Artrospira -Arthrospira
| Artrospira | |
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| Una sola colonia de Arthrospira platensis | |
clasificación cientifica 
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| Dominio: | Bacterias |
| Filo: | Cianobacterias |
| Clase: | Cianofíceas |
| Pedido: | Oscilatoriales |
| Familia: | Microcoleáceas |
| Género: | Artrospira |
| Especies | |
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Aproximadamente 35. |
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Arthrospira es un género de cianobacterias filamentosas que flotan libremente y secaracteriza por tricomas multicelulares cilíndricos en una hélice abierta a la izquierda. Un suplemento dietético está hecho de A. platensis y A. maxima , conocido como espirulina . Lasespecies A. maxima y A. platensis alguna vez se clasificaron en el género Spirulina . Aunque la introducción de los dos géneros separados Arthrospira y Spirulina ahora está generalmente aceptada, ha habido mucha controversia en el pasado y la confusión taxonómica resultante es tremenda.
Taxonomía
El nombre común, espirulina , se refiere a la biomasa seca de Arthrospira platensis , que pertenece a las bacterias fotosintéticas oxigenadas que cubren los grupos Cyanobacteria y Prochlorales. Estos organismos fotosintéticos fueron considerados por primera vez como algas, un grupo muy grande y diverso de organismos eucariotas , hasta 1962 cuando fueron reclasificados como procariotas y nombrados cianobacterias. Esta designación fue aceptada y publicada en 1974 por el Manual de bacteriología determinante de Bergey . Científicamente, existe una gran distinción entre los géneros Spirulina y Arthrospira . Stizenberger, en 1852, le dio el nombre de Arthrospira basándose en la presencia de septos, su forma helicoidal y su estructura multicelular, y Gomont , en 1892, confirmó la forma aseptada del género Spirulina . Geitler en 1932 reunificó a ambos miembros designándolos como Spirulina sin considerar el tabique. La investigación sobre microalgas se llevó a cabo en nombre de Spirulina , pero la especie original utilizada para producir el suplemento dietético spirulina pertenece al género Arthrospira . Este nombre inapropiado ha sido difícil de corregir. En la actualidad, la taxonomía establece que el nombre espirulina para las cepas que se utilizan como complementos alimenticios es inapropiado, y existe acuerdo en que Arthrospira es un género distinto, que consta de más de 30 especies diferentes, incluidas A. platensis y A. maxima .
Morfología
El género Arthrospira comprende tricomas helicoidales de tamaño variable y con varios grados de enrollamiento, incluida la morfología enrollada apretadamente hasta una forma recta.
Los parámetros helicoidales de la forma de Arthrospira se utilizan para diferenciar e incluso dentro de la misma especie. Estas diferencias pueden ser inducidas por condiciones ambientales cambiantes, como la temperatura. La forma helicoidal de los tricomas solo se mantiene en un ambiente líquido. Los filamentos son solitarios y se reproducen por fisión binaria , y las células de los tricomas varían en longitud de 2 a 12 μm y en ocasiones pueden alcanzar los 16 μm.
Composición bioquímica
Arthrospira es muy rica en proteínas y constituye del 53 al 68 por ciento en peso seco del contenido de la célula. Su proteína alberga todos los aminoácidos esenciales . Arthrospira también contiene altas cantidades de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), alrededor de 1.5 a 2 por ciento, y un contenido total de lípidos de 5 a 6 por ciento. Estos PUFA contienen el ácido γ-linolénico (GLA), un ácido graso omega-6 . Otros contenidos de Arthrospira incluyen vitaminas, minerales y pigmentos fotosintéticos .
Ocurrencia
Se han aislado especies del género Arthrospira de aguas alcalinas salobres y salinas en regiones tropicales y subtropicales. Entre las diversas especies incluidas en el género, A. platensis es la más ampliamente distribuida y se encuentra principalmente en África, pero también en Asia. Se cree que A. maxima se encuentra en California y México. A. platensis y A. maxima se encuentran naturalmente en lagos tropicales y subtropicales con pH alcalino y altas concentraciones de carbonato y bicarbonato . A. platensis se encuentra en África, Asia y América del Sur, mientras que A. maxima se limita a América Central. A. pacifica es endémica de las islas hawaianas. La mayor parte de la espirulina cultivada se produce en estanques de canales abiertos , con ruedas de paletas que se utilizan para agitar el agua. Los mayores productores comerciales de espirulina se encuentran en Estados Unidos, Tailandia, India, Taiwán, China, Pakistán, Myanmar, Grecia y Chile.
Usos presentes y futuros
La espirulina es ampliamente conocida como complemento alimenticio , pero existen otros usos posibles para esta cianobacteria. A modo de ejemplo, se sugiere su uso médico en pacientes para los que es difícil masticar o tragar alimentos, o como un sistema de administración de medicamentos natural y barato. Además, se encontraron resultados prometedores en el tratamiento de ciertos cánceres, alergias y anemia, así como hepatotoxicidad y enfermedades vasculares. La espirulina también se puede utilizar como una adición saludable a la alimentación animal si se puede reducir aún más el precio de su producción. La espirulina se puede utilizar en aplicaciones técnicas, como la biosíntesis de nanopartículas de plata , que permite la formación de plata metálica de forma respetuosa con el medio ambiente. En la creación de textiles presenta algunas ventajas, ya que puede utilizarse para la producción de textiles antimicrobianos y materiales de papel o polímeros. También pueden tener un efecto antioxidante y pueden mantener el equilibrio ecológico en los cuerpos acuáticos y reducir diversos tipos de estrés en el medio acuático.
Sistemas de cultivo
El crecimiento de A. platensis depende de varios factores. Para lograr el máximo rendimiento , es necesario ajustar factores como la temperatura, la luz y la fotoinhibición , los nutrientes y el nivel de dióxido de carbono. En verano, el principal factor limitante del crecimiento de la espirulina es la luz. Cuando crece en profundidades de agua de 12 a 15 cm, el sombreado propio gobierna el crecimiento de la célula individual. Sin embargo, la investigación ha demostrado que el crecimiento también está fotoinhibido y puede aumentarse mediante el sombreado. El nivel de fotoinhibición frente a la falta de luz es siempre una cuestión de concentración celular en el medio. La temperatura de crecimiento óptima para A. platensis es 35–38 ° C. Esto representa un factor limitante importante fuera de los trópicos, que limita el crecimiento a los meses de verano. A. platensis se ha cultivado en agua dulce, así como en agua salobre y agua de mar. Además de los fertilizantes minerales, se han utilizado como fuente de nutrientes diversas fuentes, como los efluentes residuales y los efluentes de las fábricas de fertilizantes, almidón y fideos. Los efluentes residuales están más disponibles en las zonas rurales, lo que permite una producción a pequeña escala. Uno de los principales obstáculos para la producción a gran escala es el complicado proceso de recolección, que representa entre el 20% y el 30% de los costos totales de producción. Debido a su pequeño tamaño celular y a los cultivos diluidos (concentración de masa inferior a 1 g / L) con densidades cercanas a las de las microalgas de agua, son difíciles de separar de su medio de cultivo.
Sistemas de cultivo
Estanque abierto
Los sistemas de estanques abiertos son la forma más común de cultivar A. platensis debido a su costo comparativamente bajo. Por lo general, los canales se construyen en forma de pista de rodadura a partir de paredes de tierra revestidas de hormigón o PVC, y el agua se mueve mediante ruedas de paletas. Sin embargo, el diseño abierto permite la contaminación por algas y / o microorganismos extraños. Otro problema incluye la pérdida de agua debido a la evaporación. Ambos problemas pueden resolverse cubriendo los canales con una película de polietileno transparente .
Sistema cerrado
Los sistemas cerrados tienen la ventaja de poder controlar el entorno físico, químico y biológico. Esto permite un mayor rendimiento y un mayor control del nivel de nutrientes. Las formas típicas, como tubos o bolsas de polietileno, también ofrecen una mayor proporción de superficie a volumen que los sistemas de estanques abiertos, lo que aumenta la cantidad de luz solar disponible para la fotosíntesis. Estos sistemas cerrados ayudan a expandir el período de crecimiento a los meses de invierno, pero a menudo provocan un sobrecalentamiento en verano.
Potencial de mercado y viabilidad
El cultivo de Arthrospira se ha producido durante un largo período de tiempo, especialmente en México y alrededor del lago Chad en el continente africano. Sin embargo, durante el siglo XX, se redescubrieron sus propiedades beneficiosas y, por lo tanto, aumentaron los estudios sobre Arthrospira y su producción. En las últimas décadas, se desarrolló la producción a gran escala de la cianobacteria. Japón comenzó en 1960, y en los años siguientes México y varios otros países de todos los continentes, como China, India, Tailandia, Myanmar y Estados Unidos comenzaron a producir a gran escala. En poco tiempo, China se ha convertido en el mayor productor mundial. Una ventaja particular de la producción y el uso de la espirulina es que su producción se puede realizar en varias escalas diferentes, desde el cultivo doméstico hasta la producción comercial intensiva en grandes áreas.
Especialmente como cultivo a pequeña escala, Arthrospira todavía tiene un potencial considerable de desarrollo, por ejemplo, para la mejora nutricional. Los nuevos países donde esto podría suceder, deberían disponer de estanques ricos en álcalis en altitudes elevadas o aguas subterráneas ricas en salino-alcalinos o áreas costeras con alta temperatura. De lo contrario, los insumos técnicos necesarios para las nuevas granjas de espirulina son bastante básicos.
El mercado internacional de la espirulina se divide en dos grupos destinatarios: uno incluye ONG e instituciones que se centran en la desnutrición y el otro incluye a personas conscientes de la salud. Todavía hay algunos países, especialmente en África, que producen a nivel local. Estos podrían responder a la demanda internacional aumentando la producción y las economías de escala. Cultivar el producto en África podría ofrecer una ventaja en el precio, debido a los bajos costos de mano de obra. Por otro lado, los países africanos tendrían que superar los estándares de calidad de los países importadores, lo que nuevamente podría resultar en costos más altos.
Referencias
enlaces externos
- Guiry, MD; Guiry, GM (2008). " Arthrospira " . AlgaeBase . Publicación electrónica mundial, Universidad Nacional de Irlanda, Galway.