Nuevo bioproceso de acumulación de astaxantina no autotrófico, vía inducción mixotrófica en _Haematococcus lacustris_ para la industria nutracéutica La inducción mixotrófica permite un mayor control y manejo de la biomasa microalgal generada, logrando un mayor rendimiento en la producción y obtención de ATX en menor tiempo. Estas condiciones de inducción, no necesita CO2, ni luz, incrementando la productividad en 17 veces más que la inducción autotrófica, reduciendo el tiempo del proceso a la mitad y utilizando un 20% del volumen de agua utilizado en la inducción tradicional o autotrófica.

Qué problema resuelve esta capacidad

La astaxantina (ATX) es un carotenoide que poseen algunos microorganismos, como microalgas y levaduras. La microalga H. lacustris (ex H. pluvialis) es la fuente natural de ATX que más pigmento llega a acumular, siendo, además, organismo GRAS aprobada por la FDA para consumo humano. La ATX natural presenta ventajas en comparación a la sintética gracias a su uso industria alimentaria, farmacéutica y nutracéutica, dado que su uso para incide en el desarrollo saludable de las personas y activa defensas frente al estrés oxidativo, previniendo diversas enfermedades. Esto debido a que la ATX natural posee 500 veces más capacidad antioxidante que la vitamina E. Recientemente, ha despertado gran interés su uso como suplemento o ingrediente funcional en la alimentación humana. La gran evidencia acumulada de efectos beneficiosos sobre la salud humana posiciona a la ATX de H. lacustris como uno de los nutracéuticos más valiosos en un creciente mercado (60 a 80 mil US$·kg-1 producto encapsulado final). En Chile, la producción natural de ATX en cultivos de _H. lacustris_ se realiza en condiciones autotróficas tanto de cultivo (generación de biomasa) como de inducción. El proceso autotrófico (generación de biomasa y, especialmente, la inducción) requiere de grandes extensiones de terreno para la dilución del cultivo. Además, la baja productividad (<0.18 g·L-1·dia-1) y bajo contenido en ATX (<2%) de los cultivos existentes autotróficos de H. lacustris genera elevados costos en operación. Por su necesidad de irradiación solar, el proceso de inducción de ATX está restringido a determinadas épocas o localizaciones donde este factor no limite el desarrollo de los cultivos. Sin duda, son los largos tiempos de crecimiento de la biomasa e inducción y su baja productividad final los que suponen el mayor problema del proceso productivo integrado.

Cuáles son las ventajas competitivas de esta capacidad

En la actualidad la producción de astaxantina natural se realiza tradicionalmente a través del cultivo de H. lacustris bajo condiciones autotróficas, es decir, utilizando nutrientes inorgánicos, luz y CO2 como fuente de carbono (carbono inorgánico). Estos cultivos no satisfacen la demanda mundial de astaxantina natural, porque presentan bajas productividades y requieren para su implementación grandes extensiones de terrenos y elevados costos de producción. Además, la complejidad del cultivo hace necesaria la cuidadosa elección de un terreno ideal en términos de temperatura, mínimo desnivel, incidencia de vientos y disponibilidad de agua[1]. En un contexto de creciente demanda de astaxantina natural a nivel mundial y limitada oferta derivada de bajas productividades de los cultivos tradicionales, se visualiza la oportunidad de optimizar la producción de astaxantina a partir de H. lacustris, con el desarrollo de un nuevo proceso de acumulación de ATX vía inducción mixo o heterotrófico, este bioproceso tendrá las siguientes ventajas competitivas en comparación a la inducción autotrófico que actualmente se utiliza a nivel industrial: * Disminución del tiempo de acumulación de ATX (esquistamiento) desde 15 a 7 días. * Obtención de más ATX debido al uso de cepas poliploides con mayor contenido de astaxantina (2,7% frente al 1,8% de cepa salvaje utilizada a nivel industrial). * Reducción del consumo de agua, ya que se evita la dilución de la biomasa algal, vale mencionar que actualmente un raceway de crecimiento de 40 m3 es diluído en 200 m3 para inducir la acumulación de astaxantina. Además, se evitan lás pérdidas por evaporación por tratarse de un proceso cerrado. * Reducción de costos energéticos. Actualmente la inducción autotrófica de astaxantina demanda el movimiento de grandes volúmenes de agua, que requieren altos consumos de energía, mientras que con inducción mixo o heterotrófico el volumen de agua se mantiene ya que no se requiere dilución. * Aplicable a cualquier zona geográfica por la utilización de sistemas cerrados (fotobiorrector o reactor cerrado). Esta es una ventaja importante ya que permite la ubicación de cultivos en zonas cercanas a proveedores de insumos, disminuir costos asociados a canales de distribución del producto, entre otros. * Menor costo de inversión, dado el menor requerimiento de terreno para su implementación. * No depende de la variabilidad estacional. * Mayor control de las variables críticas del proceso (por ejemplo temperatura), debido a la utilización de sistemas cerrados, en comparación a los sistemas autotróficos de inducción que utilizan piscinas o raceways al aire libre. * Disminuye la contaminación de la producción por el uso de sistemas cerrados. Hoy existe alta probabilidad de contaminación en los sistemas autotróficos, lo que genera pérdidas de toda la producción y altos costos para la industria.

Qué más deberías saber sobre esta capacidad

TRL 6