Sustitutos de harina y aceite de pescado en acuicultura

Las piscifactorías estaban bien planteadas: se suponía que iban a seguir abasteciendo a la población de pescado saludable y frenar así la sobrepesca de los océanos del mundo. Pero estaban mal realizadas: se capturaban millones de toneladas de peces de poblaciones salvajes y se transformaban en harina y aceite de pescado para añadirlos a los piensos de las piscifactorías.

Cada año, uno de cada cinco peces salvajes capturados se transforma en aceite o harina de pescado. El pescado es saludable porque es rico en ácidos grasos poliinsaturados omega-3, como el DHA, vitales para el ser humano. Mezclando harina o aceite de pescado en el pienso para peces, se suministra DHA a los peces de las piscifactorías.

Alimentación de microalgas con paja de establo

En el Departamento de Ingeniería de Bioprocesos, un equipo dirigido por Stefan Junne se puso a investigar cómo sustituir la harina y el aceite de pescado en los piensos para peces, de modo que los peces salvajes dejaran de utilizarse para el engorde de peces de piscifactoría.

La idea: microalgas heterótrofas, ya que son capaces de sintetizar ácido docosahexaenoico, abreviado DHA. «Pero para que las algas produzcan DHA, hay que alimentarlas con un sustrato. Puede ser azúcar, procedente de cereales como el maíz, por ejemplo.

El grano se utiliza en la planta para la producción biotecnológica de DHA que entró en funcionamiento en el estado norteamericano de Nebraska en 2019. Pero como nuestra filosofía aquí en el departamento es no utilizar en lo posible productos alimenticios en los procesos biotecnológicos, estamos experimentando, entre otras materias, con paja de cuadra. También son factibles los desechos alimentarios y otros residuos biológicos, como hojas o restos de poda», explica Stefan Junne.

Cuatro toneladas de sustituto del pienso para peces

Sin embargo, las algas heterótrofas no pueden hacer nada con la paja de cuadra como tal. Primero hay que descomponerla. Esto se hace mediante hidrólisis microbiana. En las instalaciones de la ufaFabrik en Berlín se puede observar cómo funciona.

En un biorreactor de 200 litros fabricado en plexiglás, el llamado reactor plug-flow, trabajan cientos de bacterias diferentes, entre las que destacan los bacilos y los clostridios.

Al igual que en el cuento de Rumpelstiltskin, transforman la paja en ácidos carboxílicos de cadena corta, como el ácido acético. Éste se extrae y «alimenta» a las algas heterótrofas de los laboratorios de la TU, que lo metabolizan en DHA y lo almacenan en sus células.

«Como trabajamos con materiales residuales, tenemos que conmutar la hidrólisis microbiana, es decir, la descomposición de la paja por bacterias, antes de la síntesis real de DHA en las algas. Por tanto, estamos acoplando dos bioprocesos», explica Stefan Junne.

Sin embargo, la hidrólisis microbiana no sólo produce el ácido acético líquido, sino también una fase sólida, que la ufaFabrik puede utilizar a su vez como fertilizante.

La colaboración entre la TU Berlín y la ufaFabrik se financia como parte del programa de investigación interno de la TU «Pro Sustainability».

«En nuestro proyecto “FENA - Sustituto de harina y aceite de pescado para una acuicultura sostenible”, hemos producido casi cuatro toneladas de sustituto de pienso para peces a base de algas. El sustituto tenía una concentración de alrededor del 20% de DHA.

La composición de ácidos grasos omega-3 era, por tanto, similar a la de las mezclas comerciales de aceite y harina de pescado. Eso está francamente bien. Las pruebas de alimentación fueron un éxito.

Nuestro planteamiento de utilizar residuos vegetales y algas para producir DHA funciona. Queda por ver si la industria está interesada en trasladar este bioproceso de la escala de laboratorio a la aplicación práctica», afirma Stefan Junne.