Este documento habla sobre las algas marinas. Explica que se pueden clasificar en tres grupos basados en su color y que China, Japón y Corea son los mayores consumidores. También describe que el cultivo de algas es cada vez más importante para satisfacer la demanda y que se usan para obtener productos como espesantes y biocombustible.

1. ALGAS MARINAS
Dr. William Senior
Senior.william@gmail.com
II semestre 2014
UTMACH

2. Las algas marinas pueden clasificarse en tres grandes grupos
basados en su color: pardas, rojas y verdes. Los botánicos
denominan a estos grandes grupos feofíceas, rodofíceas y
clorofíceas, respectivamente. Las algas pardas suelen ser
grandes y comprenden desde el gran kelp que a menudo mide
20 metros de longitud, hasta las especies más pequeñas de 30 a
60 cm, pasando por algas gruesas y coriáceas de dos a cuatro
metros.

3. Las algas rojas suelen ser más pequeñas, y por lo
general su longitud varía de unos pocos centímetros a
un metro; pero las algas rojas no siempre son rojas: a
veces son de color púrpura, e incluso de color rojo
pardusco, pero a pesar de ello los botánicos las
clasifican como rodofíceas debido a otras
características. Las algas verdes son también pequeñas,
y el margen de variación de sus dimensiones es similar
al de las algas rojas.

4. Las algas marinas reciben también el nombre de
macroalgas, para distinguirlas de las microalgas, de tamaño
microscópico, que suelen ser unicelulares y son conocidas
sobre todo por las algas de color azul verdoso que a veces
proliferan en ríos y corrientes y los contaminan.
Las algas marinas que crecen en estado natural se
denominan en ocasiones algas silvestres, para
diferenciarlas de las algas que se cultivan.

5. Se ha documentado que las algas marinas se utilizaban
como alimento ya en el siglo IV en el Japón y en el siglo
VI en China. Hoy en día, esos dos países y la República de
Corea son los mayores consumidores de algas marinas
como alimento y sus necesidades constituyen la base
para una industria que recolecta seis millones de
toneladas de algas frescas al año en todo el mundo, por
un valor de unos 5 000 millones de dólares EE.UU.

6. Durante los 50 últimos años, la demanda ha crecido más
deprisa que la capacidad para satisfacer las necesidades con
las existencias de algas naturales (silvestres). La
investigación sobre el ciclo vital de las algas ha propiciado el
desarrollo de industrias dedicadas a su cultivo, que
actualmente cubren más del 90 por ciento de la demanda
del mercado.

8. China es el principal productor de algas marinas comestibles, con
unos cinco millones de toneladas. La mayor parte de esta cantidad
corresponde al kombu, producido a partir de Laminaria japonica
cuyo cultivo en cuerdas suspendidas ocupa cientos de hectáreas
en el océano. La República de Corea cultiva unas 800 000
toneladas de tres especies diferentes, el 50 por ciento de las
cuales corresponde al wakame, producido a partir de Undaria
pinnatifida cuyo cultivo es similar al de Laminaria en China. La
producción japonesa asciende a unas 600 000 toneladas, de las
que el 75 por ciento corresponde al nori, producido a partir de
especies de Porphyra; se trata de un producto de gran valor (unos
16 000 dólares EE.UU. por tonelada), en comparación con el
kombu (2 800 dólares EE.UU.) y el wakame (6 900 dólares EE.UU.).

9. El alginato, el agar y la carragenina son espesantes y gelificantes que se
extraen de las algas marinas y constituyen la base principal de los usos
industriales de éstas. La utilización de las algas marinas como fuente
de esos hidrocoloides se remonta a 1658, cuando se descubrieron en
el Japón las propiedades gelificantes del agar, extraído mediante agua
caliente de un alga roja. Los extractos de musgo perlado, que es otra
alga marina, contienen carragenina y fueron muy utilizados como
espesantes en el siglo XIX, mientras que las extractos de algas pardas
no empezaron a producirse comercialmente y a venderse como
espesantes y gelificantes hasta el decenio de 1930. Los usos
industriales de los extractos de algas marinas se expandieron
rápidamente después de la segunda guerra mundial, aunque en
ocasiones estuvieron limitados por la disponibilidad de materias
primas.

10. Las algas tienen un alto valor nutricional y contienen
muchas vitaminas, amino ácidos y minerales. Se han
convertidos en una fuente alimenticia importante, incluso
son utilizadas para producir azúcar, especias, aceites y
alimento para animales.
Los investigadores, hablan acerca de la necesidad de nuevas
soluciones, tales como cultivar el exceso algas marinas para
utilizarlo como combustible y cultivar algas puras para
productos especiales y alimentarios. (Convierten algas
marinas en gasolina).

11. https://www.youtube.com/watch?v=o6au6fBu
4fI
https://www.youtube.com/watch?v=D6ta47JSs
Wo

12. CULTIVO DE ALGAS

13. En la actualidad se recolecta aproximadamente un millón de
toneladas de algas frescas de las que se obtienen extractos
para producir los tres hidrocoloides antes mencionados. Se
producen en total 55 000 toneladas de hidrocoloides por un
valor de 585 millones de dólares EE.UU.
La producción de alginato (213 millones de dólares EE.UU.) se
realiza a partir de extractos de algas pardas, recolectadas en
su totalidad; resulta demasiado costoso cultivar algas pardas
para obtener materias primas destinadas a usos industriales.

14. La producción de agar (132 millones de dólares EE.UU.) se
realiza principalmente a partir de dos tipos de algas rojas, uno
de los cuales se cultiva desde 1960 o 1970, pero en una
escala mucho más amplia desde 1990, y ello ha permitido la
expansión de esta industria.
La producción de carragenina (240 millones de dólares
EE.UU.) se basaba al principio en las algas marinas silvestres,
en particular el musgo perlado, que es una pequeña alga que
crece en aguas frías con una base de recursos limitada.

15. Sin embargo, desde los primeros años del decenio de 1970
la industria ha crecido rápidamente a causa de la
disponibilidad de otras algas que contienen carragenina,
cultivadas con éxito en países de aguas templadas con bajos
costos de mano de obra. En la actualidad, la mayor parte de
las algas utilizadas para producir carragenina son cultivadas,
aunque sigue habiendo una pequeña demanda de musgo
perlado y de algunas otras especies silvestres de América
del Sur.

16. En el decenio de 1960, Noruega fue el primer país en producir
harina de algas, hecha con algas pardas desecadas y en polvo,
que se utiliza como aditivo para piensos. La desecación suele
hacerse en hornos alimentados con petróleo, por lo que el
precio del crudo influye en su costo. Anualmente se
recolectan unas 50 000 toneladas de algas marinas frescas,
con las que se fabrican 10 000 toneladas de harina de algas
por un valor de cinco millones de dólares EE.UU.
El valor total de los productos industriales derivados de las
algas marinas es de 590 millones de dólares EE.UU.
El valor total de todos los productos de la industria de las
algas marinas se estima en 5 600 millones de dólares EE.UU.

17. EL CULTIVO DE ALGAS ES UNA APUESTA DE FUTURO EN UN MOMENTO EN QUE
SE AFRONTAN RETOS COMO EL CAMBIO CLIMÁTICO.

19. El cultivo de algas es una actividad típica de Zanzibar

20. Los biocombustibles de segunda generación son aquellos cuya
producción no compite directamente con cultivos de uso
alimentario, uno de los grandes inconvenientes de la producción
de estos combustibles, que tiene como consecuencia el alza del
precio de alimentos de los que depende una buena parte de la
población mundial. Pero esta no es la única ventaja de las
microalgas con respecto a los cultivos convencionales.

21. La productividad alcanzada por las microalgas es mucho
mayor que la de estos cultivos, unas 10-15 veces superior por
unidad de área de cultivo, dando una cifra conservadora.
Algunas fuentes hablan de diferencias mucho mayores,
decenas de veces superiores. Esto se debe a la mejor
eficiencia fotosintética de las algas con respecto a las plantas
terrestres. Como consecuencia de lo anterior, se necesita
dedicar menos superficie de cultivo a la producción de
biocombustibles, lo que redunda en una menor competencia
con el cultivo de alimentos.

22. Pero es que, además, las microalgas crecen en el agua, sin
necesidad de un suelo fértil, y necesitan del concurso de la
luz solar, por lo que pueden producirse en zonas desérticas o
semidesérticas, poco aptas para el cultivo de alimentos, con
lo que la competencia entre ambos tipos de cultivos
desaparecería por completo. También se evitaría la
deforestación masiva para el cultivo de plantas productoras
de aceite, como la que está teniendo lugar el Malasia, en el
caso de la palma. Muchas especies de algas pueden crecer
en agua de mar o incluso en aguas residuales, con lo que el
empleo de agua dulce, un bien escaso a nivel mundial,
tampoco quedaría comprometido.

25. El cultivo de las microalgas requiere, aparte del agua y la luz
solar, del aporte de CO2 como fuente de carbono, y de otros
nutrientes. Esto representa una nueva ventaja, ya que el
cultivo de microalgas se convierte en un poderoso sistema
de fijar CO2 atmosférico, contribuyendo al control de las
emisiones de este gas de efecto invernadero.

26. Además, la necesidad de aportar elevadas cantidades de CO2
hace que sea más interesante acoplar los cultivos de
microalgas a fuentes productoras de este gas, como centrales
térmicas, en lugar de dejar que el alga lo capte de la
atmósfera, donde su concentración es mucho menor. De esta
forma, el control de las emisiones de CO2 se uniría al de la
producción de energía renovable.

27. ¿Un escenario idílico? Eso parece, pero, por supuesto, también
hay inconvenientes importantes que hay que salvar. Y el más
importante de todos, cómo no, es la rentabilidad. En la
actualidad, todos los agentes implicados en el desarrollo de
esta tecnología coinciden que el precio del biocombustible
obtenido a partir de los cultivos de microalgas no es
competitivo con el de los combustibles derivados del petróleo,
incluso contando con las ayudas y subvenciones públicas a su
producción.

28. Parte del problema procede de los elevados costes de
inversión y mantenimiento de los fotobiorreactores, que son
los tubos llenos de algas en suspensión que aparecen en el
anuncio mencionado al principio. Esta tecnología permite un
mayor control sobre el crecimiento de las microalgas, pero el
combustible obtenido es entre 4 y 15 veces más caro que el
que se obtiene con la tecnología alternativa, que es el
crecimiento de las algas en estanques abiertos.

29. A su vez, estos últimos presentan el inconveniente de la pérdida
de agua por evaporación, pérdida de CO2, menor capacidad de
producción por unidad de área cultivada, así como la posible
contaminación de los cultivos por otros microorganismos,
atraídos por el “bufé libre” que representa el estanque de
crecimiento de algas, continuamente alimentado con
nutrientes.

32. Podemos concluir que, contrapesando ventajas e
inconvenientes, la producción de biocombustibles a
precios competitivos a partir de microalgas es un campo
“verde”, desde todos los puntos de vista. Pero la
investigación en el mismo, al margen de operaciones de
imagen o de captación de subvenciones, sin duda es
necesaria si algún día pretende llegar a su madurez.

33. https://www.youtube.com/watch?v=QyBqYRQ
IBJI

34. Las algas marinas como alimento
Las algas marinas se han utilizado como alimento
humano desde la antigüedad, especialmente en
China, la península de Corea y el Japón. Al emigrar a
otras regiones, los naturales de esos países han
llevado este uso de las algas marinas a sus nuevos
países, por lo que pueden encontrarse productos a
base de algas saladas, desecadas y frescas en casi
todas las partes del mundo. Esta es la base comercial
de la industria alimentaria de las algas marinas.

35. Las poblaciones costeras de muchos países consumen
también algas marinas, unas veces como parte de
formas de vida basadas en una economía de
subsistencia y otras como ingrediente habitual de
ciertos tipos de ensalada, especialmente en Hawai y los
países más cálidos del Asia sudoriental, como por
ejemplo Indonesia, Malasia, Filipinas y Tailandia. Estos
productos se recolectan y venden localmente, y no se
conoce su volumen ni su valor

36. Las tres algas marinas más importantes utilizadas como
alimento humano son varias especies de Porphyra (cuyo
nombre vulgar en el Japón es nori), Laminaria (kombu) y
Undaria (wakame). En los últimos años Porphyra ha
figurado en las estadísticas japonesas sobre pesca como la
tercera captura en orden de importancia. Estas tres algas
se obtenían al principio de especies silvestres, pero en la
actualidad sólo es posible cubrir la demanda utilizando
métodos de cultivo en gran escala. Porphyra está
clasificada como un alga roja, mientras que Laminaria y
Undaria son algas pardas.

37. https://www.youtube.com/watch?v=ckBshzInT
5k

38. Las algas marinas como fuente de hidrocoloides
Las paredes celulares de las algas marinas contienen
polisacáridos de cadena larga, lo que da flexibilidad a las
algas y les permite adaptarse a la variedad de movimientos
de las aguas en las que crecen. Por ejemplo, algunas algas
pardas crecen sujetas a las rocas en aguas muy turbulentas,
por lo que han de tener una gran flexibilidad para
sobrevivir; estas algas contienen una cantidad mayor de ese
tipo de polisacáridos que las algas pardas que crecen en
aguas tranquilas.

39. Esos polisacáridos se denominan hidrocoloides porque
cuando se dispersan en el agua dan una disolución con
propiedades coloidales. Los polisacáridos de otras fuentes,
como por ejemplo las plantas terrestres, se comportan de
forma similar, por lo que a veces se utiliza el término
“ficocoloides” para distinguir a los hidrocoloides derivados
de las algas marinas (de ficocología, estudio de las algas,
incluidas las algas marinas).

40. Cuando se dispersan en el agua, los hidrocoloides aumentan
la viscosidad, por lo que tienen muchas aplicaciones como
agentes espesantes. En ciertas condiciones forman también
geles, y esta propiedad es útil para otras aplicaciones. Las
propiedades coloidales de las algas permiten utilizarlas con
otros fines en los que su modo de actuación es menos fácil de
determinar; por ejemplo, el hidrocoloide derivado de las algas
pardas suele añadirse al helado, para impedir la formación de
cristales de hielo cuando el helado se funde parcialmente y se
vuelve a congelar (en el camino del supermercado al hogar).
Los hidrocoloides de importancia comercial obtenidos a partir
de las algas marinas son el alginato, el agar y la carragenina.

41. El polisacárido que contienen las algas pardas es el ácido
algínico, presente en forma de sus sales de sodio, potasio,
magnesio y calcio (científicamente hablando, el ácido
algínico es un ácido carboxílico). Las algas rojas contienen
una variedad de polisacáridos, pero los que tienen
importancia comercial son el agar y la carragenina; se
denominan polisacáridos sulfatados porque contienen
grupos sulfónicos con carga negativa que se combinan en
las algas marinas con un ion de carga positiva como los que
se encuentran en el ácido algínico.

43. La carragenina es un hidrocoloide extraído de algas marinas rojas
de las especies Gigartina, Hypnea, Eucheuma, Chondrus y Iridaea.
Es utilizada en diversas aplicaciones en la industria alimentaria
como espesante, gelificante, agente de suspensión y
estabilizante, tanto en sistemas acuosos como en sistemas
lácticos.
La carragenina es un ingrediente multifuncional y se comporta de
manera diferente en agua y en leche. En el agua, se presenta,
típicamente, como un hidrocoloide con propiedades espesantes y
gelificantes. En la leche, tiene, además, la propiedad de
reaccionar con las proteínas y proveer funciones estabilizantes.

44. La carragenina posee una habilidad exclusiva de formar una
amplia variedad de texturas de gel a temperatura ambiente:
gel firme o elástico; transparente o turbio; fuerte o débil;
termorreversible o estable al calor; alta o baja temperatura
de fusión/gelificación. Puede ser utilizado, también, como
agente de suspensión, retención de agua, gelificación,
emulsificación y estabilización en otras diversas aplicaciones
industriales.
Es clasificada de acuerdo con su estructura y propiedades
físico-químicas o según su proceso de producción.

46. Las algas pardas como fuente de alginato
Todas las algas pardas contienen alginato, pero hay
grandes diferencias en la cantidad y calidad del alginato
presente. Un alga comercial debe contener en torno al 20
por ciento de su peso en seco de alginato. La calidad del
alginato se basa en la viscosidad que producirá disuelto
en agua al uno por ciento; cuanto mayor es la viscosidad
mayor se considera la calidad. Las algas pardas que crecen
en aguas frías suelen producir un alginato de buena
calidad, mientras que las que crecen en aguas entre
templadas y tropicales producen a menudo un alginato de
poca viscosidad.

47. Los alginatos se utilizan como espesantes de alimentos y
productos farmacéuticos y en la estampación de tejidos. Si se
añade una sal de calcio a una disolución de alginato sódico, se
forma un gel, y esta propiedad tiene aplicaciones en la
industria alimentaria y en otras ramas de producción.
También se puede obtener alginato cálcico en forma de fibras
que se utilizan para fabricar vendajes quirúrgicos.

48. Todas las materias primas para la producción de alginato son
algas marinas silvestres, a excepción de algunas utilizadas en
China donde los excedentes de Laminaria japonica, cultivada
con fines alimentarios, se utilizan para extraer alginato. Se
recolectan unas 85 000 toneladas de peso en seco, de las que
se obtienen 23 000 toneladas de alginato por un valor de 211
millones de dólares EE.UU. Hay nueve grandes productores, y
probablemente otros 20 productores menos importantes,
muchos de ellos ubicados en China.

49. Sin embargo, dos productores representan el 60 por ciento
como mínimo de la producción total. En los 20 últimos
años la industria ha crecido entre un tres y un cuatro por
ciento al año, pero en algunos años este crecimiento se ha
reducido a cero debido a la escasez de materias primas
provocada por El Niño y a la competencia de otros
hidrocoloides. Puede que la creciente utilización en las
industrias cosmética, farmacéutica y biotecnológica
permita mantener esta tasa de crecimiento.

50. Las algas rojas como fuente de agar
Hay dos fuentes principales de algas marinas para la
industria mundial del agar: las especies de Gelidium y
Gracilaria. Las especies de Gelidium, que fueron la fuente
original, procedían en otros tiempos del Japón, pero la
escasez registrada durante la segunda guerra mundial
impulsó la búsqueda de otras materias primas. Se
comprobó que las especies de Gracilaria eran adecuadas si
se trataban primero con un álcali. El agar de mejor calidad
(gel más concentrado) es el derivado de Gelidium, pero sólo
puede obtenerse de especies silvestres;

51. se trata de un alga pequeña que crece lentamente, y los
intentos de cultivarla no han sido comercialmente viables.
Las especies de Gracilaria son algas de mayor tamaño y se
han cultivado con éxito, por lo que en la actualidad
constituyen la principal fuente de agar (el 65 por ciento
aproximadamente).

52. El cultivo de Gracilaria ha prosperado especialmente en
Chile, pero existen especies de esta alga tanto silvestres
como cultivadas en la Argentina, Sudáfrica, el Japón,
Indonesia, Filipinas, China y la India. La demanda de
Gelidium es siempre elevada, por lo que cuando es posible
se recolecta, siendo los principales países proveedores
España, Portugal, Marruecos, el Japón, República de Corea,
China, Chile y Sudáfrica. Otras fuentes secundarias de
materia prima para la producción de agar son las especies
de Pterocladia (una pequeña alga similar a Gelidium, que
se recolecta en las Azores y Nueva Zelandia) y Gelidiella
(India, Egipto y Madagascar).

53. http://www.slideboom.com/presentations/37
4444/Cola-Vegetal

54. https://www.youtube.com/watch?v=VFh6OM0
lHtY

55. El musgo perlado (Chondrus crispus) fue la fuente original de
carragenina, y hasta finales del decenio de 1960 la
disponibilidad de fuentes silvestres de esta alga, que se da
mejor en aguas frías, como las de las costas de Irlanda y Nueva
Escocia, limitó la expansión de esta industria. El cultivo de
Chondrus en tanques resultaba demasiado costoso, pero
desde el decenio de 1970 se cultivan con gran éxito otras
especies de aguas cálidas, como Kappaphycus alvarezii
(también llamada cottonii) y Eucheuma denticulatum
(spinosum), que actualmente son las principales materias
primas utilizadas para producir carragenina.
Las algas rojas como fuente de carragenina

56. El cultivo de estas dos últimas especies se inició en Filipinas
pero se ha extendido después a otros países de aguas cálidas
con bajos costos de mano de obra, entre ellos Indonesia y la
República Unida de Tanzanía (Zanzíbar). Las empresas que se
dedican a la extracción de carragenina están promoviendo
activamente el cultivo en otras zonas, como la India, África y las
islas del Pacífico. Estas dos especies representan actualmente el
85 por ciento de la materia prima utilizada por la industria,
mientras que Chondrus (procedente del Canadá, Francia,
España, Portugal y República de Corea) representa el cinco por
ciento y las especies de Gigartina, procedentes de Chile,
Marruecos y México, representan el 10 por ciento restante.

57. Otros usos de las algas marinas
Las algas marinas se utilizan desde hace tiempo como aditivos
para suelos, principalmente en zonas costeras donde es fácil
transportar las algas frescas o parcialmente desecadas a la
zona que ha de fertilizarse. Las algas marinas actúan como
acondicionador del suelo por su alto contenido de fibra y
como fertilizante por su contenido de minerales. Las algas
pardas de grandes dimensiones (especies de Laminaria y
Ascophyllum en Europa, Sargassum en países más cálidos
como Filipinas) son las más utilizadas, pero la aparición de
fertilizantes químicos sintéticos ha reducido su mercado..

58. Más recientemente, se han comercializado extractos líquidos
de algas marinas que se aplican a cultivos más costosos,
como las hortalizas y las bayas; se consiguen productores
mejores y de crecimiento más rápido, habiéndose
relacionado estos resultados con la presencia en los extractos
de hormonas vegetales similares a la auxina. En Sudáfrica se
utilizan cada año unas 500 toneladas de Ecklonia fresca para
obtener esos extractos, pero en el Reino Unido y Nueva
Zelandia también se obtienen productos similares a partir de
otras algas pardas

59. El alga parda Ascophyllum nodosum abunda en las aguas más
frías de Irlanda, Escocia, Noruega y Nueva Escocia. Se utiliza
en parte para la producción de alginato, pero también se ha
creado una industria basada en su aplicación como aditivo
para piensos. El alga desecada se muele hasta obtener un
polvo fino que se vende como harina. Se recurre a la
desecación artificial, por lo que los costos de producción
fluctúan en función del costo del petróleo crudo y, como el
mercado sólo puede soportar unos determinados costos, la
producción varía en el curso de los años. En la actualidad se
estima en unas 1 000 toneladas de peso en seco al año, con un
valor de cinco millones de dólares EE.UU.

60. https://www.youtube.com/watch?v=DPOpgr1
d1vo
https://www.youtube.com/watch?v=TltgwFwV
71Y
https://www.youtube.com/watch?v=1wx0jpp4
9c0