Microalga «súper productora» busca revolucionar la industria alimentaria y farmacéutica

La modificación de la microalga es uno de los pasos centrales de un proyecto Fondef ID24I-10154 que lidera la académica del Departamento de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (CyTA) de la Facultad de Farmacia UdeC, Jessy Pavón Pérez, cuyo objetivo es contar con nuevas fuentes para la producción de carragenanos de forma sustentable e innovadora.

«Lo que nosotros postulamos es desarrollar una nueva cepa de Porphyridium cruentum con capacidad de sintetizar carragenina lambda a partir de técnicas de ingeniería metabólica, para que produzca este valioso compuesto», señala la Dra. Pavón, quien integra el Grupo Interdisciplinario de Biotecnología Marina (Gibmar) del Centro de Biotecnología de la Casa de Estudios, dirigido por el Dr. Cristian Agurto Muñoz, también académico del CyTA UdeC.

Los carragenanos o carregeninas son hidrocoloides, un tipo de carbohidrato que se obtiene principalmente de macroalgas rojas y que tiene la capacidad de producir soluciones viscosas o geles al entrar en contacto con el agua.

Esta característica es la que sirve en la elaboración de estabilizantes, espesantes y gelificantes para mejorar algunas propiedades de los alimentos, dar textura a cremas y otros cosméticos o servir como excipientes en los medicamentos.

El desafío: Superar las limitaciones de las macroalgas

El proyecto se conoce con el nombre abreviado ‘Porphygel’ y es desarrollado en colaboración con Gelymar, empresa  de extractos naturales líder en la producción carragenanos de alta pureza en Chile.

La Dra. Pavón explica que el proyecto surge por la necesidad de la industria de obtener carragenina lambda, una variedad de carragenanos de alto nivel que se distingue por su solubilidad en frío y por no presentar capacidad gelificante.

«Esta es una ventaja competitiva para los procesos industriales donde se busca mayor eficiencia energética y flexibilidad en la formulación», dice la académica.

En Chile, las principales fuentes de carragenina lambda son la luga roja (Gigartina skottsbergii) y la luga negra (Sarcothalia crispata), dos macroalgas rojas. Sin embargo, existen algunas limitaciones en la disponibilidad de la materia prima, contenidos de carrageninas, relacionadas con su historia de vida y estacionalidad.

«Estas macroalgas crecen lentamente, su contenido de carragenina varía según las condiciones ambientales y su cosecha está sujeta a vedas, lo que afecta la disponibilidad y sostenibilidad de su producción», agrega.

En contraste, las microalgas tienen tasas de crecimiento mucho más altas que las macroalgas, pueden multiplicarse masivamente en cultivos en condiciones controladas y están liberadas de inconvenientes como las vedas ciclos estacionales o variaciones geográficas.

Una «fábrica» microbiana: La solución de la ingeniería genética

El equipo de investigación, integrado por especialistas de Farmacia de la Universidad de Concepción y el Gibmar, se inclinó por trabajar con Porphyridium cruentum, dado que su genoma es bien conocido. Además, como la carragenina lambda es un exopolisácarido que se obtiene del medio de cultivo, no es necesario matar la célula para su recuperación.

De este modo, se pueden hacer cultivos continuos, en los que se recupera el sobrenadante y la biomasa sigue creciendo, lo cual facilita su escalabilidad y viabilidad.

La apuesta fue montar la maquinaria enzimática necesaria para la biosíntesis de carragenina por parte de la microalga roja. Esta modificación metabólica estuvo a cargo del investigador Gibmar y Director alterno del proyecto Porphygel, Dr. Jorge Dagnino Leone.

Con este estudio, el equipo UdeC está desarrollando una microalga modificada, capaz de producir carragenina lambda, para ofrecer una alternativa innovadora, sustentable y continua frente a las limitaciones de las fuentes naturales tradicionales, que tendrá un gran impacto en las actuales aplicaciones de las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica.