times) y Égalité.
Graduado en Tecnologías y Biotecnologías de los Alimentos, titulado tecnólogo de los alimentos, sigue el área de investigación y desarrollo. Con especial atención a los proyectos de investigación europeos (en Horizonte 2020, PRIMA) donde participa la división FARE de WIISE Srl, una empresa benéfica.
