A oferta global de alimentos enfrenta uma série de ameaças, incluindo mudanças climáticas, guerras, pragas e doenças. Um organismo pequeno demais para ser visto pelo olho humano – microalgas – poderia oferecer algumas respostas.
Alimentar uma população mundial crescente que, segundo previsões das Nações Unidas, chegará a 9,8 bilhões até 2050, e a necessidade de conservar os recursos naturais para as próximas gerações pode parecer conflitante a princípio.

Mas uma solução, embora ainda não à vista, certamente não está fora de alcance. Cientistas europeus desenvolveram recentemente um apetite por microalgas, também chamadas de fitoplâncton, um subgrupo de algas que consiste em microrganismos fotossintéticos unicelulares.

A maioria das pessoas está familiarizada com a maior forma de algas, algas ou algas marinhas. Pode crescer até três metros de comprimento e, em algumas formas, é uma iguaria bem conhecida. As microalgas de espécies relacionadas, que podem ser encontradas tanto na água do mar quanto na água doce, ganharam atenção nas pesquisas devido às suas propriedades extraordinárias.

Esses organismos microscópicos podem ser usados ​​para alimentação animal, particularmente na aquicultura, e vários alimentos, incluindo massas, salsichas veganas, barras energéticas, produtos de panificação e cremes vegetais.

A maioria do cultivo comercial de microalgas concentra-se na produção de biomassa seca, como chlorella ou spirulina em pó, como alimento, proporcionando benefícios consideráveis ​​à saúde. Algumas cepas de microalgas não apenas acumulam até 65-70% de proteína, mas também são fontes sustentáveis ​​de ácidos graxos ômega-3 – uma substância que é convencionalmente derivada principalmente de peixe e óleo de peixe.

Compostos bioativos adicionais, como vitaminas B12, K ou D, significam que as microalgas contêm propriedades significativas para a saúde, reduzindo potencialmente o risco de câncer e doenças cardiovasculares.

Algas do deserto

"As microalgas podem ser cultivadas em muitos locais diferentes, sob condições muito diferentes", disse Massimo Castellari, que está envolvido no projeto ProFuture, financiado pela Horizon, destinado a aumentar a produção de microalgas. "Podemos cultivá-la na Islândia e em um clima desértico."

As tecnologias para o cultivo intensivo de microalgas estão em desenvolvimento desde a década de 1950.

Hoje, as microalgas são cultivadas em fotobiorreatores de sistema aberto ou fechado, que são vasos projetados para controlar a produção de biomassa. A versão de sistema fechado, embora mais cara de construir, oferece mais controle sobre os parâmetros experimentais e menos risco de contaminação.

A substância não é apenas um suplemento alimentar da moda. Por exemplo, no Chade, um país de baixa renda sem litoral, o consumo de espirulina colhida no Lago Chade melhorou significativamente o estado nutricional das pessoas porque a espirulina é uma excelente fonte de proteínas e micronutrientes.

Além de seu valor nutricional, as microalgas oferecem benefícios climáticos ao sequestrar dióxido de carbono, bem como vantagens econômicas ao utilizar áreas agrícolas de forma mais eficiente e – através do uso de terras não aráveis ​​– expandindo a possibilidade de produção de biomassa.

Com um total de menos de 57.000 toneladas cultivadas em 2019, de acordo com a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO), a produção de microalgas ainda está em seus estágios iniciais. By comparison, primary-crop output was 9.4 billion tons in 2019.

Food inflation

Russia's continuing war in Ukraine has highlighted just how vulnerable global food supply can be. Halts to Ukrainian grain exports and increases in energy prices have helped push food inflation around the world to record highs, with developing countries being hit disproportionately hard. In May this year, costs for food had risen by 42% compared with 2014–2016, the UN reported.

Last year, as many as 828 million people were affected by hunger—an increase of roughly 46 million compared with 2020 and a surge of 150 million since the outbreak of the COVID-19 pandemic.

The FAO projects that some 670 million people will still face hunger by the end of the decade.

While the benefits of cultivating organic microalgae for food and feed are substantial, market growth will require overcoming obstacles including a lack of automated production in the industry, according to Castellari, who works at the Institute of Agrifood Research and Technology in Barcelona, Spain.

"The automatization is still not completely implemented," he said. "There are small producers in Europe—many steps still involve manual labor. So they are still working on optimizing the process."

Processed biomass

The challenges go well beyond cultivation. With microalgae, biomass has to be processed, cleaned and dried before a usable powder can be obtained. The next step is to scale up production to drive down costs.

In addition, there are regulatory challenges. Only a few species of microalgae are currently authorized in the European Union.

"In Europe it's still in a preliminary stage of development," said Castellari. "There are thousands of species of microalgae, but for food consumption or feed there are only seven species authorized."

To gain knowledge about the possibilities to use other species, Castellari and his team are also investigating these other kinds of microalgae.

Due to these challenges, the portfolio of products containing microalgae remains limited today. But, if these hurdles can be overcome, the overall prospects for the microalgae industry are promising. Besides being a source of food and feed, the plant can be used for biofuels, cosmetics, fertilizer and health supplements.

Astaxanthin, a blood-red pigment extracted from algae, already has notable uses. A powerful antioxidant, astaxanthin can be found in seafood and is commonly used to color shrimp. It is also sold in the form of pills as a food supplement.

Astaxanthin is thought to have potentially a positive impact on brain function, athletic performance and aging skin, among other things.

Matteo Ballottari, associate professor of biotechnology at the University of Verona in Italy, helped start the European Research Council's Horizon-funded project AstaOmega simultaneously to produce astaxanthin and omega-3 fatty acids in microalgae for aquaculture and human nutrition.

Quality and quantity

Most omega-3 supplements are derived from fish oils. This, however, raises sustainability concerns such as damage to marine ecosystems as a result of overfishing.

"There is more demand for eating high-quality foods, along with an awareness for incorporating omega-3 rich ingredients in our diets," Ballottari said. Responding to this trend while feeding a growing world population is 'a big challenge," he said.

Meanwhile, on the astaxanthin front, the AstaOmega researchers have made progress. They have been able to obtain a new strain that can produce astaxanthin on its own, without needing to be "stressed." This means the researchers don't have to change production parameters such as light intensity, temperature or nitrates concentration. Also, extracting the substance has become easier, resulting in lower costs.

Scientists agree that microalgae have the potential to change the ways in which we eat for the better.

"Microalgae can help us to increase the protein production within Europe to reduce our dependence on other countries," said Castellari of the ProFuture project. + Explorar mais

Large-scale cultivation of microalgae can clean emissions from industry, can also be used in Nordic climate