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Cianobacterias comestibles ¿el alimento del futuro?

En los últimos años, cada vez son más las personas que buscan alimentos que no solamente sean nutritivos, sino que además se puedan producir de forma sostenible para el medio ambiente. Es en este contexto donde las cianobacterias, un grupo de bacterias fotosintéticas, podrían convertirse en un ingrediente innovador para la alimentación del futuro. En este artículo nos enfocaremos en cómo las cianobacterias pueden ser utilizadas como alimento y exploraremos los beneficios y desafíos asociados con su consumo. Así que si estás buscando nuevas formas de agregar nutrientes a tu dieta y al mismo tiempo contribuir al cuidado del planeta, ¡sigue leyendo!

Un poco de historia sobre las cianobacterias comestibles

Las cianobacterias son microorganismos fotosintéticos que se encuentran distribuidos por todo el planeta. Su estudio tiene mucho interés debido a sus numerosas aplicaciones biotecnológicas, como son la producción de biocombustibles como el hidrógeno o su uso como biofertilizantes. Además, al igual que las plantas, son capaces de llevar a cabo la fotosíntesis, contribuyendo de forma importante a la producción de oxígeno en nuestro planeta y siendo la base de muchos ecosistemas marinos. Por todo ello, se ha propuesto que podrían ser la base para futuros asentamientos en otros planetas.

Como vimos en el anterior artículo, algunas especies de cianobacterias pueden ser tóxicas y causar problemas de salud en humanos y animales. Sin embargo, otras especies son comestibles y se han consumido durante siglos en diferentes partes del mundo, especialmente en África, Asia y América del Sur. En México, por ejemplo, la especie Spirulina maxima (también denominada Arthorspira maxima) se ha utilizado como fuente de alimento desde tiempos prehispánicos. De hecho, el ejército de Hernán Cortés documentó la existencia de cosechas de Spirulina en el lago de Texcoco (México), a las que los aztecas llamaban tecuitlatl (que significa ‘excremento de las rocas’), y su consumo en forma de tortas.

Figura 1. Ilustraciones del Códice Florentino, en las que se representan las cosechas de Spirulina (Arthorspira) maxima y su uso para la elaboración de tortas por los aztecas en el siglo XVI. Fuente

La tribu centroafricana Kanenmbu cultiva desde hace siglos Spirulina, a la que llaman dihé, en las orillas del lago Chad y la emplean para hacer caldos y purés. Por su parte, en China, la cianobacteria Nostoc flageliforme (que en cantonés recibe el nombre de fat choy, que significa ‘pelo vegetal’) se suele usar como ingrediente en sopas y hot pot, en las celebraciones del Año Nuevo Chino.

Figura 2. La cianobacteria Nostoc flageliforme, denominada fat choy (‘pelo vegetal’) en cantonés, es un ingrediente habitual en la cocina asiática. Fuente

Al tratarse de organismos fotosintéticos y, en ocasiones, fijadores de nitrógeno, el cultivo de cianobacterias tiene un coste económico muy bajo, pues son capaces de producir sus propios nutrientes empleando dióxido de carbono y agua (y nitrógeno atmosférico en el caso de especies fijadoras). Además, al llevar a cabo la fotosíntesis, contribuyen a la generación de oxígeno y reducen los niveles de dióxido de carbono, lo que hace que su cultivo sea mucho más sostenible y respetuoso con el medio ambiente que el de peces o, sobre todo, el de animales.

Por ello, en las últimas décadas, ha habido un creciente interés en el uso de las cianobacterias como una fuente de alimento sostenible a la par que nutritiva, pues estos organismos son ricos en proteínas, carbohidratos, lípidos, vitaminas y minerales, y pueden cultivarse en grandes cantidades con un reducido o incluso nulo impacto ambiental.

¿Todas las cianobacterias son comestibles?

Como hemos visto, a lo largo de la historia diversas culturas han utilizado cianobacterias comestibles como fuente de alimento. Sin embargo, no todo el monte es orégano, y solo algunas especies de cianobacterias pueden ser utilizadas como alimento. Lógicamente, todas aquellas especies productoras de cianotoxinas que describimos en el anterior artículo están descartadas desde el primer momento. Aunque es cierto que, como explicamos, solo producen cianotoxinas en ciertas condiciones, teniendo en cuenta los múltiples efectos tóxicos de estas toxinas es mejor no tomar riesgos.

Por otra parte, aunque no supongan un riesgo para la salud, es necesario que las cianobacterias cuenten con unas propiedades nutricionales adecuadas que justifiquen su consumo y permitan considerarlas un alimento. Es fundamental que estas cianobacterias ofrezcan una fuente equilibrada de proteínas, vitaminas, minerales y otros compuestos nutritivos esenciales y por ello es crucial llevar a cabo estudios exhaustivos sobre la composición de las cianobacterias y determinar cuáles de ellas cumplen con los estándares necesarios para ser consideradas como alimentos seguros y beneficiosos para la salud.

Existen muchos tipos de cianobacterias que pueden ser comestibles, pero las más importantes son Spirulina, Chlorella y Nostoc flageliforme y Aphanizomenon flos-aquae.

Spirulina, también denominada Arthorspira, es una cianobacteria que, como su nombre indica, tiene forma de espiral. Se ha cultivado durante siglos en América Central y África, y posiblemente sea la cianobacteria comestible más conocida y utilizada, pues se puede encontrar en muchos suplementos dietéticos y nutricionales comerciales que comúnmente reciben el nombre de espirulina. Esta cianobacteria es una fuente excepcional de proteínas, ácidos grasos esenciales, antioxidantes, vitaminas B, C, D y E y minerales, principalmente hierro, calcio, magnesio. Generalmente se consume desecada, en forma de polvo, comprimidos o cápsulas, aunque también puede consumirse fresca.

Chlorella es una cianobacteria unicelular que se cultiva en agua dulce y que también es ampliamente utilizada como suplemento alimenticio. Al igual que Spirulina, Chlorella es rica en proteínas, vitaminas, minerales y antioxidantes. Además, contiene una sustancia a la que se ha denominado «Factor de Crecimiento de la Chlorella» (CGF, por sus siglas en inglés) que es una mezcla de diferentes compuestos que se encuentran en la pared celular de Chlorella. Se cree que el CGF tiene beneficios para la salud, incluyendo la estimulación del sistema inmunológico o el aumento de la producción de células sanguíneas, aunque la evidencia científica es limitada y algunos de los beneficios propuestos aún requieren de más investigaciones para ser confirmados.

Nostoc flageliforme es una cianobacteria que se encuentra en hábitats terrestres, como suelos húmedos y rocas. Como se ha comentado, en algunas culturas asiáticas, como la china y la vietnamita, se ha consumido durante siglos salteada, añadida a sopas o estofados, o como relleno de dumplings. Nostoc flageliforme es rica en proteínas, carbohidratos, minerales y fibra y tiene una textura similar a la carne, de modo que se ha planteado que podría servir como fuente de proteína para personas vegetarianas o veganas.

Aphanizomenon flos-aquae es una cianobacteria que se encuentra en aguas dulces y se ha utilizado durante mucho tiempo como alimento en algunas culturas indígenas. Es rica en proteínas, aminoácidos esenciales, ácidos grasos omega-3 y antioxidantes. Aphanizomenon se puede consumir en forma de polvo, cápsulas o ser utilizada como ingrediente en la preparación de productos alimenticios.

Figura 3. Imágenes al microscopio óptico de Spìrulina (arriba, izquierda), Chlorella (arriba, derecha), Aphanizomenon flos-aqua (abajo, izquierda) y Nostoc flageliforme (abajo, derecha), los ejemplos más conocidos de cianobacterias comestibles. Fuente: 1, 2, 3, 4

Propiedades nutricionales y beneficios para la salud de las cianobacterias

Las cianobacterias comestibles son muy ricas en nutrientes, principalmente proteínas, vitaminas, minerales y antioxidantes. Entre el 50% y el 70% de su contenido celular son proteínas, lo que las convierte en una excelente fuente de proteínas para vegetarianos y veganos. Además son fuente de minerales como hierro, calcio y magnesio y vitaminas B y C, en especial de vitamina B12, que es esencial para la producción de glóbulos rojos y un correcto funcionamiento del sistema nervioso. También contienen antioxidantes como la ficocianina, que tiene propiedades antiinflamatorias y puede ayudar a reducir el riesgo de enfermedades crónicas como la diabetes y el cáncer.

Figura 4. Estructura molecular (izquierda) y extracto pulverizado (derecha) de ficocianina, un pigmento de color azul que permite a las cianobacterias captar la luz para llevar a cabo la fotosíntesis y que se ha descrito que tiene propiedades antiinflamatorias. Fuente: 1,2

El consumo de cianobacterias se ha relacionado con muchos beneficios para la salud. Por ejemplo, algunos estudios sugieren que la espirulina, al ser rica en ácidos grasos omega-3 y omega-6, podría ayudar a reducir los niveles de colesterol y triglicéridos en la sangre, reduciendo así el riesgo de enfermedades cardiovasculares. Además, su consumo también se ha relacionado con una reducción en la presión arterial en personas con hipertensión.

Otro beneficio para la salud de las cianobacterias comestibles es su capacidad para fortalecer el sistema inmune. Algunos estudios han mostrado que la espirulina y otras cianobacterias, gracias a su alto contenido en antioxidantes, pueden ayudar a fortalecer el sistema inmunológico, lo que puede ayudar a reducir el riesgo de enfermedades infecciosas.

Además, al ser ricas en compuestos antiinflamatorios, las cianobacterias pueden ayudar a reducir el riesgo de enfermedades inflamatorias como la artritis, la enfermedad inflamatoria del intestino o algunos tipos de cáncer. También son ricas en fibra, lo que contribuye a mejorar la salud digestiva y reducir el riesgo de enfermedades del tracto gastrointestinal

Por si fuera poco, las cianobacterias son bajas en calorías y grasas a la par que ricas en nutrientes, lo que las convierte en un alimento ideal para quienes buscan perder peso. Por último, algunos estudios sugieren que las cianobacterias también pueden ayudar a mejorar la salud mental, ya que los ácidos grasos omega-3, presentes en cianobacterias como Spirulina, pueden reducir el riesgo de depresión, ansiedad y otros trastornos psiquiátricos.

Figura 5. La cianobacteria Spirulina, debido a sus numerosas propiedades nutricionales y beneficios para la salud, se comercializa como suplemento alimenticio, tanto en cápsulas como en forma de polvo. Fuente: 1,2

Las cianobacterias como alimento: sostenibles además de nutritivas

Además de ser nutritivas y beneficiosas para la salud, el uso de cianobacterias como alimento tiene otras ventajas adicionales. En artículos anteriores, ya explicamos que las cianobacterias son capaces de crecer en condiciones extremas, como ambientes desérticos, climas polares o aguas con alta salinidad y que de hecho eso las convertía en unas extraordinarias candidatas para colonizar otros planetas.

Por lo tanto, aunque a nivel industrial las cianobacterias se cultivan en condiciones controladas mediante sistemas que reciben el nombre de fotobiorreactores, su enorme versatilidad y capaz de crecer en condiciones muy diversas permite que puedan también cultivarse en estanques o lagos artificiales. Por ello, las cianobacterias comestibles pueden ser una excelente opción para proporcionar alimentos en regiones de nuestro planeta que presentan condiciones climáticas que dificultan o imposibilitan la producción de alimentos convencionales.

Figura 6. Aunque a nivel industrial las cianobacterias se cultivan principalmente en fotobiorreactores (izquierda) su enorme tolerancia y versatilidad permite su cultivo en estanques o lagos (derecha), lo que posibilitaría el suministro de alimentos en regiones con bajos recursos o condiciones no aptas para el cultivo. Fuente: 1,2

Además, el cultivo de cianobacterias es un proceso mucho más sostenible que la producción de carne o pescado. Debido al continuo aumento de población en nuestro planeta, la demanda de alimentos es cada vez mayor, lo que obliga a que cada vez se destinen más recursos de nuestro planeta para la producción de alimentos. De hecho, según datos de la FAO, el 14,5 % de los gases de efecto invernadero proceden del sector de la ganadería.

Casi la mitad de estos gases se generan durante la fermentación entérica, es decir, el proceso de digestión de los alimentos que llevan a cabo rumiantes como vacas, cabras u ovejas y en el que se produce una gran cantidad de gas metano que se libera a la atmósfera. El resto de las emisiones procedentes de la ganadería son consecuencia de la producción de los alimentos para los animales, del tratamiento de los excrementos y del consumo energético de la industria alimentaria y del transporte.

En total, la ganadería genera unos 7,1 millones de gigatoneladas de gases de efecto invernadero cada año, lo que equivale a 20 millones de veces el peso total de todos los seres humanos del planeta. En concreto, se estima que por cada kilo de carne de vaca que se consume se generan un total de 60 kg de dióxido de carbono. Teniendo en cuenta estas cifras, queda claro que es necesario reestructurar el actual sistema de producción de alimentos para garantizar un desarrollo sostenible de nuestra sociedad.

Figura 7. La ganadería intensiva tiene un enorme impacto sobre el medio ambiente, lo que obliga a reestructurar los sistemas de producción de alimentos para garantizar un desarrollo sostenible. Fuente

Por estos motivos, se están buscando soluciones para que la alimentación de la población sea sostenible, y en este contexto las cianobacterias encajan como anillo al dedo. Gracias a su capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis, es decir, de producir materia orgánica a partir de dióxido de carbono y agua, el cultivo de cianobacterias no solamente evita la producción de CO2, sino que además contribuye a reducir los niveles de este gas de efecto invernadero en la atmósfera. De esta forma, potenciar el consumo de cianobacterias como alimento contribuiría a reducir de forma notable la huella de carbono

Por otra parte, algunas especies de cianobacterias además de llevar a cabo la fotosíntesis son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico. Esto les permite obtener el carbono y el nitrógeno, dos de los elementos más importantes para el crecimiento de los seres vivos, sin coste económico, lo que hace que el cultivo de cianobacterias para ser usadas como alimento demande muchos menos recursos que la cría de animales o pescado.

El cultivo de cianobacterias: un nuevo sector en la industria alimentaria

Debido a los beneficios para la salud y el medio ambiente del consumo de cianobacterias, son muchas las empresas que han apostado por modelos de negocio basados en el cultivo de cianobacterias para ser usadas como alimento, pues además de los ya mencionados beneficios nutricionales, el uso de cianobacterias como ingrediente presenta muchas cualidades de interés gastronómico.

Las cianobacterias pueden servir como espesante y gelificante, ya que algunas especies son ricas en polisacáridos, de modo que pueden aportar consistencia a sopas, salsas y postres y servir como alternativa a gelatinas animales o espesantes artificiales. También pueden servir como colorante natural, y aportar color verde a bebidas, helados, pastas o repostería. Finalmente, las cianobacterias, al igual que las algas como el kombu, el hijiki o el aonori, ampliamente usadas como condimento en la cocina japonesa, tienen un alto contenido en glutamato, lo que confiere el característico sabor umami. Por tanto, las cianobacterias pueden ser utilizadas también como condimento para aderezar y sazonar ensaladas, guisos, adobos, salsas o caldos.

Figura 8. Las cianobacterias son capaces de producir grandes cantidades de polisacáridos como el alginato, lo que permite que sean utilizadas como espesantes y gelificantes. Fuente

A nivel industrial, principalmente se cultivan dos especies de cianobacterias: Chlorella y Spirulina. Según la FAO, en 206 la producción anual de cianobacterias para ser utilizadas en alimento era de 128 000 toneladas y se estima que para 2026 será de 250 000 toneladas y tendrá un valor de mercado de cerca de 800 millones de dólares.

La empresa Earthrise Nutritionals, con sede en California (Estados Unidos) se dedica al cultivo y procesamiento de Spirulina para ser utilizada en alimentación. Además de comercializar espirulina en forma de comprimidos o tabletas para ser usada como suplemento nutricional, esta empresa también comercializa espirulina seca y molida en forma de polvo para ser utilizada como ingrediente en alimentación.

De hecho la propia empresa sugiere numerosas recetas de alimentos basados en el uso de espirulina, que van desde helados o smoothies de espirulina hasta sopas o pancakes con un característico color verde fruto del alto contenido en clorofila de este organismo. Incluso para los amates de las noches de fiesta, la espirulina puede estar presente, pues los cócteles tradicionales se pueden sustituir por la espirulina colada, una variante del cóctel tradicional en la que se añade polvo de espirulina a la coctelera para obtener un verde y saludable combinado.

Figura 9. Desde pancakes hasta sopas, pasando por helados y bebidas, la espirulina puede usarse como colorante y aditivo en multiples alimentos. Fuente

Cyanotech Corp, con sede en Hawaii, Estados Unidos, aprovechando las excepcionales condiciones climáticas que ofrecen las islas hawaianas, también se dedica al cultivo de espirulina y su comercialización como suplemento alimenticio. Por su parte, Sun Chlorella, con sede en Japón, apuesta por la comercialización de suplementos de Chlorella, siendo líderes mundiales en la comercialización de este organismo

Figura 10. Instalaciones de Cyanotech Crop (izquierda) y Sun Chlorela (derecha) empresas dedicadas al cultivo de cianobacterias comestibles que en ambos casos apuestan por instalaciones de cultivo al aire libre. Fuente: 1, 2

Desafíos del uso de cianobacterias como alimento

Aunque las cianobacterias tienen un enorme potencial para ser utilizadas como alimentos, también existen desafíos asociados con su consumo. Por una parte, como se comentó en el artículo anterior, algunas especies de cianobacterias producen toxinas que pueden ser perjudiciales para la salud. Por lo tanto, es esencial garantizar que las cianobacterias utilizadas para uso alimenticio sean especies no tóxicas y no productoras de cianotoxinas y que se cultiven en condiciones controladas para minimizar el riesgo de contaminación por organismos patógenos.

También hay que tener en cuenta que el consumo de cianobacterias no es común en muchas culturas y puede haber barreras culturales y psicológicas que dificulten su aceptación. El sabor, el olor y la apariencia de las cianobacterias pueden ser diferentes a las de los alimentos tradicionales, lo que podría influir en la disposición de las personas a consumirlas. Además, la falta de información y conciencia pública sobre los beneficios y riesgos asociados con el consumo de cianobacterias puede generar desconfianza y aversión hacia estos alimentos.

Figura 11. Las barreras culturales y psicológicas, junto con la falta de información y cultura pública respecto al consumo de cianobacterias, puede generar desconfianza y aversión al consumo de estos alimentos. Fuente

Por otro lado, la falta de estándares de calidad y la ausencia de regulaciones específicas pueden dificultar la evaluación y el control de la calidad de los productos alimenticios basados en cianobacterias. Esto puede afectar la confianza del consumidor y dificultar la integración de estos microorganismos en la dieta diaria de las personas. Asimismo, la falta de regulaciones y políticas específicas en muchos países puede dificultar el desarrollo y la comercialización de productos alimentarios basados en cianobacterias. Por tanto, es esencial establecer marcos regulatorios claros para garantizar la seguridad alimentaria y la calidad las cianobacterias comestibles.

Finalmente, la producción a gran escala de cianobacterias comestibles requiere infraestructura adecuada y tecnologías eficientes. Esto incluye sistemas de cultivo controlados, métodos de cosecha y procesamiento, y sistemas de distribución y almacenamiento adecuados. La falta de infraestructura y tecnología desarrolladas puede dificultar la viabilidad comercial y limitar la disponibilidad de cianobacterias como alimento a gran escala.

Conclusión

Las cianobacterias comestibles suponen una alternativa a los alimentos tradicionales que ha formado parte de la dieta de muchas culturas dese hace miles de años. Gracias a su alto contenido en proteínas, vitaminas y minerales y compuestos como ácidos grasos omega 3 o ficocianina su consumo proporciona numerosos beneficios para la salud. Además, gracias a su capacidad fotosintética es posible cultivarlas de forma sostenible para el medio ambiente.

Aunque existen empresas que basan su modelo de negocio en la producción de cianobacterias para ser utilizadas como alimento, todavía existen desafíos asociados a su consumo, principalmente consistentes en su aceptación por parte de los consumidores y en garantizar que las cepas cultivadas no suponen un riesgo sanitario. Por tanto, el uso de cianobacterias como alimento todavía es un área en desarrollo y en la que son necesarios nuevos aportes de investigación que posibiliten y mejoren los sistemas de cultivo de cianobacterias para su consumo.

Bibliografía

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Ramírez-Moreno, L. and Olvera-Ramírez, R. (2006) Uso tradicional y actual de Spirulina sp. (Arthrospira sp.). Interciencia 31: 657-663.

Jorge Guío Martínez

Jorge Guío Martínez

Biotecnólogo y biólogo molecular investigando mecanismos de regulación génica en cianobacterias || "Sic parvis magna (La grandeza nace de pequeños comienzos)" - Sir Francis Drake

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