Biotecnología: el azul de la Spirulina

Acabamos, por este curso, de mostrar ejemplos de aplicaciones biotecnológicas con un trabajo que ilustra perfectamente la implicación de diferentes ramas de conocimiento en los desarrollos biotecnológicos. Ya advertíamos que la biotecnología es altamente multidisciplinar y requiere de la participación de numerosas áreas de conocimiento. Acorde con ello los estudiantes que cursan en la Universidad de Granada su Máster de Biotecnología pueden provenir de diferentes titulaciones y pueden poseer experiencia y explorar en diversos campos biotecnológicos; es aquello que denominamos los diferentes colores de la biotecnología. En este caso presentamos un trabajo con implicaciones en nutrición y salud (biotecnología amarilla y roja) pero con cierto grado de aplicación industrial (color blanco).

Así, Daniel Fernández Estrada, ingeniero químico, buscó desarrollar una planta de producción de c-ficocianina a partir de Spirulina. Purificar la Spirulina y sus derivados es difícil y costoso por la sensibilidad al procesado, siendo el desarrollo de la técnica de enorme interés industrial. Muy probablemente ustedes conozcan la Spirulina, más bien como Espirulina, pues son famosos sus beneficios como un superalimento de moda y ha estado en boca de nutricionistas de todo el mundo en los últimos años. Se vende en muy diversos formatos y con diferentes denominaciones comerciales (con y sin la s liquida inicial). Aunque no debería denominarse como superalimento, lo cierto es que se publicita como una fuente importante de proteínas, vitaminas y minerales, por lo que destaca por su alto valor nutritivo y tiene un efecto saciante. Además de estos beneficios, la Spirulina es fuente de otros productos que se derivan de ella y cuya obtención es de gran interés para la industria. Aclaremos que esos productos los produce un microorganismo procariótico, denominado como cianobacteria y anteriormente como algas verdeazuladas, que vive en aguas, principalmente saladas, y que pertenecen a las especies Arthrospira platensis y Arthrospira maxima. Originariamente esas especies se adscribieron al género Spirulina, lo que dio nombre al suplemento nutricional. Y que se mantiene por razones históricas y de marca. Las cianobacterias tienen un importante papel en la historia de la vida sobre la tierra pues realizan fotosíntesis y participaron en la formación de la atmósfera con oxígeno que tenemos en la actualidad, siendo de las formas más primitiva de vida conocida. Las formaciones de estromatolitos a partir de sus acumulaciones son de los restos fósiles con mayor antigüedad conocida, hasta de 3.700 millones de años.

Pero volviendo a su uso directo por la humanidad, es resaltable que su consumo no es un descubrimiento moderno, sino que ya los antiguos aztecas la cultivaban en piscinas y usaban la pasta que cosechaban como alimento vigoroso al que atribuían poderes y cualidades místicas. Además de estas bondades nutricionales, hay otro producto que este microorganismo nos puede ofrecer, la c-ficocianina. La ficocianina es un pigmento ficobilínico azul que se conjuga o une con una proteína, se conoce como cromoproteína, en este tipo de microorganismos (de ahí su anterior denominación de algas verdeazuladas). Funciona absorbiendo la luz, junto con la clorofila, en el rango de los 500 nanómetros, es decir capta la luz en rangos más hacia el rojo que la clorofila.

El interés para el ser humano por esta cromoproteína deriva de sus diferentes aplicaciones industriales y médicas, pues se ha descrito que presenta propiedades antioxidantes,

antiinflamatorias, regeneradoras de la piel, de desarrollo del tono muscular, aportación de vitalidad, fortalecimiento del sistema inmunológico y mejora de la resistencia del organismo frente a patógenos. Al ser una proteína hidrosoluble, su consumo no presenta grandes problemas y se puede ofrecer en presentaciones comerciales simples. Todo ello deriva de investigaciones básicas, pero podemos preguntarnos si se puede producir a nivel industrial. Entra aquí el trabajo de la ingeniería química, realizado desde la Universidad de Almería, para desarrollar un diseño apropiado. Este diseño comprende desde el cultivo hasta el empaquetado del producto seco, pasando por las diversas etapas de extracción y purificación. Para ello, se realizaron los diversos procedimientos (piscina de cultivo, reactores y finalmente la etapa de purificación, liofilizado y embotellado) hasta obtener una determinada pureza y las características deseadas en el producto final, se escalaron y redimensionaron los procesos para alcanzar una producción industrial y, finalmente, se diseñó la nave de producción. Paralelamente, se llevó a cabo un estudio de mercado y un análisis de inserción, lo que comprendió la localización, el capital y la mano de obra necesaria. No existiendo una producción industrial en la zona era previsible una oportunidad de negocio con la alta pureza que se conseguía utilizando un reactor de flujo de vórtices (RFV) que había sido usado en otras experiencias. De hecho, se logró obtener un producto altamente puro con el método patentado, superior al 90%, permitiendo acceder a las exigencias clínicas o de laboratorio, dado que es el mercado objetivo. El diseño para nutrición se descartó pues debía mezclarse con espirulina seca. Sin embargo, estos buenos resultados no soportaron el escalado y posterior análisis económico para la puesta en marcha de una industria que abasteciera al ámbito nacional o comunidades cercanas, entendiendo esto bajo las exigencias que preestablecimos de recuperación de la inversión, rentabilidad y previsiones de obsolescencia. La no rentabilidad en 10 años con la posibilidad de técnicas mejoradas en la siguiente década antes de recuperar la inversión muestra el por qué se buscan alternativas peores a la c-ficocianina, pero más baratas. Aun así, aplicaciones necesarias de c-ficocianina pueden darse gracias a esta nueva técnica, eficiente y rápida, a pesar del coste, siendo factible un mercado a pequeña escala en un ámbito especializado. Digamos que con el mercado hemos topado, pero apreciemos y valoremos que investigaciones de este tipo son fundamentales para encontrar y desarrollar nuevas mejoras en todos los ámbitos que la biotecnología puede ofrecernos.