La producción de pigmentos por microorganismos representa un avance significativo en la industria de la belleza
Los colorantes naturales provienen de diferentes fuentes, como insectos, animales, plantas y microorganismos. Sin embargo, los pigmentos procedentes de microorganismos tienen muchas ventajas sobre los producidos por animales o plantas, como la sostenibilidad del suministro, un mayor rendimiento, una importante rentabilidad y una considerable estabilidad. La mayoría de los colorantes naturales también tienen beneficios nutricionales y para la salud, especialmente como agentes antioxidantes. Este enfoque no solo ofrece una alternativa ecológica a los tintes sintéticos tradicionales, sino también la oportunidad de ampliar la gama y la calidad de los tintes disponibles.
Pigmentos producidos por microorganismos
Los pigmentos microbianos son colores biológicos derivados de células microbianas. Además de servir como colorantes, se emplean varios pigmentos microbianos para beneficiar la salud humana al proporcionar nutrientes o productos químicos esenciales. Además, algunos tienen efectos biológicos, incluidos efectos antimicrobianos, anticancerígenos, inmunosupresores y antiinflamatorios.
¿Qué microorganismos son los más eficientes en la producción de pigmentos?
Muchos microorganismos producen una amplia gama de pigmentos con varias características biológicas y diversos usos comerciales. Hoy en día, se ha identificado una notable variedad de pigmentos microbianos que se encuentran en muchos hábitats, incluidos melanina, carotenoides, flavinas, fenazinas, quinonas, monascinas y violaceínas. Numerosos estudios demostraron que estos pigmentos naturales tienen una variedad de características que incluyen estabilidad térmica, estabilidad del pH y fotoestabilidad.
Los pigmentos son producidos abundantemente por:
Bacterias
Los pigmentos como la melanina, los carotenoides, la prodigiosina, la violaceína, la piocianina, la zeaxantina y la actinorhodina son producidos por bacterias. Se ha demostrado que muchos pigmentos bacterianos tienen protección UV y características antioxidantes, y muchos han mostrado usos biológicos potenciales, como actividad anticancerígena, antimicrobiana y antipalúdica. Sobre esta base, los pigmentos bacterianos parecen prometedores para una variedad de nuevas aplicaciones biotecnológicas e industriales. Debido a sus ciclos de vida cortos, baja susceptibilidad a las variaciones climáticas y estacionales, simplicidad de escalado, capacidad de crear pigmentos en una variedad de colores y facilidad de manipulación genética, las bacterias tienen varias ventajas distintivas sobre sus contrapartes.
Hongos y levaduras
Los hongos filamentosos pueden producir una variedad de colores, incluidos carotenoides, flavinas, monascinas, fenazinas, quinonas e índigo, mostrando un amplio espectro de colores. Los pigmentos fúngicos se han relacionado con valiosas actividades biológicas, incluidas antioxidantes, antimicrobianas, anticancerígenas, supresoras inmunológicas y antiinflamatorias. Debido a su capacidad para absorber la radiación ultravioleta, tienen usos potenciales en las industrias sanitaria, alimentaria, cosmética y textil. Además, se han identificado varios pigmentos que se han utilizado durante mucho tiempo como marcadores taxonómicos; algunos de ellos incluso son accesibles comercialmente para la tinción celular. También se ha identificado la producción de pigmentos en especies de levaduras como Sporidiobolus, Xanthophyllomyces, Rhodotorula y Pichia. Según los informes, algunos de ellos generan grandes cantidades de toruleno, torularhodina, polihidroxicarotenoides y caroteno. Las levaduras son únicas porque crean los pigmentos rojos, naranjas y amarillos que se emplean en las industrias farmacéutica, acuícola y vitivinícola.
Microalgas
Las microalgas como Nostoc, Spirulina, Chlorella, Dunaliella, Haematococcus y Porphyridium generan colores como clorofilas, carotenoides y ficobiliproteínas (PBP), que son proteínas solubles en agua y no tóxicas que se encuentran principalmente en cianobacterias, rodófitas y criptofitas. Las PBP se han utilizado ampliamente en las industrias farmacéutica, cosmética y alimentaria debido a su potente absorbancia, propiedades antioxidantes y características de fluorescencia. Los pigmentos de microalgas, en general, tienen un alto valor comercial como colorantes naturales, así como aplicaciones en investigación clínica en biología molecular.
Para obtener los colorantes por medio de los microorganismos es necesario crear un cultivo especializado dentro de un laboratorio. De esta forma se pueden mezclar y enriquecer con los nutrientes y diferentes extractos, dependiendo del tipo de microorganismos que se vayan a utilizar. Así se pueden obtener diferentes sustancias, líquidos, sólidos y semisólidos.
Se ha puesto gran atención a procesos biotecnológicos de síntesis para producir pigmentos y colorantes en cosméticos mediante cepas bacterianas. La fermentación de microorganismos ayudada con la manipulación genética ha permitido explotar la producción de cosméticos y colorantes. Con los avances en la manipulación genética se han querido recrear las trayectorias biológicas que utilizan seres vivos complejos para producir pigmentos e incorporarlos en microorganismos para producirlos con mayor rapidez y eficacia.
Aplicación de pigmentos microbianos en cosmética
Los pigmentos microbianos ofrecen efectos antioxidantes y antienvejecimiento excepcionales, lo que los hace ideales para su uso en cosmética. Además, los productos cosméticos también pueden beneficiarse de los colores vibrantes de los ingredientes. Las propiedades antioxidantes, inhibidoras de la melanogénesis y fotoprotectoras de estos pigmentos los hacen excelentes para futuros cosméticos con beneficios para la salud, con aplicaciones en:
- Fotoprotección y Capacidad Antioxidante
- Compuestos antienvejecimiento y productos para el cuidado de la piel.
- Efecto blanqueador
- Sustancias pigmentarias
La naturaleza es la principal fuente de colorantes, pero la extracción de colores naturales y su inestabilidad representan problemas asociados. Debido a la creciente conciencia y demanda de los clientes y consumidores de productos sin colorantes sintéticos, la investigación científica se orienta hacia la producción de pigmentos por microorganismos para mejorar su estabilidad.
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