Contribuem com o ar que respiramos, produzindo quase 50% do oxigênio da atmosfera e apoiando diretamente grande parte da vida nos oceanos. Consequentemente, têm papel significativo na produtividade global.

Em 2008, a produção global de plantas aquáticas correspondia a 15,8 milhões de toneladas, representando 24,8% da aquicultura global e totalizando 7,4 bilhões de dólares (FAO 2010). As macroalgas (algas marinhas) dominam essa produção e geram uma fonte de matérias-primas a partir da qual os componentes da alga (como iodo, algina e carragenina) são extraídos, além de fornecerem produtos para consumo humano e suplementos nutricionais.

O cultivo industrial de microalgas tem se voltado principalmente à cultura das espécies de água doce Chlorella e Arthrospira (anteriormente conhecida como Spirulina), usadas em suplementos na dieta humana e em ingredientes para ração animal. Outras espécies de microalgas – tanto de água doce como salgada – são utilizadas para extração de componentes de alto valor, como vitaminas (C e D2), ácido graxos ômega, pigmentos naturais e antioxidantes (B-caroteno, astaxantina, luteína).

Apesar de sua importância, as microalgas (com mais de 40.000 espécies de água doce e salgada descritas na literatura) estão entre os organismos menos compreendidos e estudados. Entretanto, nosso atual interesse, compreensão e exploração das características singulares das algas vêm crescendo rapidamente. O cultivo de espécies de algas ricas em lipídeos para aplicação na produção de biocombustíveis e inclusão na nutrição animal tem sido foco de muitos trabalhos de desenvolvimento.

As algas também são produzidas a partir do tratamento de resíduos de muitos processos industriais. No entanto, a presença de contaminantes (como metais pesados presentes em gases de chaminés de fábricas) requer pré-tratamento adicional e impõe muitos desafios.

A produção comercial de microalgas, seja na forma de células íntegras ou de extrato, requer a produção de biomassa de algas com boa relação custo-benefício. Além disso, deve apresentar uma qualidade de lote consistente e ser produzida com biossegurança, livre de contaminantes.

A maioria das produções comerciais de microalgas ocorre autotroficamente, em tanques de recirculação abertos ou em lagoas. Em condições de crescimento autotrófico, as microalgas utilizam a energia da luz para fixar dióxido de carbono, sua fonte de carbono em hidrocarbonetos, tendo a liberação de oxigênio como resíduo. Sistemas abertos apresentam uma série de desvantagens, como difusão insatisfatória de luz e contaminação de outros microorganismos, zooplâncton e outras espécies de algas autóctones. O sucesso desses sistemas de cultura para um pequeno número de espécies deve-se à exploração de condições de nichos ambientais, aliada a uma boa compreensão da fisiologia das espécies cultivadas.

A intensificação bem-sucedida da produção autotrófica tem sido realizada com o desenvolvimento de fotobiorreatores (FBR) fechados ou semifechados, altamente especializados e controlados, capazes de aumentar a produtividade em até 30 g por litro de biomassa de células secas (Javanmardian e Palsson, 1991) por meio do controle criterioso de parâmetros ambientais e de limitação do crescimento. Apesar do avanço, o aumento gradativo de fotobiorreatores de grande volume não tem se mostrado econômico à produção industrial de produtos finais de baixo custo e de alto volume exigidos pela indústria de nutrição animal.

Ao eliminar luz do processo produtivo, qualquer fermentador (como os utilizados na produção industrial de medicamentos, bebidas e aditivos alimentícios) pode ser aproveitado no cultivo de algas heterotróficas. Esses fermentadores podem ter até 100.000 litros de capacidade e gerar grandes volumes de culturas altamente produtivas, tornando-as menos caras que as obtidas pela via autotrófica.

No crescimento heterotrófico as microalgas assimilam substâncias orgânicas, geralmente glicose, glicerol ou ácido acético, para atender suas exigências de carbono e energia. A respiração das substâncias orgânicas ocorre nas mitocôndrias e o oxigênio age como receptor de elétrons, de forma semelhante à ocorrida na respiração das células animais.

Tais sistemas são relativamente simples de operar e o uso de fontes de carbono de baixo custo permite produzir biomassa de microalgas com rendimentos consistentes e reprodutíveis a densidades celulares de 50-100g de biomassa seca por litro (Radmer e Parker 1994), tornando-as mais comparáveis aos 130g/l produzidos em fermentadores comerciais de biomassa seca de levedura (Chen 1996).

A manipulação das propriedades físico-químicas do meio de cultura pode levar várias espécies de microalgas a produzir além do normal e a acumular ácidos graxos específicos. Os níveis mais elevados são obtidos em sistemas de culturas heterotróficas. Xu et al. (2006) demonstraram um teor lipídico de até 55% em C. protothecoides, ou aproximadamente quatro vezes maior do que os níveis obtidos na cultura autotrófica. A limitação de nitrogênio biodisponível resultou em uma síntese maior de lipídeos e, portanto, em um aumento no acúmulo de óleo em células com privação (Sheehan et al, 1998) e maior acúmulo de astaxantina em células de Haematococcus pluvialis (Boussiba, 2000).

Barclay et al (1994) registraram um aumento 2 a 3 vezes maior na produtividade de ácidos graxos ômega 3 em condições heterotróficas em comparação a condições autotróficas.

O óleo de peixe derivado da pesca é a fonte principal e mais comum dos ácidos graxos ômega 3 eicosapentaenóico (EPA) e docosahexaenóico (DHA). Entretanto, por questões de sustentabilidade e aumento de demanda, fontes alternativas são necessárias para garantir a produção e a qualidade nutricional dos peixes cultivados.

Microalgas contendo grandes quantidades de EPA e DHA vêm sendo comercializadas como fontes alternativas sustentáveis ao óleo de peixe. Não há dúvida de que os óleos de alga têm se mostrado nutricionalmente equivalentes aos óleos de peixe e utilizados com sucesso no enriquecimento de rações utilizadas na larvicultura (Barclay et al, 1996) e na substituição do óleo de peixe nas dietas de douradas (Atalah et al, 2007, Ganuza et al, 2008) e de juvenis do salmão do Atlântico (Miller et al, 2007).

A fermentação é uma das principais competências da Alltech, e a Alltech Algae é uma das mais modernas unidades produtoras de algas, representando um aumento adicional de mais de 1 milhão de litros da capacidade de fermentação. A unidade é equipada com um planta-piloto totalmente funcional, que inclui os sistemas de processo completo desde a formação de lotes, sementes iniciadoras, tipo de fermentador, centrifugação e secagem. Essa planta-piloto flexível é, na realidade, uma réplica em escala menor dos grandes sistemas de produção. Permite que as equipes de pesquisa e qualidade da Alltech avaliem novas cepas e métodos produtivos para otimizar a eficiência e, acima de tudo, facilitar o desenvolvimento de novas linhas de produtos.

Qualidade, consistência e rastreabilidade dos produtos são pré-requisitos no estabelecimento de padrões de segurança em nutrição animal. A Alltech Algae segue o sistema de qualidade Alltech (AQS), que determina normas de garantia de qualidade e controle de matérias-primas. Além disso, todos os lotes de fontes de oligoelementos inorgânicos são triados de acordo com o padrão de qualidade Alltech’s Q+ (Programa Quality Plus), que testa contaminantes de alto risco, como dioxina,

PCBs e metais pesados.

Tais padrões incorporam, atendem e superam os requisitos regulatórios de uma série de organizações internacionais. Esse código uniforme oferece à Alltech as vantagens da flexibilidade e da confiança, permitindo-lhe convocar órgãos certificadores ou receber inspeções oficiais marcadas com pouca antecedência, sem interromper a produção.