Proteínas nutricionais a base de microalgas

ATUALIZADO Dezembro 27, 2020

Resumo

Muitos países apresentaram um aumento no consumo de proteínas devido ao crescimento populacional e à adoção de dietas ricas em proteínas. Por outro lado, proteínas convencionais de origem animal estão associadas a impactos ambientais, que podem ser agravados em reflexo a crescente demanda populacional.

Neste sentido, torna-se importante a pesquisa de fontes alternativas de proteínas que sejam ambientalmente sustentáveis. Muitas microalgas apresentam conteúdo de proteína duas vezes maior do que as fontes convencionais. O uso de biomassa seca de microalgas como fonte de proteína em alimentos e rações é simples e bem estabelecido comercialmente.

Com o desenvolvimento de técnicas sofisticadas de cultura e triagem, processos baseados em microalgas podem atender às necessidades das indústrias alimentícias do futuro.

Introdução

Proteínas são fonte de nitrogênio e aminoácidos essenciais, a partir dos quais humanos e animais constroem novas proteínas estruturais e funcionais que lhes permitem sobreviver. Em condições extremas, as proteínas também podem ser usadas como fonte de energia (Corredig et al., 2020). Com uma população mundial atual de 7,8 bilhões, a demanda de proteína já atingiu 202 milhões de toneladas anualmente e está projetada para um aumento de 1250 milhões de toneladas até 2050 (Soto-Sierra et al., 2018).

As proteínas de origem animal constituem a principal fonte de proteínas para grande parcela da população mundial. No entanto, o potencial de atender à demanda futura de proteínas por meio do aumento da produção de produtos de origem animal não é realista, devido à elevada demanda por água, ração e terras agrícolas desses processos (Henchion et al., 2017). Assim, fontes alternativas de proteína são necessárias para atender às necessidades dietéticas projetadas de maneira mais sustentável.

Processos baseados em microalgas contribuem para o desenvolvimento econômico e estão no cerne do desenvolvimento sustentável. Apesar do caráter refutável e dos desafios a serem superados, esses microrganismos apresentam potencial para a fabricação de uma ampla gama de produtos químicos de base biológica que podem ser amplamente aplicados como insumos intermediários e produtos finais de processos relacionados à agricultura, aquicultura, nutrição humana e animal (Borowitzka, 2013; Jacob-Lopes et al 2019).

Biomassa de microalgas como fonte de proteína  

Desde o surgimento de culturas de microalgas em meados da década de 1950, esses microrganismos já eram candidatos a suplementos alimentares alternativos em casos de suprimento insuficiente de proteínas no futuro (Becker, 2007; Vigani et al., 2014).

Em termos de microalgas que atingiram o nível comercial e são aprovadas como ingredientes alimentícios pelas principais organizações regulatórias mundiais, Chlorella vulgaris e Spirulina platensis (Arthrospira) foram listadas com aproximadamente 58% e 63% de sua biomassa como proteína, rica em aminoácidos essenciais o que é relativamente alto, comparando fontes de origem animal como leite (4%) ou ovos (13%) (Torres-Tiji et al., 2020).

Atualmente, seus suplementos alimentares usados ​​como biomassa seca têm de longe os maiores volumes de produção em todo o mundo, representando 2.000 e 5.000 toneladas de matéria seca/ano para Chlorella e Spirulina, respectivamente. Além disso, o valor estimado da produção global é de cerca de US$ 40 milhões/ano cada. Consequentemente, instalações de produção em larga escala já foram estabelecidas nos mais diversos países (Tabela 1).

Paralelamente, a biomassa de microalgas pode ser cultivada em biorreatores fechados, proporcionando uma redução no risco de contaminação do sistema por contaminantes transportados pelo ar e também protegendo o meio ambiente de qualquer fluxo potencial de transgenes para o ecossistema circundante.

Além disso, o cultivo em biorreatores fechados também reduz substancialmente o potencial de perda de cultura devido à predação ou ataque de patógenos. Desta forma, as microalgas progridem da transformação inicial para a produção de proteínas em grande escala em questão de semanas, quando comparadas com escalas de tempo da ordem de meses ou anos na produção animal.

Além disso, as microalgas são microrganismos unicelulares, o que reduz a variabilidade no acúmulo da proteína recombinante, tornando o processamento posterior mais uniforme (Specht et al., 2010; Dehghani et al., 2020).

Conclusão e perspectivas futuras

As microalgas apresentam grande potencial para se tornarem uma nova cultura que pode impactar significativamente a necessidade mundial de alimentos e rações no século 21. No entanto, para que isso se torne realidade, as microalgas precisam passar por uma série de melhorias para aumentar o rendimento de crescimento, a qualidade nutricional, as características organolépticas e, talvez o mais importante, a aceitação social das microalgas como alimento.

Uma chave para a aceitação social pode estar no apelo das microalgas em termos de características organolépticas, que podem ser essenciais para levar as pessoas a consumir produtos à base de microalgas, enquanto, ao mesmo tempo, ficam cientes dos benefícios comprovados das microalgas para a saúde como alimento.

Para buscar proteínas alternativas, serão necessárias políticas governamentais que incentivem as escolhas de proteínas mais sustentáveis pelo consumidor. Políticas assertivas, incluindo proibições, impostos e subsídios na criação de mudanças na dieta, terão um impacto significativo no comportamento do consumidor e incentivarão escolhas mais sustentáveis ​​de fontes de proteína.

No entanto, a atual falta de foco nessas interações gera pontos cegos nas políticas que devem ser tratados para garantir que os esforços de desenvolvimento sustentável não sejam contraproducentes e não comprometam a segurança alimentar global.

Referências

Corredig M, Young N, Dalsgaard TK: Food proteins: processing solutions and challenges. Curr Opin Food Sci 2020, 35:49-53.

Soto-Sierra L, Stoykova P, Nikolov ZL: Extraction and fractionation of microalgae-based protein products. Algal res 2018, 36:175-192.

Henchion M, Hayes M, Mullen AM, Fenelon M, Tiwari B: Future protein supply and demand: strategies and factors influencing a sustainable equilibrium. Foods 2017, 6(7):53.

Borowitzka MA: High-value products from microalgae — their development and commercialization. J Appl Phycol 2013, 25(3):743-756.

Jacob-Lopes E, Maroneze MM, Deprá MC, Sartori RB, Dias RR, Zepka LQ: Bioactive food compounds from microalgae: an innovative framework on industrial biorefineries. Curr Opin Food Sci 2019, 25:1-7.

Becker EW: Micro-algae as a source of protein. Biotechnol adv 2007, 25(2):207-210.

Vigani M, Parisi C, Cerezo ER (Eds): Microalgae-based products for the food and feed sector: An outlook for Europe. Scientific and policy reports (82:19–37). Luxembourg: EU Publications, 2014.

Torres-Tiji Y, Fields FJ, Mayfield SP: Microalgae as a future food source. Biotechnol adv 2020, 41:107536.

Chittora D, Meena M, Barupal T, Swapnil P, Sharma K: Cyanobacteria as a source of biofertilizers for sustainable agriculture. Biochem Biophys Rep 2020, 22:100737.

Specht E, Miyake-Stoner S, Mayfield S: Microalgae come of age as a platform for recombinant protein production. Biotechnol lett 2010, 32(10):1373-1383.

Dehghani J, Adibkia K, Movafeghi A, Maleki-Kakelar H, Saeedi N, Omidi Y: Towards a new avenue for producing therapeutic proteins: Microalgae as a tempting green biofactory. Biotechnol adv 2020, 40:107499.

Tabela 1 Biomassa seca de microalgas no mercado internacional

Fotografia: Andrew Martin

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