La Consejería de Universidad, Industria, Energía e Innovación financia un proyecto de investigación de las universidades de Huelva (UHU) y Sevilla (US) que ha aplicado técnicas novedosas de procesado que favorecen un mayor aprovechamiento de los carotenoides por el cuerpo humano durante la digestión de una microalga. El avance facilita que estos pigmentos, asociados a beneficios para la salud ocular, la protección de la piel y la actividad antioxidante, abran nuevas posibilidades para el desarrollo de alimentos funcionales y complementos nutricionales.
Los carotenoides están presentes en frutas y verduras rojas, naranjas y amarillas, como el tomate o la zanahoria, y en vegetales de hojas verdes. Algunos, como el betacaroteno, puede transformarse en vitamina A dentro del organismo, una sustancia esencial para el sistema inmunitario y el mantenimiento de la piel y las mucosas, mientras que otros, como la luteína, se asocian a la salud ocular. Las microalgas han despertado un creciente interés como fuente sostenible de estos pigmentos, especialmente la ‘Chlorella sorokiniana’, una de las más cultivadas a nivel mundial por su alta productividad y su estatus regulatorio favorable en la Unión Europea, lo que facilita su incorporación en los sectores alimentario y cosmético.
Sin embargo, la resistente pared celular de las microalgas actúa como barrera que limita la liberación y absorción de los nutrientes durante la digestión. Los científicos introdujeron como novedad la combinación de dos tratamientos físicos, el molino de bolas, que rompe las células por impacto, y el ultrasonido, basado en ondas sonoras de alta frecuencia para debilitar las estructuras. Los resultados multiplican en algunos casos hasta por 26 la cantidad de carotenoides disponibles para su aprovechamiento respecto a los del microorganismo sin tratar.
En el estudio ‘Effect of ultrasounds and ball milling on the bioaccessibility of carotenoids from the microalga Chlorella sorokiniana’, publicado en la revista ‘Food Chemistry’, los investigadores compararon biomasa fresca, liofilizada o deshidratada por congelación, y encapsulada en esferas de alginato, un gel extraído de algas marinas utilizado en alimentación para proteger y controlar la liberación de compuestos. Además, analizaron tanto una variedad salvaje de la especie como otra enriquecida en fitoeno, un carotenoide incoloro cada vez más estudiado por sus propiedades antioxidantes y fotoprotectoras.
Tres formatos de presentación biomasa.
El equipo sometió las muestras a una digestión gastrointestinal simulada en tubos de laboratorio. «Reproducimos condiciones equivalentes a las de la boca, el estómago y el intestino, incorporando saliva artificial, enzimas digestivas y sales biliares, además de aplicar cambios de acidez y temperaturas similares a las que experimentan los alimentos en el cuerpo humano», explica la investigadora de la US Paula Mapelli, autora del artículo.
A continuación, analizaron la cantidad de carotenoides incorporada a las micelas, unas microestructuras que fabrica el organismo durante la digestión para transportar grasas. «Esto nos permite medir qué proporción del total queda realmente disponible para que el cuerpo la aproveche, un concepto conocido como bioaccesibilidad. Porque lo importante no es solo la concentración de compuestos bioactivos de un alimento, sino cuántos libera nuestro sistema digestivo para que podamos absorberlos», destaca el investigador Antonio J. Meléndez, autor principal del trabajo.
Mejoras con los métodos de procesado
Los resultados confirmaron que las técnicas de procesado aumentan la cantidad de carotenoides que el organismo puede aprovechar. El molino de bolas fue una de las estrategias más eficaces, con un incremento superior al 2.000% respecto a las muestras sin tratar. Este método logró resultados similares y, en algunos casos, incluso superiores a los obtenidos con ultrasonidos en algunas de las muestras analizadas. «Esta técnica, mucho menos estudiada, es más sencilla y económica, lo que puede ser interesante para la industria en términos de coste y escalabilidad», apunta la investigadora Ángeles Morón, coautora del estudio.
Además, el estudio también confirmó que la presencia de grasa también favorece el aprovechamiento de estos pigmentos. Al combinar la microalga con yogur con un 10% de grasa, aumentó la cantidad de carotenoides disponibles para su absorción.
Aplicaciones en alimentación y cosmética
La investigación facilitará el desarrollo de alimentos funcionales enriquecidos con carotenoides procedentes de microalgas, como productos lácteos fermentados, bebidas o preparados nutricionales. Las posibilidades van más allá, incluso, de la alimentación convencional, ya que estos pigmentos son muy valorados por la industria nutracéutica, dedicada al desarrollo de complementos alimenticios beneficiosos para la salud, y el sector de los nutricosméticos, productos ingeribles orientados al cuidado de la piel, las uñas y el cabello desde el interior.
Más allá de las aplicaciones, el estudio refuerza el papel de la ‘Chlorella sorokiniana’ dentro de la denominada economía azul, al generar compuestos de alto valor añadido con un menor impacto ambiental y recursos que la agricultura convencional, ya que crece rápidamente, incluso en agua salada o residual.
Esta investigación ha contado, además de con financiación de la Consejería de Universidad e Industria, con fondos del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.