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Los lípidos microbianos, también llamados aceites microbianos (SCOs, por sus siglas en inglés Single Cell Oils), son compuestos grasos producidos por microorganismos como bacterias, levaduras y hongos. La similitud estructural entre estos lípidos y los aceites vegetales y animales, así como la creciente demanda por soluciones sostenibles, hacen de los SCOs una alternativa prometedora para su aplicación en industrias como la alimentaria, cosmética, farmacéutica, química y en el sector de producción de biocombustibles.
Aplicaciones de los SCOs
En lo que respecta a su potencial aplicación en la industria alimentaria, se utilizan como ingredientes en alimentos y suplementos nutricionales debido a su alto valor nutritivo. Su inclusión en estos productos ofrece alternativas más saludables y sostenibles en comparación con los aceites vegetales y las grasas animales tradicionales. Además, estos compuestos son una fuente rica en ácidos grasos esenciales y pueden ser modificados para aumentar su contenido de ácidos grasos omega-3 (generalmente provenientes de algas), que son beneficiosos para la salud cardiovascular (Lam et al., 2014; Morales-Sánchez et al., 2015).
En la industria cosmética, los SCOs son valorados por sus propiedades emolientes (suavizantes) y nutritivas. Se utilizan en la fabricación de productos para el cuidado de la piel y el cabello, como cremas, lociones y tratamientos capilares. Los lípidos de microalgas, por ejemplo, pueden mejorar la hidratación de la piel, mientras que los lípidos de levaduras pueden proporcionar beneficios antioxidantes, contribuyendo a la formulación de productos más eficaces y sostenibles (Mohd Azizi et al., 2021).
La industria farmacéutica también se beneficia de los SCOs, que se utilizan en la producción de medicamentos y en la formulación de sistemas de liberación controlada de fármacos. Por ejemplo, lípidos de levaduras como Yarrowia lipolytica se utilizan para encapsular principios activos, mejorando su eficacia terapéutica y reduciendo efectos secundarios mientras que los lípidos de microalgas se utilizan para mejorar la biodisponibilidad de los medicamentos (Cai et al., 2016; Uğur et al., 2024).
En la industria química se utilizan como materias primas para la producción de compuestos como surfactantes y emulsificantes. Estos compuestos son esenciales en la fabricación de productos de limpieza, detergentes y otros productos industriales, ofreciendo una alternativa más sostenible y biocompatible a los surfactantes convencionales (Phulpoto et al., 2023)
En cuanto al sector de los biocombustibles, los SCOs se utilizan para producir biodiésel y otros biocombustibles, proporcionando una alternativa renovable a los combustibles fósiles. La producción de biodiésel a partir de lípidos microbianos reduce las emisiones de gases de efecto invernadero porque los microorganismos utilizados pueden crecer en residuos orgánicos y capturar CO2 durante su cultivo, lo que disminuye la huella de carbono general del proceso (Qiang et al., 2008; Gaur et al., 2024).
Ventajas competitivas de los SCOs
La producción de SCOs presenta varias ventajas competitivas que la convierten en una alternativa atractiva a las fuentes tradicionales de aceites y grasas, abarcando desde la eficiencia y flexibilidad de producción hasta el menor impacto ambiental. Los microorganismos oleaginosos, como ciertas bacterias, levaduras y microalgas, pueden acumular más de un 20% de su biomasa seca en forma de lípidos, permitiendo producir aceites de manera más rápida y en mayores cantidades comparado con las plantas oleaginosas. Estos microorganismos pueden cultivarse en condiciones controladas, optimizando los procesos de producción y maximizando el rendimiento de lípidos (Banerjee S. & Singh V. 2024). Además, la flexibilidad en el uso de materias primas es otra ventaja significativa, ya que los microorganismos pueden alimentarse de una amplia variedad de residuos agrícolas, industriales y urbanos. Esto no solo reduce los costos de producción, sino que también contribuye a la gestión de residuos y a la economía circular (Tomás-Pejó et al 2021).
La producción de SCOs tiene un impacto ambiental menor en comparación con las fuentes tradicionales, utilizando residuos y subproductos como materia prima y reduciendo la necesidad de tierras agrícolas dedicadas exclusivamente a cultivos oleaginosos. Esto disminuye la deforestación y la pérdida de biodiversidad, y el proceso de producción requiere menos agua y no utiliza pesticidas ni fertilizantes químicos, contribuyendo a la conservación de recursos naturales y la reducción de la contaminación (Nunes et al., 2024).
La capacidad de personalizar los lípidos para cumplir con requisitos específicos de diferentes industrias es otra ventaja competitiva importante. Mediante la modificación genética de los microorganismos, es posible alterar la composición de los lípidos para producir aceites con propiedades particulares, como una mayor concentración de ácidos grasos omega-3 para aplicaciones en la industria alimentaria o lípidos con características específicas para la fabricación de bioplásticos y biodiésel de alta calidad (Gaur et al., 2024).
Desafíos y oportunidades
La producción de SCOs, aunque prometedora, enfrenta desafíos que deben abordarse para maximizar su potencial y viabilidad comercial, presentando al mismo tiempo oportunidades para la innovación y el desarrollo tecnológico. Uno de los principales desafíos es el costo de producción, actualmente más elevado en comparación con los métodos tradicionales de obtención de aceites vegetales y grasas animales. Estos costos altos están asociados con el cultivo de microorganismos en condiciones controladas, la necesidad de medios de cultivo específicos y la infraestructura requerida para la producción a gran escala (Mahajan 2019). Sin embargo, esta situación también ofrece una oportunidad para investigar y desarrollar métodos más eficientes y económicos, como el uso de residuos y subproductos como fuentes de carbono.
La escalabilidad del proceso es otro importante desafío para la producción de SCOs. La transición de la producción a pequeña escala en laboratorios a la producción masiva requiere la optimización de los procesos de fermentación, la mejora de la productividad de las cepas microbianas y el desarrollo de tecnologías de recuperación y purificación de lípidos más eficientes (Phulpoto et al., 2023).
La regulación y la aceptación del mercado también son obstáculos importantes. La introducción de nuevos productos requiere cumplir con estrictas regulaciones de seguridad y obtener la aprobación de las autoridades correspondientes. También es necesario educar al público y a las industrias sobre los beneficios y la seguridad de los productos derivados de lípidos microbianos para fomentar su adopción. La colaboración entre investigadores, reguladores y la industria puede facilitar este proceso y acelerar la comercialización de productos basados en lípidos microbianos. La modificación genética de microorganismos para mejorar su capacidad de producir lípidos es una oportunidad clave. La ingeniería metabólica y la biología sintética permiten optimizar las rutas metabólicas y aumentar la eficiencia de la producción de lípidos. Por ejemplo, mejorar la tolerancia de las cepas microbianas a inhibidores presentes en materias primas lignocelulósicas puede aumentar significativamente el rendimiento de lípidos (Qiang et al., 2008; Gaur et al., 2024).
Por último, aunque la producción de SCOs tiene un menor impacto ambiental en comparación con las fuentes tradicionales, es esencial garantizar que los procesos de producción sean verdaderamente sostenibles. Esto incluye desarrollar métodos para minimizar el uso de agua y energía, así como gestionar adecuadamente los residuos generados durante la producción (Mahajan 2019).
Bibliografía
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A. Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco A.C., Camino Arenero 1227, Col. El Bajío, Zapopan, Jal., México. acampos_posdoc@ciatej.mx
B. CONAHCYT - Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco A.C., Camino Arenero 1227, Col. El Bajío, Zapopan, Jal., México. lcasas@ciatej.mx
*Autor de correspondencia: lcasas@ciatej.mx