Chlorella es un género de unas trece especies de algas verdes unicelulares de la división Chlorophyta . Las células tienen forma esférica, de unos 2 a 10 μm de diámetro, y no tienen flagelos . Sus cloroplastos contienen los pigmentos fotosintéticos verdes clorofila-a y -b . En condiciones ideales, las células de Chlorella se multiplican rápidamente, requiriendo solo dióxido de carbono , agua , luz solar y una pequeña cantidad de minerales para reproducirse. [1]
El nombre Chlorella proviene del griego χλώρος, chlōros/khlōros , que significa verde, y del sufijo diminutivo latino ella , que significa pequeño. El bioquímico y fisiólogo celular alemán Otto Heinrich Warburg , galardonado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1931 por su investigación sobre la respiración celular , también estudió la fotosíntesis en Chlorella . En 1961, Melvin Calvin, de la Universidad de California, recibió el Premio Nobel de Química por su investigación sobre las vías de asimilación de dióxido de carbono en plantas utilizando Chlorella .
La clorella ha sido considerada como una fuente de alimento y energía debido a que su eficiencia fotosintética puede alcanzar el 8%, [2] lo que supera a la de otros cultivos altamente eficientes como la caña de azúcar .
Chlorella fue descrita por primera vez por Martinus Beijerinck en 1890. Desde entonces, se han descrito más de cien taxones dentro del género. Sin embargo, los datos bioquímicos y genómicos han revelado que muchas de estas especies no estaban estrechamente relacionadas entre sí, incluso se las colocaba en una clase separada, Chlorophyceae . En otras palabras, la forma de "bola verde" de Chlorella parece ser un producto de la evolución convergente y no un taxón natural. [3] Identificar algas similares a Chlorella basándose únicamente en características morfológicas generalmente no es posible. [4]
Algunas cepas de "Chlorella" utilizadas en la alimentación están identificadas incorrectamente o corresponden a géneros que fueron clasificados fuera de la verdadera Chlorella . Por ejemplo, Heterochlorella luteoviridis se conoce típicamente como Chlorella luteoviridis , que ya no se considera un nombre válido. [5]
Cuando se cosechó por primera vez, se sugirió que la clorela era un suplemento proteico económico para la dieta humana. Según la Sociedad Estadounidense del Cáncer , "los estudios científicos disponibles no respaldan su eficacia para prevenir o tratar el cáncer o cualquier otra enfermedad en humanos". [6]
En determinadas condiciones de cultivo, la Chlorella produce aceites con un alto contenido de grasas poliinsaturadas : la Chlorella minutissima ha producido ácido eicosapentaenoico en un 39,9 % de los lípidos totales. [7]
A finales de los años 1940 y principios de los 1950, a raíz de los temores mundiales de un aumento incontrolable de la población humana, se consideró a la Chlorella como una nueva y prometedora fuente primaria de alimentos y como una posible solución a la crisis mundial del hambre que se vivía en ese momento. En esa época, muchas personas pensaban que el hambre sería un problema abrumador y veían a la Chlorella como una forma de poner fin a esta crisis proporcionando grandes cantidades de alimentos de alta calidad a un coste relativamente bajo. [8]
Muchas instituciones comenzaron a investigar las algas, entre ellas la Institución Carnegie , la Fundación Rockefeller , el NIH , la UC Berkeley , la Comisión de Energía Atómica y la Universidad de Stanford . Después de la Segunda Guerra Mundial , muchos europeos se morían de hambre, y muchos maltusianos lo atribuyeron no solo a la guerra, sino también a la incapacidad del mundo para producir alimentos suficientes para sustentar a la creciente población. Según un informe de la FAO de 1946 , el mundo necesitaría producir entre un 25 y un 35% más de alimentos en 1960 que en 1939 para mantenerse al día con el aumento de la población, mientras que las mejoras en la salud requerirían un aumento del 90 al 100%. [8] Debido a que la carne era costosa y su producción requería mucha energía, la escasez de proteínas también era un problema. Aumentar el área cultivada por sí solo no llegaría muy lejos en proporcionar una nutrición adecuada a la población. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos calculó que, para alimentar a la población estadounidense en 1975, tendría que añadir 200 millones de acres (800.000 km2 ) de tierra, pero sólo había 45 millones disponibles. Una forma de combatir la escasez nacional de alimentos era aumentar la tierra disponible para los agricultores, pero la frontera estadounidense y las tierras agrícolas habían desaparecido hacía mucho tiempo en beneficio de la expansión y la vida urbana. Las esperanzas se basaban únicamente en nuevas técnicas y tecnologías agrícolas. Debido a estas circunstancias, se necesitaba una solución alternativa.
Para hacer frente al inminente auge demográfico de posguerra en Estados Unidos y otros lugares, los investigadores decidieron aprovechar los recursos marinos no explotados. Las pruebas iniciales realizadas por el Instituto de Investigación de Stanford mostraron que la Chlorella (cuando crece en condiciones cálidas, soleadas y poco profundas) podía convertir el 20% de la energía solar en una planta que, cuando se seca, contiene un 50% de proteínas. [8] Además, la Chlorella contiene grasa y vitaminas. La eficiencia fotosintética de la planta le permite producir más proteínas por unidad de área que cualquier otra planta: un científico predijo que se podrían producir 10.000 toneladas de proteínas al año con solo 20 trabajadores en una granja de Chlorella de 1000 acres (4 km2 ) . [8] La investigación piloto realizada en Stanford y otros lugares generó una inmensa cobertura de prensa de periodistas y periódicos, pero no condujo a la producción de algas a gran escala. La Chlorella parecía una opción viable debido a los avances tecnológicos en la agricultura en ese momento y la aclamación generalizada que recibió de los expertos y científicos que la estudiaron. Los investigadores de algas incluso habían esperado agregar un polvo de Chlorella neutralizado a los productos alimenticios convencionales, como una forma de fortificarlos con vitaminas y minerales. [8]
Cuando se publicaron los resultados preliminares de laboratorio, la comunidad científica respaldó en un primer momento las posibilidades de la Chlorella . Science News Letter elogió los resultados optimistas en un artículo titulado "Algas para alimentar a los hambrientos". John Burlew, editor del libro de la Institución Carnegie de Washington Algal Culture-from Laboratory to Pilot Plant , afirmó que "el cultivo de algas puede satisfacer una necesidad muy real", [9] que Science News Letter convirtió en "las poblaciones futuras del mundo se salvarán de morir de hambre gracias a la producción de algas mejoradas o educadas relacionadas con la espuma verde de los estanques". La portada de la revista también mostraba el laboratorio de Cambridge de Arthur D. Little , que era una supuesta futura fábrica de alimentos. Unos años más tarde, la revista publicó un artículo titulado "La cena del mañana", que afirmaba: "No hay duda en la mente de los científicos de que las granjas del futuro serán en realidad fábricas". Science Digest también informó que "la espuma común de los estanques pronto se convertiría en el cultivo agrícola más importante del mundo". Sin embargo, en las décadas transcurridas desde que se hicieron esas afirmaciones, las algas no se han cultivado a una escala tan grande.
Desde que el creciente problema alimentario mundial de la década de 1940 se resolvió gracias a una mayor eficiencia de los cultivos y otros avances en la agricultura tradicional, la Chlorella no ha despertado el tipo de interés público y científico que tuvo en la década de 1940. La Chlorella solo tiene un nicho de mercado para las empresas que la promocionan como suplemento dietético. [8]
La investigación experimental se llevó a cabo en laboratorios, en lugar de en el campo, y los científicos descubrieron que la Chlorella sería mucho más difícil de producir de lo que se pensaba anteriormente. Para que fuera práctica, las algas cultivadas tendrían que colocarse en luz artificial o en sombra para producir con su máxima eficiencia fotosintética. Además, para que la Chlorella fuera tan productiva como el mundo requeriría, tendría que cultivarse en agua carbonatada , lo que habría añadido millones al costo de producción. Se requería un proceso sofisticado y un costo adicional para cosechar el cultivo y para que la Chlorella fuera una fuente de alimento viable, sus paredes celulares tendrían que pulverizarse. La planta podría alcanzar su potencial nutricional solo en situaciones artificiales altamente modificadas. Otro problema fue desarrollar productos alimenticios suficientemente palatables a partir de Chlorella. [10]
Aunque la producción de Chlorella parecía prometedora e implicaba una tecnología creativa, hasta la fecha no se ha cultivado en la escala que algunos habían predicho. No se ha vendido en la escala de la espirulina , los productos de soja o los cereales integrales. Los costos se han mantenido altos y la Chlorella se ha vendido en su mayor parte como un alimento saludable, para cosméticos o como alimento para animales . [10] Después de una década de experimentación, los estudios mostraron que después de la exposición a la luz solar, Chlorella capturó solo el 2,5% de la energía solar, no mucho mejor que los cultivos convencionales. [8] Los científicos también descubrieron en la década de 1960 que la Chlorella era imposible de digerir para los humanos y otros animales en su estado natural debido a las duras paredes celulares que encapsulan los nutrientes, lo que presentó más problemas para su uso en la producción de alimentos estadounidenses. [8]
En 1965, el experimento ruso CELSS BIOS-3 determinó que 8 m2 de Chlorella expuesta podían eliminar el dióxido de carbono y reemplazar el oxígeno dentro del ambiente sellado para un solo ser humano. Las algas se cultivaron en cubas bajo luz artificial. [11]
La clorela se consume como suplemento dietético . Algunos fabricantes de productos a base de clorela han afirmado falsamente que tiene beneficios para la salud, [12] incluida la capacidad de tratar el cáncer, [13] para lo cual la Sociedad Estadounidense del Cáncer declaró que "los estudios científicos disponibles no respaldan su eficacia para prevenir o tratar el cáncer o cualquier otra enfermedad en humanos". [13] La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos ha enviado cartas de advertencia a las empresas de suplementos por publicitar falsamente los beneficios para la salud del consumo de productos a base de clorela, como hizo una empresa en octubre de 2020. [14]
Existe cierto respaldo de estudios en animales sobre la capacidad de la clorella para desintoxicar insecticidas . Chlorella protothecoides aceleró la desintoxicación de ratas envenenadas con clordecona , un insecticida persistente, disminuyendo la vida media de la toxina de 40 a 19 días. [15] Las algas ingeridas pasaron por el tracto gastrointestinal ilesas, interrumpieron la recirculación entérica del insecticida persistente y posteriormente eliminaron la clordecona ligada con las heces.
La Chlorella se está investigando como una posible fuente vegetal de vitamina B12 biológicamente activa (no análogos de B12 ). Aunque los estudios actuales muestran que tiene un alto contenido de B12 y bajos niveles de análogos, [16] [17] puede variar ampliamente entre diferentes productos comerciales, desde <0,1 a 400 μg por 100 g de peso seco. Entre las especies de Chlorella , el contenido de B 12 es mucho mayor en C. pyrenoidosa que en C. vulgaris cuando se cultiva en condiciones de cultivo abierto. [16] [18] Las razones de las amplias variaciones aún se desconocen. Por lo tanto, los vegetarianos y veganos que consumen Chlorella como fuente vegetal de vitamina B 12 deben verificar el etiquetado nutricional de los productos de Chlorella para confirmar su contenido real de vitamina B 12. [19] Por lo tanto , los productos de Chlorella con alto contenido de B 12 y sin compuestos corrinoides inactivos son adecuados para su uso como fuentes de B 12 en humanos, particularmente veganos. [20] [21]
Un estudio de 2002 mostró que las paredes celulares de Chlorella contienen lipopolisacáridos , endotoxinas que se encuentran en bacterias Gram-negativas que afectan el sistema inmunológico y pueden causar inflamación . [22] [23] [24] Sin embargo, estudios más recientes han encontrado que los lipopolisacáridos en organismos distintos de las bacterias Gram-negativas, por ejemplo en las cianobacterias, son considerablemente diferentes de los lipopolisacáridos en las bacterias Gram-negativas. [25]
