Un equipo de investigación de la Universidad de Sevilla y la Universidad de Huelva ha diseñado un método para mejorar la extracción de un carotenoide beneficioso para la salud procedente de la microalga Chlorella sorokiniana. Los carotenoides están presentes en alimentos como la zanahoria, el tomate o los cítricos, entre otros, poseen propiedades beneficiosas para la salud y son de interés para la industria cosmética, farmacéutica y agroalimentaria.

En concreto, los investigadores se centraron en el fitoeno, un carotenoide incoloro que es precursor del resto de los carotenoides, que en su gran mayoría son coloreados. “Hay estudios que demuestran que se acumulan en la piel y que pueden absorber rayos ultravioleta, es decir, ejercen una función fotoprotectora, como la que ejercen algunas cremas solares. También existen otros estudios en roedores y cultivos de células que indican que podrían tener actividad anticancerígena, antiinflamantoria y antioxidante”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Sevilla Antonio Jesús Meléndez.

Jornadas técnicas sobre carotenoides del proyecto BESTALGAE4CAROT, celebrado en la Universidad de Huelva.

Los expertos explican que, aunque muchos estudios exploran las funciones y beneficios de los carotenoides, existen pocos que se centren en el fitoeno y su obtención, dado que hasta hace poco tiempo los métodos analíticos clásicos con frecuencia no lo detectaban. 

Normalmente, este carotenoide no es el mayoritario en los alimentos, al transformarse finalmente en otros. Por este motivo, los expertos han elaborado un procedimiento con un doble objetivo: por un lado, producir más cantidad de fitoeno en la microalga Chlorella sorokiniana y, por otro lado, bloquear el proceso de transformación a otros carotenoides, “De este modo, conseguimos que se acumulen altas concentraciones de fitoeno en las microalgas para luego extraerlo”, señala la investigadora de la Universidad de Sevilla Ángeles Morón.

Transformación

Tal y como explican en el artículo ‘Ultrasound-assisted extraction of carotenoids from phytoene-accumulating Chlorella sorokiniana microalgae: Effect of milling and performance of the green biosolvents 2-methyltetrahydrofuran and ethyl lactate’ publicado en Food Chemistry, los expertos seleccionaron la microalga verde Chlorella sorokiniana por ser un organismo robusto y de rápido crecimiento.

Doble objetivo: producir más cantidad de fitoeno en la microalga Chlorella sorokiniana y bloquear el proceso de transformación a otros carotenoides.

Primero, produjeron microalgas ricas en fitoeno y emplearon un compuesto químico para interrumpir su transformación en otros tipos de carotenoides, como la luteína y el beta-caroteno. “Es como si las moléculas bajaran una escalera y se transformaran en cada paso gracias a la acción de las enzimas. Lo que hacemos es poner un muro en un escalón concreto para que se acumule el compuesto que queremos, y así podemos bloquear la ruta en diferentes puntos, forzando la acumulación del carotenoide que nos interese”, aclara la investigadora de la Universidad de Huelva Rosa León.

El siguiente paso era extraer  el fitoeno del microorganismo y separarlo de los demás componentes celulares. Para ello, los expertos emplearon dos disolventes ‘verdes’, es decir, que cumplen con estándares ambientales al ser biodegradables y seguros para la salud. En concreto compararon la eficiencia de estos biodisolventes con la de etanol y el metanol, dos disolventes aprobados para usos alimentarios.

Los científicos explican que probaron los disolventes con las microalgas en tres formatos: trituradas, liofilizadas (es decir, secas) y contenidas en cápsulas. Además, a estas mezclas les aplicaron ultrasonidos, ondas de alta frecuencia que sirven para mejorar el proceso de extracción. “Este método ayuda a que los carotenoides se ‘desprendan’ de las células de las microalgas con mayor facilidad, y de este modo, obtenemos más cantidad”, explica Rosa León.

Economía circular

Otra ventaja que presenta la propuesta de los investigadores es que cumple con los principios de la economía circular, dado que la biomasa de las microalgas sobrante tras la extracción puede emplearse como biocombustible o para elaborar pienso para animales, entre otros usos.

Vaso con las microalgas.

Actualmente, el equipo de investigación formado por científicos de los grupos Color y Calidad de Alimentos de Universidad de Sevilla y Unidad de mejora genética de organismos fotosintéticos del RENSMA de la Universidad de Huelva trabajan con otras especies de micro y macroalgas para mejorar la bioaccesibilidad de carotenoides, es decir, su liberación de las células de las algas para que puedan ser absorbidas por el organismo más eficientemente.

Este trabajo ha sido financiado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía y el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y la Agencia Estatal de Investigación (proyectos PID2019-110438RB-C21 (NEWCARFOODS) y PID2019-110438RB-C22 (BESTALGAE4CAROT).

Reportaje sobre esta nota de prensa: Guía para extraer de una microalga moléculas multifuncionales y beneficiosas para la salud

Referencias

Morón-Ortiz, Á.; Mapelli-Brahm, P.; León-Vaz, A.; Benitez-González, A. M.; León, R. & Meléndez-Martínez, A. J. (2024). ‘Ultrasound-assisted extraction of carotenoids from phytoene-accumulating Chlorella sorokiniana microalgae: Effect of milling and performance of the green biosolvents 2-methyltetrahydrofuran and ethyl lactate’. Food Chemistry, 434, 137437.

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