Producción de astaxantina con Haematococcus pluvialis en RAS de trucha arcoíris: una estrategia integrada para acuicultura sostenible

Cultivar la microalga Haematococcus pluvialis para la producción sostenible de astaxantina puede ser viable en un sistema de recirculación en acuicultura (RAS) para el cultivo de trucha arcoíris. Así lo demuestra un reciente estudio de investigadores de la Universidad de Jyväskylä, en Finlandia, que ha servido como prueba de concepto sólida, abriendo la puerta a la generación de beneficios tanto ambientales como económicos a través de esta estrategia.

Aunque el sistema tuvo que ser pretratado con autoclavado y filtrado para evitar transferencia microbiana, se demostró que el agua efluente del cultivo de trucha arcoíris, rica en nitrógeno y fósforo, puede servir como base nutritiva para el cultivo de esta microalga, fuente natural de astaxantina. Los resultados, según señalan los investigadores, mostraron tasas de crecimiento robustas y eficientes en todos los sistemas probados: flujo continuo y lote alimentado cíclico.

Esto fue posible, como señalan, gracias a la estrategia de aplicar estrés lumínico al efluente cultivado. De esta manera, los investigadores lograron inducir la acumulación de astaxantina sin necesidad de cambiar de medio, lo que les permitió acoplar el proceso dentro del propio ciclo operativo del RAS, sin interrupciones.

El estudio destaca que el efluente del sistema de trucha arcoíris presenta una relación N:P favorable, está libre de contaminantes industriales y puede reemplazar fertilizantes sintéticos, lo que reduce costes y mejora la sostenibilidad del proceso.

En el modo flujo continuo, se alcanzaron tasas de crecimiento de hasta 0,39 por día y una tasa de eliminación de 64% de nitratos y 100% de fosfatos. El contenido de astaxantina fue de hasta 6,3 miligramos por gramo de peso seco, y su concentración final fue mayor en los sistemas de flujo continuo debido a la mayor biomasa, hasta 2,96 miligramos por litro.

Aunque el modo lote alimentado cíclico también fue efectivo, mostró menor productividad total. Por su simplicidad, podría adaptarse mejor a instalaciones pequeñas o pruebas piloto, mientras que el flujo continuo se perfila como el más adecuado para una integración industrial.

A nivel medioambiental, acoplar un fotobiorreactor para el cultivo de la microalga al RAS de trucha arcoíris permite reducir significativamente los niveles de nutrientes antes de su vertido o recirculación. A su vez, la astaxantina producida de forma natural puede usarse directamente como aditivo en el pienso de los propios peces, mejorando su color y salud, o comercializarse para usos cosméticos y nutracéuticos.

Se trata de una solución integrada, basada en principios de economía circular, donde los residuos de la acuicultura sirven como recurso para otro proceso bioproductivo. Como resumen, los autores destacan que:

“La integración del cultivo de microalgas con sistemas RAS ofrece una alternativa sostenible para la recuperación de nutrientes y la producción de bioproductos de alto valor”.

Aunque el trabajo se desarrolló a escala de laboratorio, los resultados ofrecen una base sólida para su escalado en explotaciones reales, con vistas a una acuicultura más rentable y respetuosa con el medio ambiente.

Rererence:

Hemanta Timilsina, Minna Hiltunen, Marco L. Calderini, Pauliina Salmi, Juhani Pirhonen, Katja Pulkkinen. Flow-through and cyclic fed-batch cultivation of the green microalga Haematococcus pluvialis in recirculating aquaculture effluent: strategies for sustained biomass production and astaxanthin biosynthesis. Aquacultural Engineering. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2025.102573