Alemania.- El caldo verde brillante con cubos igualmente verdes de la jalea luce como un alimento del futuro. Ralf Kaldenhoff, profesor de ciencia aplicada de vegetales en Technische Universität Darmstadt (TU Darmstadt), revuelve la mezcla y dice: “Usted podría teóricamente comer esto”. Pero la sopa y su contenido tiene un objetivo superior: este contiene microalgas que pueden detener el calentamiento mundial. Pero ¿Por qué están en forma de cubo? Esto hace más fácil el trabajo de laboratorio, explica el científico, debido a que los cubos pueden ser fácilmente elegidos cuando los nutrientes del medio necesitan ser cambiados.
Kaldenhoff viene trabajando con microalgas desde hace un año y medio. Pero él ya ha estudiado la fotosíntesis, la base de su metabolismo, por dos décadas. “La fotosíntesis es el único proceso bioquímico que elimina grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera y los transforma en azúcar y luego esto en muchas otras sustancias” dijo el científico. Kaldenhoff también cree que la industria debe seguir este ejemplo, de esta manera, la industria podría enlazar el dióxido de carbono, gas de efecto invernadero, durante la producción de muchos otros productos en vez de liberarlos. Por consiguiente, su visión es producir ingredientes farmacéuticos, químicos básicos y otras sustancias, empleando las microalgas en el futuro.
Estos potenciales salvadores del clima mundial son pequeños en tamaño y no deben ser confundidos con sus “primos” grandes, las macroalgas. Las microalgas pueden ser encontrados en casi cualquier lugar del mundo, explica Kaldenhoff. De acuerdo con con las estimaciones, hay más de 100 000 especies, pero ni siquiera un centenar han sido estudiados al detalle.
El laboratorio de TU contiene, por ejemplo, la alga unicelular Chlorella y la especialmente pequeña Nannochloropsis. Los científicos también trabajan con la Spirulina que es fácil de cultivar. Haematococcus es otra excepción: si carece de nutrientes o hay mucha luz, la microalga detiene su fotosíntesis, entra a un tipo de hibernación y produce tintes rojos, incluido el antioxidante astaxantina. Este no sólo protege a la microalga del estrés debido al exceso de luz UV, pero también ha probado ser saludable para las personas.
Las microalgas producen naturalmente antioxidantes, vitaminas, todos los aminoácidos esenciales que son usados por las personas. Y pueden hacer más: Kaldenhoff y su equipo modifican genéticamente los microorganismos verdes de tal manera que ellas sinteticen sustancias que ellas no pueden producir naturalmente. Los científicos ya han inyectado secuencias de genes humanos que controlan la producción de insulina en los genomas de las algas, de esta manera, los medicamentos para la diabetes puede obtenerse de los cultivos algales. El procedimiento también es útil para producir vacunas. Para hacer esto, los científicos colocan los genes del virus en las microalgas.
La ingeniería genética de las microalgas no esta bien establecida como en las bacterias o células de lavadura. Esto lo hace que sea emocionante, indica Kaldenhoff. Aunque él y su equipo están trabajando en los básico, ellos ya están mirando las futuras aplicaciones. Otro de los objetivos de sus investigaciones es encontrar bajo que condiciones cierta microalga crece mejor. Algunas pueden tolerar bastante luz, mientras que otras no puede. Algunas necesitan sólo poco hierro, mientras que otras necesitan más. La temperatura y la calidad del agua también pueden influenciar el crecimiento.
Con la finalidad de cultivar grandes cantidades de microalgas, Kaldenhoff usa el conocimiento que ha ganado en la investigación en plantas superiores. Por ejemplo, él trabaja con las denominadas “aquaporines”, proteínas que forman poros en la membrana celular que regulan la entrada y salida de agua. Pero el científico esta convencido que “algunos aquaporines controlan la permeabilidad del dióxido de carbono, no el balance de agua. Este es un campo muy emocionante que aún es controversial”.
Los científicos ya han mostrado que las plantas de tomate y tabaco genéticamente modificado que forman más aquaporines crecen mejor. Ellos ahora pueden ver el mismo efecto en la microalga Chlorella. Mientras que su diámetro normal es de tres a cinco micrómetros, ellos fueron de tres a cuatro veces más grandes después de ingeniería genética que estimula la producción de aquaporina.
Kaldenhoff y su equipo vienen trabajando no sólo en el rendimiento de las algas, sino también en las instalaciones para su cultivo. En Asia y América del Sur, los estanques abiertos son bastante comunes para el cultivo comercial de las algas, para la producción de suplementos alimenticios. Kaldenhoff es crítico de este concepto: “La producción fiable sólo puede ser alcanzada con cultivos definidos en circuitos cerrados”. Tanques, tubos o sistemas de superficie plana, el científico viene investigando que sistema es el mejor.
El profesor de biología esta planeando instalaciones de gran escala junto con sus socios. Él recientemente co-fundó la empresa ALYONIQ.
LED en vez de energía solar
En la naturaleza, las microalgas crece con luz solar. En las instalaciones industriales, ellas pueden ser iluminadas con luz artificial. Kaldenhoff viene trabajando con su colega Tran Quoc Khanh, director de Lighting Technology, en LEDs para sus instalaciones de algas. El objetivo es optimizar el rendimiento de la fotosíntesis con el mínimo consumo de energía; en adición a otros parámetros, la eficiencia del cultivo de algas depende principalmente de los requerimientos de energía de la iluminación.
