The solar PV selection process

Las algas representan una fuente renovable de compuestos bioactivos de interés que pueden ser empleados en las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica.

1.3.1. Polisacáridos

Las macroalgas marinas contienen polisacáridos, tanto estructurales como de reserva, que no están presentes en otros vegetales terrestres y que poseen aplicaciones comerciales diversas y específicas (Holdt y Kraan, 2011).

1.3.1.1. Alginatos

Los alginatos son los polisacáridos más abundantes presentes en las algas marinas. Comprenden hasta el 40 % de su peso seco. Son componentes estructurales de la pared celular de las algas a la que aportan rigidez, elasticidad, flexibilidad y capacidad de enlazar agua (Hernández y col., 2005). El ácido algínico es un compuesto de la pared celular de las algas pardas, formado por monómeros de ácido gulurónico y manurónico (Figura 4). Los alginatos son sales del ácido algínico, que se encuentran habitualmente con Na, K, Mg y Ca, poseen diferentes grados de solubilidad en agua y por ello presentan diversos grados de viscosidad (Yabur y col., 2007). Este polímero biodegradable y biocompatible, forma geles con facilidad en presencia de iones calcio. Por su gran versatilidad, se utiliza como estabilizador, aglutinante, espesante, gelificante y formador de películas delgadas sobre superficies. Además, posee efecto prebiótico y su ingesta como fibra ofrece beneficios para la reducción de los niveles de azúcar y colesterol en sangre (Parra-Huertas, 2010). También posee acción protectora frente a enfermedades cardiovasculares y gastrointestinales (Bart y Pliz, 2011). Se usa también para reducir los

efectos que alteran frutas y vegetales mínimamente procesados, mediante el recubrimiento con películas de alginato, material que podría reducir el uso de envases plásticos para alimentos (Srinivasa y Tharanathan, 2007). Los alginatos se extraen con fines comerciales principalmente a partir de Laminaria hyperborea, Ascophyllum

nodosum y Macrocystis pyrifera. Sin embargo, su obtención a partir de otras especies

está siendo objeto de interés más reciente (Khajouei y col. 2018).

Figura 4. Componentes estructurales del alginato. Ácido manurónico (izqda.) y ácido gulurónico (dcha.).

1.3.1.2. Fucoidanos

Estos polímeros sulfatados son componentes estructurales y de reserva de la pared celular de las algas y constituyen uno de los polisacáridos más fascinantes de las algas. El fucoidano es un heteropolisacárido de L-fucosa sulfatada, que se encuentra en la pared celular o matriz extracelular de las algas pardas, pudiendo alcanzar hasta el 40 % del peso seco del alga (Holdt y Kraan, 2011). Debido a que se descubrió por primera vez en las algas del orden Fucales (Phaeophyceae) se le llamó fucano o fucoidano. Sin embargo, ahora la mayoría de los autores diferencian estos dos términos, de forma que el término “fucano” se reserva para referirse a heteropolímeros sulfatados constituidos por L-fucosa y grupos sulfato, que se encuentran principalmente en invertebrados marinos. Por otra parte, el término “fucoidano” se emplea para referirse a los heteropolisacáridos de algas pardas, con estructura más compleja debido a la gran variedad de sustituyentes y ramificaciones que presenta su estructura (Figura 5).

Figura 5. Algunas estructuras de fucoidanos.

A pesar de que hay numerosos estudios acerca de la composición y estructura química de los fucoidanos de algas (Li y col., 2008; Eluvakkal y col., 2010; Rioux y col., 2010; Croci y col., 2011), aún no se ha conseguido dilucidar completamente su estructura. Esto es debido a la gran heterogeneidad y complejidad estructural de estas moléculas, que está condicionada no sólo por las diferencias existentes entre las especies de algas de las que provienen, sino también de la parte del alga de la que fueron extraídas e incluso por los métodos de extracción y purificación empleados para aislarlas. Diversos estudios han demostrado que tanto la composición como las propiedades biológicas de las algas dependen de diversos factores como la variación estacional, la localización geográfica, la calidad nutricional del agua de mar, y otras variables relacionadas con los procesos de obtención y extracción de los polisacáridos (Rioux y col., 2007; Eluvakkal y col., 2010).

Entre las propiedades biológicas atribuibles a los polisacáridos sulfatados de las algas destacan la actividad antioxidante, anticoagulante, antiviral, anticancerígena e inmunomodulatoria (Berteau y Mulloy, 2003; Usov y Bilan, 2009; Costa y col., 2010; Hu y col., 2010; Wang y col., 2010; Bart y Pliz, 2011; Barros y col., 2011; Fitton, 2011; Jiao y col., 2011; Wijesekara y col., 2011; Morya y col., 2012, Balboa y col., 2013a). También se han descrito otras propiedades, menos conocidas para los polisacáridos de algas como la capacidad de protección hepática (Charles y Huang, 2009), así como efectos beneficiosos en el metabolismo de la glucosa (Hoebler y col., 2000; Vaugelade y col.,

2000), en el metabolismo lipídico (Hoebler y col., 2000; Amano y col., 2005; Bocanegra y Beneduí, 2006) y el efecto prebiótico (Devillé y col., 2007). Todas estas propiedades y potencial farmacológico y nutracéutico han favorecido el aumento del interés por las moléculas de fucoidanos.

1.3.1.3. Laminaranos

Constituyen el principal polisacárido de reserva de las algas pardas, concretamente se encuentran en especies del orden Laminariales (Laminaria spp. y Undaria spp.), pero son escasos en Sargassum spp. (Holdt y Kraan, 2011). Una de las aplicaciones comerciales de este polisacárido es su uso como fibra alimentaria y como sustrato de bacterias prebióticas en el colon (Devillé y col., 2007). Otras propiedades funcionales que se han descrito son: actividad anticoagulante, antitumoral, antiviral, antioxidante, antibacteriana, antiinflamatoria (Balboa y col., 2013 a; Ji y col., 2013; Kadam y col., 2015; Yvin y col., 2011; Miao y col., 1999) y capacidad de reducir el colesterol en sangre (Holdt y Kraan, 2011).

1.3.2. Compuestos fenólicos y florotaninos

Las algas verdes y rojas contienen bajas concentraciones de polifenoles en comparación con las algas pardas, en las que estos compuestos pueden llegar a constituir hasta el 14% (b.s.), en especies de Ascophyllum y Fucus (Holdt y Kraan, 2011). Los polifenoles de algas o florotaninos derivan de unidades polimerizadas de floroglucinol (1,3,5-trihidroxi-benceno). Los florotaninos son los polifenoles descritos de las algas pardas, que, debido a su gran heterogeneidad estructural, presentan una amplia variedad de propiedades biológicas (Wang y col., 2009; Holdt y Kraan, 2011; Li y col., 2011; Wijesinghe y Jeon, 2012, Ferreres y col., 2012; Balboa y col., 2013a).

En el caso de Sargassum muticum se han identificado diferentes florotaninos, como florogucinol, bifuhalol, trifuhalol A y B (Rioux y col., 2007; Rioux y col., 2010) y polímeros de entre 3 y 11 unidades de fuhaloles, hidroxifuhaloles y floretoles, identificados en extractos obtenidos a partir extractos obtenidos con mezclas etanol:agua (95:5, v:v) en condiciones presurizadas (Montero y col., 2016) (Figura 6).

Figura 6. Estructuras de florotaninos identificados en extractos de Sargassum muticum obtenidos en condiciones presurizadas. Fuente: Montero y col. (2016).

1.3.3. Proteína

El contenido proteico en las algas pardas es generalmente bajo (5-24 % del peso seco), mientras que las algas rojas y verdes tienen un contenido mayor (10-47 % del peso seco) (Mohamed y col., 2012). La presencia de proteínas, péptidos y aminoácidos se ve influenciado por diversos factores, especialmente por la variación estacional (Holdt y Kraan, 2011).

Entre la diversidad de proteínas, destacan las lectinas, que poseen propiedades antibióticas, mitogénica, citotóxica, antiinflamatoria, anticancerígena y antiviral. Otros efectos asociados son la disminución de la sensibilidad al dolor y la inhibición de la agregación de las plaquetas humanas (Stengel y col., 2011). Las proteínas y péptidos de algas, en general, presentan efectos hipotensores y esta reducción de la presión arterial reduce el riesgo de accidentes cardiovasculares. Además, es destacable la capacidad antioxidante (Balboa y col., 2013a).

1.3.4. Minerales

El contenido mineral en las algas marinas es muy elevado en comparación con los vegetales terrestres (Murata y Nakazoe, 2001). Por ello, las algas se pueden utilizar como suplemento alimenticio para contribuir a alcanzar las cantidades diarias recomendadas de algunos macrominerales y elementos traza (Rupérez, 2002). Contienen macronutrientes como sodio, calcio, magnesio, potasio, cloruro, sulfato, fósforo, y micronutrientes como yodo, hierro, zinc, cobre, selenio, molibdeno, fluoruro, manganeso, boro, níquel y cobalto entre otros. La composición mineral puede variar en función de la especie, localización geográfica, condiciones estacionales y fisiológicas (Mabeau y Fleurence, 1993) y con el tipo de procesado aplicado (Rupérez, 2002).

Las algas poseen la capacidad para absorber de modo selectivo sustancias inorgánicas del mar, que asimilan en forma de iones asociados a los polisacáridos cargados en la pared celular. Esta capacidad las convierte en bioacumuladores de metales pesados y, por este motivo, se han utilizado también como bioindicadores de contaminación medioambiental en ambientes marinos (Riget y col., 1997).