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Valorización de las algas marinas verdes y aprovechamiento de Ulva

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By Milthon Lujan

Gujarat, India – Las algas marinas verdes del género Ulva frecuentemente son consideradas como un problema; sin embargo, una revisión científica destaca la importancia de este género de macroalgas no solo para la producción de biocombustibles, sino para el aprovechamiento del polisacárido Ulvan en la producción de biomateriales.

Un equipo de científico de la CSIR-Central Salt and Marine Chemicals Research Institute (CSMCRI), de la Universidad de La Frontera (Chile), Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR), y de la Nicolaus Copernicus University in Torun (Polonia), publicaron un revisión científica en la revista científica Biomolecules sobre la valorización de las macroalgas verdes y de ulvan.

Mareas verdes

Las mareas verdes son grandes acumulaciones de las macroalgas verdes que están asociados con la eutrofización del ambiente marino, principalmente en los referidos a las aguas costeras y lo estuarios.

Las floraciones de macroalgas tienen efectos perjudiciales sobre la química del agua, el ecosistema, el ambiente y la economía de las áreas costeras. Las mareas verdes vienen recibiendo creciente atención alrededor del mundo.

Polisacárido ulvan

Las macroalgas verdes son una fuente barata e importante de biomateriales. De hecho, ulvan es un polisacárido sulfatado que puede ser extraído de las algas marinas verdes. Ulvan es considerado como un material atractivo para aplicaciones en los alimentos, farmacéutica, agricultura y medicina debido a su variadas propiedades fisicoquímica e importantes actividades biológicas.

Algunos investigadores han revisado las actividades químicas y biológicas de las macroalgas verdes; la extracción, estructura, composición y propiedades de ulvan; y las aplicaciones de ulvan como un constituyente de biomateriales híbridos.

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Algas marinas verdes y sus aplicaciones

Las especies de macroalgas verdes del género Ulva tienen altas tasas de crecimiento y productividades. Este tipo de alga marina puede acumularse fácilmente en las áreas costeras de todo el mundo.

Las algas marinas verdes consisten de 36% de carbohidratos, 11% de proteínas, 53% de ceniza y son ricas en minerales. Las especies de Ulva, como característica única, tienen una alta tasa de crecimiento independiente de las ubicaciones geográficas o las estaciones del año, además tienen un alto contenido de polisacáridos.

Producción de biocombustibles

La utilización de las macroalgas verdes como materia prima para la producción de biobutanol ha ganado significativo interés en la ciencia. Los investigadores reportan el uso de Ulva lactuca para la fermentación ABE con la finalidad de obtener butanol.

Otros científicos reportaron la producción de biohidrógeno mediante el uso de la fermentación oscura de la biomasa de algas de Ulva sp, o en su defecto la producción de biogás.

Adsorbentes derivados de las algas marinas verdes

En la actualidad, el uso de algas para remover metales es un método rápido, reversible, económico y ambientalmente amigable. Los investigadores reportan casos del uso de Ulva fasciata como absorbente para remover el cobre de una solución acuosa.

Asimismo, destacan estudio donde se empleó Ulva lactuca seca y carbón activado para remover los iones de cromo hexavalentes tóxicos de la solución acuosa, agua salina y aguas residuales. Las eficiencias máximas de eliminación de cromo fueron de 92% y 98% para Ulva lactuca y su carbón activado, respectivamente.

Compuestos de las algas marinas verdes

La biorrefinería de macroalgas es una forma sostenible y económica para utilizar las algas marinas para la producción de productos de alto valor, junto con la producción de biocombustibles.

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Los productos obtenidos de las macroalgas como ácidos grasos, aceites, proteínas, pigmentos naturales, antioxidantes y componentes biológicos son usados en diferentes industrias como la de alimentos, cosmética, terapéutica y biocombustibles.

Biomateriales de ulvan y sus aplicaciones

Ulvan posee propiedades fisicoquímicas y actividades biológicas atractivas, que pueden usarse en diferentes aplicaciones innovadoras.

Ulvan es un polisacárido extraído de las paredes celulares de las algas marinas verdes, que generalmente representa del 9-36% del peso seco de la biomasa de la Ulva.

En la última década, los esfuerzos para mejorar la calidad de vida a través de los biomateriales se han incrementado. En general, los polisacáridos ulvan son utilizados para la preparación de biomateriales.

Hidrogeles

El uso de polímeros naturales en aplicaciones biomédicas tienen un enorme potencial debido a sus ventajas sobre los polímeros sintéticos. Además de su biocompatibilidad y biodegradabilidad, los polisacáridos tienen un alto número de grupos funcionales que puede ser fácilmente modificados para proveer las propiedades funcionales deseadas.

Los hidrogeles elaborados de polisacáridos han encontrado su aplicación en la encapsulación celular, la entrega de medicamentos y la estructura para la ingeniería de tejidos.

Membranas y películas

El uso de películas biodegradables y activas para los empaques han ganado gran atención debido a los problemas ambientales. Las películas basadas en ulvan no son tóxicas y son ambientalmente amigables. Además, poseen propiedades antioxidantes, que es vital para el empaque de alimentos.

Nanofibras

La fabricación de fibras mediante el uso de polímeros naturales para diversas aplicaciones en el área biomédica ha recibido creciente atención debido a su alta porosidad, alta tasa de superficie área-a-volumen, y arquitectura similar a las matrices extracelulares naturales.

Perspectivas de las algas marinas verdes

Las macroalgas verdes son materias primas emergentes para la producción de biopolímeros basados en polisacáridos y se espera que ganen mayor interés industrial en el futuro.

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Aún existen desafíos en la producción de productos basados en las algas marinas, la preparación de biomateriales y químicos de las macroalgas verdes están en crecimiento y las tecnologías de bioprocesamiento vienen siendo desarrolladas. {mprestriction ids=»*»}

Referencia (acceso abierto):
Lakshmi, D. S.; Sankaranarayanan, Sivashunmugam; Gajaria, Tejal K.; Li, Guoqiang; Kujawski, Wojciech; Kujawa, Joanna; Navia, Rodrigo. 2020. «A Short Review on the Valorization of Green Seaweeds and Ulvan: FEEDSTOCK for Chemicals and Biomaterials.» Biomolecules 10, no. 7: 991. {/mprestriction}

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