La integración de proteínas de algas y de origen vegetal representa un área apasionante de la tecnología y la innovación alimentaria, descrita en este contexto como proteína de fusión verde.
La carne, tradicionalmente una fuente primaria de proteína dietética, es conocida por su contenido de alta calidad. Sin embargo, el consumo excesivo de carne impacta significativamente el medio ambiente a lo largo de su ciclo de vida. Contribuye a aproximadamente el 30% del calentamiento global y el cambio climático, lo que lleva al agotamiento del agua, la degradación de los ecosistemas y efectos adversos para la salud.
Los investigadores y los científicos de la alimentación están explorando nuevas formas de combinar estas fuentes, creando una amplia gama de productos nutritivos sostenibles y completos.
Ventajas y desafíos de las rutas alternativas para obtener proteínas
Existe un cambio creciente hacia alternativas proteicas a la carne que imitan su sabor, textura y perfil nutricional . Las fuentes de proteínas alternativas se clasifican ampliamente en cuatro categorías:
- sustituto de origen vegetal
- proteína de algas
- fuente a base de insectos y gusanos
- carne cultivada.
Conocidos por varios nombres – sustituto de carne, alternativa de carne, carne falsa, carne vegetariana, carne imitadora, reemplazo de carne, carne sintética, carne a base de células, carne cultivada, carne cultivada con células, análogo de carne o carne amalgama – estos productos tienen como objetivo reducir la producción de carne convencional debido a su impacto al tiempo que ofrecen experiencias culinarias familiares.
El cultivo de microalgas depende menos de factores ambientales en comparación con las plantas terrestres. Muchas especies de microalgas unicelulares se adaptan a una variedad de hábitats y se pueden cultivar utilizando varios métodos. Esta adaptabilidad sugiere que las algas podrían ser un enfoque factible y sencillo en la perspectiva futura.
Brecha nutricional en proteínas de algas
La cuestión de la calidad de las proteínas dietéticas generalmente se refiere al concepto de aminoácido limitante, que es el aminoácido específico presente en la proporción más baja en los alimentos. Dado que los aminoácidos esenciales no pueden ser sintetizados por el cuerpo, deben obtenerse de la dieta.
Los productos animales tienden a contener niveles más altos de aminoácidos esenciales, mientras que las proteínas vegetales a menudo contienen una distribución desigual de aminoácidos esenciales y no esenciales. Por lo tanto, la suficiencia de proteínas no puede mantenerse solo con alimentos vegetales.
Para prevenir las deficiencias de nutrientes resultantes de depender únicamente de la producción de proteínas de origen vegetal, otra estrategia viable consiste en formular suplementos proteicos combinando otras fuentes de proteínas alternativas para crear un perfil proteico completo.
Estudios revelan que las algas pueden ser una fuente competitiva de aminoácidos esenciales en comparación con las proteínas vegetales tradicionales. La integración de productos proteicos alternativos de dos fuentes es un concepto que ofrece un perfil nutricional completo.
Si bien las fuentes de proteínas verdes provienen principalmente de proteínas de origen vegetal, mezclarlas con fuentes de proteínas de origen algal puede contribuir a un enfoque más respetuoso con el medio ambiente a mayor escala. La combinación de proteínas de origen vegetal y proteínas de origen algal presenta numerosas ventajas para los sectores agrícola e industrial.
La necesidad de mezclar productos con proteínas de origen algal
El cultivo de algas desempeña un papel crucial en la consecución de un método más integral y sostenible de producción de proteínas en comparación con las fuentes de proteínas exclusivamente vegetales.
La notable fortaleza del cultivo de algas radica en su uso como tecnología verde, en particular en la gestión de residuos. Ciertas especies de microalgas se adaptan fácilmente a diversos entornos, requiriendo menos tierra cultivable, menos fuentes de agua y un menor aporte de energía.
Este es un enfoque prometedor para permitir la creación de sistemas de circuito cerrado cuando se cultivan junto con plantas terrestres. Especies específicas de microalgas pueden crecer en fermentadores, como levaduras y bacterias, lo que las hace fáciles de mantener y controlar.
Estas ventajas del cultivo de algas sirven como una forma alternativa de lograr un equilibrio entre la viabilidad económica de las plantas terrestres y las preocupaciones ambientales.
Los principales desafíos en el uso de algas en los sistemas alimentarios incluyen consideraciones de aroma, color, sabor y textura, especialmente en análogos de carne. Algunas biomasas de microalgas pueden impartir sabores a pescado que son indeseables en ciertos alimentos.
Estudios recientes han investigado el uso de algas enteras y extractos de algas en el desarrollo de nuevos alimentos, examinando la digestibilidad y bioaccesibilidad de la biomasa de algas en diversas aplicaciones alimentarias.
Combinación de proteínas de algas y fuentes vegetales
La combinación de algas con fuentes vegetales presenta un enfoque prometedor para mejorar los perfiles nutricionales y las propiedades funcionales. Los perfiles nutricionales de las proteínas de origen animal, vegetal y de microalgas varían significativamente.
Por lo tanto, la incorporación de algas en diversas formas, como suplementos proteicos a base de algas, alimentos vegetales con infusión de algas (como la adición de ácidos grasos omega-3 derivados de algas a la leche vegetal), mezclas de proteínas vegetales y algas y alternativas a la carne a base de algas, garantiza una ingesta adecuada de proteínas y productos completos.
Los avances en la genética de las microalgas están allanando el camino para métodos de producción más eficientes. La investigación en ingeniería genética ha permitido manipular las algas a nivel celular, lo que ha dado lugar a un cultivo y una ampliación de escala más rentables.
Los productos híbridos que combinan proteínas de plantas terrestres con proteínas basadas en algas presentan una solución prometedora para abordar las deficiencias nutricionales y mejorar los productos análogos a la carne de diversas maneras.
En este contexto, el desarrollo de productos combinados a partir de dos o más fuentes de proteínas distintas es crucial, en lugar de depender únicamente de una sola fuente.
¿Cuáles son las especies de algas más ricas en proteínas y cómo se seleccionan?
Las especies de algas más ricas en proteínas incluyen Spirulina (Arthrospira platensis), Chlorella vulgaris, Nannochloropsis spp., Scenedesmus spp. y Porphyra spp. (nori). Spirulina y Chlorella, en particular, pueden contener entre un 50-70 % de proteínas en base seca. La selección de especies depende de factores como el contenido proteico, la presencia de compuestos bioactivos, la digestibilidad y la facilidad de cultivo.
¿Cómo se extraen las proteínas de las algas y cuáles son los métodos más eficaces?
Extracción acuosa y enzimática: Se utilizan enzimas para romper las paredes celulares y liberar las proteínas sin desnaturalizarlas.
Extracción con ultrasonidos: Mejora la eficiencia de la ruptura celular y permite una mayor recuperación de proteínas.
Extracción con alta presión: Utiliza presión para liberar proteínas de la matriz celular.
Métodos de separación por membranas (ultrafiltración): Para concentrar las proteínas sin comprometer su calidad.¿Qué perfil de aminoácidos ofrecen las proteínas de algas?
Las proteínas de algas tienen un perfil de aminoácidos completo, con cantidades significativas de leucina, isoleucina, valina (BCAA), fenilalanina y triptófano. Sin embargo, algunas algas pueden ser deficientes en metionina y cisteína.
En comparación con fuentes animales como el suero de leche o el huevo, las proteínas de algas ofrecen una alternativa vegetal de alto valor nutricional con beneficios funcionales adicionales.¿Qué técnicas se utilizan para mejorar la biodisponibilidad?
Hidrolización enzimática: Rompe las proteínas en péptidos bioactivos más fácilmente digeribles.
Microencapsulación: Mejora la estabilidad y absorción de nutrientes esenciales.
Combinación con otras proteínas vegetales para mejorar el equilibrio de aminoácidos esenciales.¿Cuál es el impacto ambiental?
Las algas tienen una huella ambiental significativamente menor que la carne o incluso algunas proteínas vegetales:
No requieren uso de suelo agrícola ni grandes cantidades de agua dulce.
Absorben CO₂ y mejoran la calidad del agua al reducir la eutrofización.
Pueden cultivarse en ambientes marinos o en sistemas cerrados controlados sin impacto negativo en el ecosistema.
Polvos: Ideales para batidos, suplementos y formulaciones de alimentos funcionales.
Cápsulas/tabletas: Para suplementos dietéticos y nutracéuticos.
Extractos líquidos: Se usan en bebidas funcionales y alimentos enriquecidos.
Proteínas texturizadas: Para alternativas a la carne en la industria plant-based.
18 Fabricantes de proteínas de algas
- AlgaEnergy (México): Se especializa en la producción de bioproductos a partir de algas.
- BioAlga (Argentina): Trabaja en la producción de proteínas y otros compuestos a partir de algas.
- AlgaeTech (Chile): Se enfoca en la investigación y producción de bioproductos derivados de algas.
- Algenol Biotech LLC (EE.UU.)
- Arizona Algae Products LLC (EE.UU.)
- Corbion NV (Países Bajos)
- Cyanotech Corporation
- Pond Technologies Holdings Inc. (Canadá)
- Roquette Frères
- Socius Ingredients
- Triton Algae Innovations
- Smallfood
- Tofurky Access Company
- Qualitas Health, Inc.
- SCHOTT North America, Inc.
- Diversified Technologies, Inc.
- National Center for Marine Algae and Microbiota (NCMA)
- LanzaTech
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