Un sistema alimentario sostenible para una población mundial en crecimiento requiere una producción de proteínas más diversificada y climáticamente neutra.
por Susanne Nilsson Lindh, Universidad Tecnológica de Chalmers
Tras cinco años de investigación en el proyecto CirkAlg, recientemente finalizado y liderado por la Universidad Tecnológica de Chalmers, se han desarrollado métodos circulares para el cultivo de algas ricas en proteínas y la extracción de sus ingredientes proteicos, lo que aumenta el potencial de las algas para convertirse en una fuente sostenible de proteínas en nuestra dieta.
Las macroalgas, comúnmente llamadas algas marinas, tienen un contenido proteico relativamente alto y pueden cultivarse con un impacto climático mínimo. A largo plazo, podrían convertirse en una alternativa competitiva o un complemento a opciones con un alto impacto climático, como la carne roja. El cultivo de algas marinas no requiere tierras de cultivo, fertilizantes, riego ni pesticidas. En cambio, las algas marinas prestan un servicio ambiental al remediar el nitrógeno y el fósforo de nuestras aguas y actuar como sumidero de carbono.
Desde una perspectiva alimentaria, las algas marinas contienen, además de proteínas, fibra dietética y una amplia gama de micronutrientes interesantes, como vitamina B12, minerales y pequeñas cantidades de omega-3 marino. Además, tienen un perfil de sabor muy interesante, rico, por ejemplo, en umami y salinidad, afirma Ingrid Undeland, profesora de Ciencias de la Alimentación en Chalmers, quien ha coordinado el proyecto.
Sin embargo, existen ciertos desafíos. Las proteínas pueden ser difíciles de descomponer para nuestro sistema digestivo, y las especies de algas pardas, como el kelp azucarero y el kelp dedo, pueden acumular niveles muy altos de yodo, que incluso con un consumo bajo pueden superar la ingesta diaria recomendada. En algunos casos, las algas también pueden fijar metales pesados.
Estrategia en dos pasos
Para que las algas se conviertan en una fuente de proteínas atractiva, sabrosa y segura, el proyecto CirkAlg, una colaboración entre universidades, empresas de alimentos y una agencia gubernamental, desarrolló una estrategia de producción de dos pasos.
En la primera etapa, se buscó aumentar el contenido proteico de las algas mediante su cultivo junto con corrientes de agua de proceso ricas en nutrientes provenientes de diversas industrias alimentarias. La segunda etapa se centró en el desarrollo de tecnologías, con potencial de escalabilidad industrial, para extraer proteínas de las algas cultivadas. En ambas etapas, se consideraron parámetros sensoriales, así como aspectos nutricionales y de seguridad.
Algas cultivadas en agua de proceso
El agua procesada se genera en casi todas las industrias alimentarias, por ejemplo, durante el almacenamiento, el pelado, el tratamiento térmico, el marinado o el transporte de alimentos. Actualmente, resulta costoso para las empresas purificarla y desecharla, paradójicamente, ya que puede ser muy rica en nutrientes como nitrógeno y fósforo en diferentes formas. En algunos casos, también puede contener antioxidantes y omega-3, especialmente durante el procesamiento de mariscos.
Algunos ejemplos son los adobos de la producción de arenque en escabeche, así como el agua de cocción y pelado de la industria camaronera. Sin embargo, los nutrientes de estas aguas pueden recuperarse y reincorporarse a la cadena de producción alimentaria. Este pensamiento circular fue una de las ideas centrales del proyecto CirkAlg, afirma Undeland.
En varios estudios conjuntos de la Universidad de Gotemburgo (laboratorio marino de Tjärnö) y Chalmers, se cultivaron algas añadiendo agua de proceso procedente de las industrias del arenque, el camarón y la avena. Se observó, entre otras cosas, que el agua de la industria del arenque ofrecía resultados prometedores tanto para el crecimiento como para el contenido proteico de las algas. La lechuga de mar, en particular, mostró buenos resultados, y en estudios de seguimiento posteriores, el contenido proteico aumentó hasta niveles comparables a los de la soja.
Encuestas de consumidores
Los consumidores tienen una actitud positiva hacia las algas como alimento. Esto se demostró en las encuestas de consumo realizadas en CirkAlg, dirigidas por la Universidad de Kristianstad.
Sin embargo, la decisión de incluirlo en sus platos depende de cómo se percibe el alimento en términos de apariencia, sabor y aroma. Si bien las condiciones de cultivo pueden afectar el perfil sensorial de las algas, las generadas en CirkAlg no se vieron afectadas por el cultivo con agua procesada de arenque, según los paneles de prueba, lo cual fue una preocupación inicial para los investigadores.
Nuevos ingredientes proteicos
Durante la investigación doctoral de João Trigo en Chalmers, el equipo también desarrolló ingredientes proteicos a partir de algas azucaradas y lechuga de mar. En el caso de las algas azucaradas, que contienen niveles muy altos de yodo, se optimizaron los pretratamientos para reducir los niveles de yodo antes de extraer las proteínas.
Para la lechuga de mar, se desarrolló un método de extracción completamente nuevo que permitió recuperar un espectro de proteínas más amplio que los métodos tradicionales. Si bien el rendimiento proteico aumentó con el nuevo método, también concentró vitamina B12 y omega-3. Experimentos in vitro posteriores demostraron que las proteínas de las algas se volvieron más digestibles tras la extracción.
Con la nueva tecnología , el rendimiento proteico aumentó más del triple en comparación con nuestro método de referencia. Esto supone un avance significativo, ya que las proteínas de las algas marinas son más diversas y están más estrechamente ligadas que las de fuentes como frijoles y guisantes, lo que dificulta considerablemente su extracción. Los bajos rendimientos han sido durante mucho tiempo un obstáculo en el desarrollo de ingredientes proteicos de algas marinas, pero creemos que estamos cambiando ese paradigma», afirma Trigo, quien defendió su tesis en el marco del proyecto CirkAlg en Chalmers en octubre de 2023.
Las algas no son una materia prima alimentaria homogénea
La tecnología de extracción también podría reducir los niveles de algunos metales pesados, como el cadmio, resultados que son más relevantes para las especies de algas pardas que para las especies verdes, como la lechuga de mar. Esta última presentó niveles significativamente más bajos de metales pesados, como lo demuestra el gran número de análisis realizados en el proyecto.
«Las diferencias que observamos en CirkAlg ilustran claramente que se deben considerar individualmente las diferentes especies de algas y sus condiciones de cultivo cuando se trata de las necesidades de procesamiento y el consumo futuro de algas, de la misma manera que se hace hoy con diferentes tipos de verduras y cereales», afirma Barbro Kollander, químico sénior de la Agencia Sueca de Alimentos, quien dirigió el paquete de trabajo sobre yodo y metales pesados junto con Nathalie Scheers, profesora asociada de la División de Ciencias de la Alimentación y la Nutrición de Chalmers.
Scheers explica además: «También es importante considerar cómo los distintos alimentos afectan de forma distinta nuestra absorción de metales pesados . En estudios piloto con células intestinales, observamos que la absorción de cadmio de las algas azucaradas era limitada, aunque esto debe verificarse en estudios posteriores».
‘Colaboración multidisciplinar fructífera’
Los últimos cinco años han demostrado posibilidades completamente nuevas para utilizar el cultivo de algas marinas para hacer circular los nutrientes perdidos nuevamente en la cadena alimentaria, convirtiendo al mismo tiempo las algas marinas en una fuente prometedora de proteínas.
«La colaboración dentro de CirkAlg ha sido increíblemente gratificante, con un alcance multidisciplinario y un gran compromiso tanto de la Agencia Sueca de Alimentos como de varias empresas alimentarias», afirma Undeland.
Los resultados de CirkAlg se están llevando ahora a cabo en el marco de nuevos proyectos de colaboración entre, entre otros, Chalmers, la Universidad de Gotemburgo y Nordic Seafarm, y en relación con la nueva tecnología de extracción de proteínas se ha generado una solicitud de patente.
«Aunque aún se necesita más trabajo para optimizar y ampliar esta solución circular que puede proporcionar nuevas proteínas alternativas en nuestros platos, CirkAlg ha dado pasos iniciales muy importantes hacia un desarrollo azul completamente nuevo», afirma Undeland.
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