Las algas marinas, ¿futuro o presente como fuente de proteínas?

Un sistema alimentario sostenible para una población mundial en crecimiento requiere nuevos alimentos que se ajusten a la actual tendencia en materia de proteínas en la dieta. Tras cinco años de investigación en el proyecto CirkAlg, dirigido por la Universidad Tecnológica de Chalmers, se han desarrollado métodos circulares para cultivar algas ricas en proteínas y extraer sus ingredientes proteínicos, lo que aumenta el potencial de las algas para convertirse en una fuente natural de proteínas en la dieta.

Las macroalgas, comúnmente llamadas algas marinas, tienen un contenido proteico relativamente alto y pueden cultivarse con un impacto climático mínimo. Por ello, a largo plazo podrían convertirse en una alternativa competitiva o un complemento a las proteínas animales, como la carne roja.

El cultivo de algas marinas no requiere tierras de cultivo, fertilizantes, riego ni pesticidas. En cambio, las algas marinas brindan un servicio ambiental al remediar el nitrógeno y el fósforo de las aguas y al actuar como un sumidero de carbono.

"Desde el punto de vista alimentario, las algas 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, las algas 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 y coordinadora del proyecto.

Retos o desventajas del consumo de algas marinas

Sin embargo, existen ciertos desafíos. Las proteínas pueden ser difíciles de descomponer para el sistema digestivo, y las especies de algas pardas como las algas azucareras y las algas de dedos pueden acumular niveles muy altos de yodo, que incluso después de un consumo bajo pueden superar la ingesta diaria recomendada de yodo. En algunos casos, las algas marinas también pueden fijar metales pesados.

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 el primer paso, se pretendía aumentar el contenido proteico de las algas marinas mediante su cultivo junto con corrientes de agua de proceso ricas en nutrientes procedentes de diversas industrias alimentarias. El segundo paso se centró en el desarrollo de tecnologías, que deberían poder ampliarse industrialmente, para extraer las proteínas de las algas marinas cultivadas.

Algas cultivadas en agua de proceso

En casi todas las industrias alimentarias se generan aguas de proceso, por ejemplo durante el almacenamiento, el pelado, el marinado, la extracción o el transporte de alimentos. Actualmente, resulta costoso para las empresas purificar y desechar estas aguas, paradójicamente porque pueden ser muy ricas en nutrientes como nitrógeno y fósforo en diferentes formas. En algunos casos, también puede haber antioxidantes y omega-3; particularmente cuando se procesan mariscos.

"Algunos ejemplos son los adobos de la producción de arenque en escabeche, así como el agua de cocción y pelado de la industria del camarón. Sin embargo, los nutrientes de estas aguas se pueden recuperar y devolver a la cadena de producción de alimentos: este pensamiento circular fue una de las ideas centrales detrás del proyecto CirkAlg", indica Ingrid Undeland.

En varios estudios conjuntos de la Universidad de Gotemburgo (laboratorio marino de Tjärnö) y Chalmers, se cultivaron algas marinas con la adición de agua de proceso de las industrias del arenque, el camarón y la avena. Se observó que, entre otras cosas, el agua de la industria del arenque dio resultados prometedores tanto para el crecimiento como para el contenido de proteínas de las algas marinas. En particular, la lechuga de mar mostró buenos resultados, con valores de proteínas que aumentaron en estudios de seguimiento posteriores hasta niveles comparables a los de la soja. 

Encuestas de consumidores

Los consumidores tienen una actitud positiva hacia las algas como alimento, como lo demuestran las encuestas centradas en los consumidores realizadas en el marco del CirkAlg, dirigido por la Universidad de Kristianstad.

Sin embargo, la decisión de incluirlas en el plato depende de cómo se perciba la comida en términos de apariencia, sabor y olor. Aunque las condiciones de cultivo pueden afectar el sabor de las algas, las algas generadas en CirkAlg no se vieron afectadas por el cultivo con agua de proceso de arenque según los paneles de prueba, lo que era una preocupación para los investigadores.

Nuevos ingredientes proteicos

Durante la investigación de doctorado de João Trigo en Chalmers, el equipo también desarrolló ingredientes proteicos a partir de algas marinas y lechuga de mar. En el caso de las algas marinas, que contienen niveles muy altos de yodo, se optimizaron los pretratamientos para reducir los niveles de yodo antes de extraer las proteínas.

En el caso de la lechuga de mar, se desarrolló un método de extracción completamente nuevo que podía extraer un espectro más amplio de proteínas que los métodos tradicionales hasta ahora. Si bien el rendimiento proteico aumentó con el método, también se concentró tanto la vitamina B12 como los omega-3. Otros experimentos in vitro demostraron que las proteínas de las algas se volvieron más digeribles después de 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 en ellas que en fuentes como los frijoles y los guisantes, lo que hace que la extracción sea mucho más complicada. 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 João Trigo, que defendió su tesis en el marco del proyecto CirkAlg en Chalmers, en octubre de 2023. 

Las distintas especies de algas marinas tienen distintos niveles de metales pesados ​​indeseables. Se encontraron niveles más altos en las algas marinas azucaradas que en especies verdes como la lechuga de mar. Pero como los niveles de metales pesados ​​en las algas marinas varían con la composición del agua en la que crecen, los investigadores ven una oportunidad de controlar el contenido modificando las condiciones de cultivo. Algunos metales pesados ​​también podrían eliminarse al extraer la proteína.

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 tienen una mayor incidencia en las especies de algas pardas que en las especies verdes como la lechuga de mar. Estas últimas tenían niveles significativamente más bajos de metales pesados.

"Las diferencias que vimos en CirkAlg ilustran claramente que se deben considerar las diferentes especies de algas y sus condiciones de cultivo de forma individual cuando se trata de las necesidades de procesamiento y el consumo futuro de algas, de la misma manera que se hace hoy para diferentes tipos de verduras y granos", destaca Barbro Kollander, químico senior 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 en Chalmers.

Nathalie Scheers explica con más detalle que “también es importante considerar cómo los distintos alimentos afectan de manera diferente nuestra absorción de metales pesados. En estudios piloto con células intestinales, observamos que la absorción de cadmio de las algas marinas era limitada, aunque esto debe verificarse en estudios posteriores”.