Nueva metodología para la obtención industrial de pigmentos naturales

Investigadores de la Escuela Politécnica Superior de Linares (EPSL) pertenecientes al Departamento de Química Física y Analítica de la Universidad de Jaén, junto con colaboradores del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Almería, han desarrollado una nueva metodología para obtener, en la media-gran escala de producción, biomoléculas con capacidad colorante, antioxidante y antimicrobiana procedentes de algas marinas, poseyendo un gran potencial de utilización en sectores industriales como los de la alimentación, cosmética y agricultura.

Las algas son organismos fotosintéticos que presentan características atractivas para producción sostenible a gran escala: capacidad de transformar CO₂ en productos valiosos (biomasa), posibilidad de cultivarse en tierras no cultivables usando aguas no potables (marinas o residuales) y rápido crecimiento (superior al de plantas terrestres). Las algas producen compuestos comerciales valiosos como proteínas, lípidos y pigmentos. Estos últimos son especialmente relevantes por la creciente demanda de colorantes naturales en alimentos y sus propiedades bioactivas. Esta tendencia responde a la ‘quimiofobia’ de los consumidores, que rechazan aditivos químicos sintéticos, impulsando a la industria a buscar alternativas naturales. Los pigmentos más importantes de microalgas son clorofilas, carotenoides y ficobiliproteínas.

Una de las ficobiliproteínas con mayor potencial de utilización es la ficoeritrina (B-PE), pigmento fotosintético hidrosoluble rosado con potencial como colorante alimentario y propiedades saludables (antioxidantes, antiinflamatorias y anticarcinogénicas). Se estima que el mercado de ficoeritrina crecerá a una tasa anual compuesta (CAGR) del 6.2% hasta 2032, pasando de 4,2 a 7,6 millones de dólares. Pese al interés comercial, la producción industrial sigue limitada por costos y falta de procesos de purificación y estabilización escalables. Así, para recuperar B-PE se emplean métodos convencionales que precisan de un número importante de etapas de distinta naturaleza. Sin embargo, persiste controversia sobre los métodos más adecuados para escalamiento industrial.

Las tecnologías de membranas destacan por su sostenibilidad, bajo impacto ambiental, modularidad y escalabilidad. Estos sistemas integrados ofrecen ventajas frente a métodos convencionales: no requieren cambios de fase, tampoco aditivos químicos ni tratamientos térmicos, y permiten reutilizar subproductos.

Este trabajo, encuadrado dentro del proyecto financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades “ALGAHUB” (TED2021-131555B-C21), ha abordado estos desafíos desarrollando un proceso escalable en solo dos etapas (clarificación por choque osmótico + fraccionamiento con membranas) para obtener B-PE grado alimentario, evaluando además la estabilidad del extracto.

La metodología implementada se caracteriza por su sencillez y estar basada en ultrafiltración tangencial para la extracción, concentración y purificación parcial de B-PE a partir del alga Porphyridiumcruentum El proceso desarrollado ha permitido obtener B-PE grado alimentario (pureza 0.7) con un 71% de rendimiento global. La membrana de 10 kDa ha sido la que mejores resultados ha generado dentro de las ensayadas y la estabilidad de B-PE mejoró significativamente usando aditivos alimentarios naturales tales como el carragenano. “Este método es sencillo, sostenible y escalable, lo que facilita la purificación del pigmento B-PE en grado alimentario para aplicaciones industriales”, comenta el responsable del proyecto Ruperto Bermejo.

El trabajo ha sido publicado en la revista ‘Food and Bioprocess Technology’ y tiene portítulo ‘Simplified two-stage method for the recovery of B-phycoerythrin from Porphyridiumcruentum and evaluation as a natural food grade colourant’.