Colombia - El uso de las algas en los alimentos acuícolas como alternativa a la harina de pescado

lunes 15 de octubre de 2012

El uso de las algas en los alimentos acuícolas como alternativa a la harina de pescado
12/10/2012

La harina de pescado es ampliamente utilizada en los alimentos para peces, así como en otros animales. Un estudio reciente reveló que en el 2006 el consumo de harina de pescado por parte de acuicultura fue de 3.724 millones de toneladas (Tacon y Metian 2008). Es evidente que la explotación indiscriminada de este recurso natural sería insostenible tanto desde el punto de vista ambiental como económico.

Cualquier tipo de ingrediente alternativo debe ser capaz de suministrar un valor nutricional comparable a un costo competitivo. Los cultivos convencionales terrestres, fundamentalmente los granos y oleaginosas, son alternativas tenidas en cuenta debido a su bajo costo, aunque también han probado su eficacia en algunas aplicaciones cuando se utilizan como sustitutos de una porción de harina de pescado. Pero incluso cuando estos sustitutos vegetales promueven el crecimiento, pueden causar cambios significativos en la calidad nutricional del pescado terminado.

¿Por qué las algas?
El lector puede preguntarse por qué las algas, incluyendo a las macroalgas («algas») y a las microalgas (fitoplancton), se consideran muy buenas candidatas para ser utilizadas como alternativas de la harina de pescado en los alimentos acuícolas. Una de las consideraciones fundamentales es que las algas son la base de las cadenas alimentarias acuáticas, que producen los recursos alimentarios que los peces están adaptados a consumir. Pero a menudo no se tiene en cuenta que la diversidad bioquímica entre las diferentes especies de algas puede ser mucho mayor que las que existe entre las plantas terrestres, aun cuando las algas Verde-Azules(Spirulina por ejemplo), más conocidas como Cianobacterias, se excluyen de esta consideración.

Esto refleja la temprana divergencia evolutiva de los diferentes grupos de algas en la historia de la vida en la tierra. Sólo uno de los muchos grupos de algas, las Algas Verdes, produjeron una línea de descendencia que con el tiempo permitió la evolución de todas las plantas terrestres. Además puede ser difícil hacer generalizaciones significativas sobre el valor nutricional de este grupo de organismos extremadamente diverso, en su lugar debemos tener en cuenta las características particulares de los diferentes tipos de algas.

Proteínas y aminoácidos
La harina de pescado es tan ampliamente utilizada en los alimentos debido en gran medida a su sustancial contenido de proteínas de alta calidad que contiene todos los aminoácidos esenciales. Una deficiencia fundamental de las proteínas vegetales comúnmente utilizadas en los alimentos para peces es que son deficientes en ciertos aminoácidos tales como la lisina, la metionina, la treonina y el triptófano (Li et al. 2009), mientras que los análisis sobre el contenido de aminoácidos de las algas revelaron que aunque existe una variación significativa, por lo general, contienen todos los aminoácidos esenciales. Por ejemplo, las encuestas realizadas sobre 19 algas marinas tropicales (Lourenço et al. 2002) y 34 productos de algas comestibles (Dawczynski et al. 2007) encontraron que todas las especies analizadas contenían todos los aminoácidos esenciales. Sin dudas estos resultados se corresponden con los análisis de otras algas (Rosell andSrivastava 1985, Wong y Peter 2000, Ortiz et al. 2006).

Otros análisis de microalgas arrojaron similares contenidos de aminoácidos esenciales (altos), como lo demuestra un estudio exhaustivo de 40 especies de microalgas provenientes de siete clases de algas; en el que se demostró que “todas las especies tenía una composición de aminoácidos similar y eran ricas en aminoácidos esenciales” (Brown et al. 1997).

Taurina
Un nutriente que con frecuencia se pasa por alto es la taurina (ácido sulfónico no proteico) que a veces se agrupa con los aminoácidos en las discusiones sobre la nutrición. La taurina suele ser un nutriente esencial para los animales carnívoros, incluyendo a algunos peces, pero esta sustancia no se encuentra en todas las plantas terrestres. Sin embargo, aunque la taurina se ha investigado mucho menos que los aminoácidos, se puede encontrar en cantidades significativas tanto en las macroalgas como la Laminaria, la Undaria, y la Porphyra (Dawczynski et al. 2007, Murata y Nakazoe 2001), así como en ciertas microalgas como el gran flagelado verde Tetraselmis (al-Amoudia y Flynn, 1989), el alga roja unicelular Porphyridium (Flynn y Flynn, 1992), el dinoflagelado Oxyrrhis (Flynn y Fielder 1989), y la diatomea Nitzschia (Jackson et al. 1992).

Pigmentos
Pocas algas se utilizan como fuentes de pigmentos en los alimentos acuícolas. La Haematococcus se utiliza para producir astaxantina, que es la responsable de la coloración rosada de la carne del salmón. La spirulina se utiliza como fuente de otros carotenoides y ciertos peces como el koi ornamental la suelen convertir en astaxantina y en otros pigmentos de colores brillantes. La Dunaliella por su parte produce grandes cantidades de beta-caroteno.

Lípidos
Además de su alto contenido de proteínas de alta calidad, la harina de pescado proporciona lípidos ricos en ‘PUFA’, o ácidos grasos poliinsaturados omega-3 y omega-6 que son lípidos muy apreciados debido a su contribución a la salud cardiovascular de los humanos. Pero nunca se ha tenido en cuenta que las algas, a pesar de ser la base de la cadena alimentaria acuática, también originan estos ácidos grasos “similares a los aceites de pescado”. Estos ácidos grasos provenientes de las algas se trasmiten a través de la cadena alimentaria a los peces, y de hecho son los nutrientes esenciales de muchos peces.

Se ha demostrado que las algas son una obvia fuente alternativa del aceite de pescado para los alimentos acuícolas (Miller et al. 2008), fundamentalmente de los ácidos eicosapentanoico (EPA), docosahexaenoico (DHA) y araquidónico (ARA). Existe una abundante literatura dedicada al análisis del contenido de los ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) de las microalgas, especialmente de los más utilizados en la acuicultura, ya que han sido reconocidos como la mejor fuente de estos nutrientes esenciales para la producción del zooplancton necesario, utilizado como alimento de las larvas de peces y mariscos.
Muchos productores de mariscos son conscientes de que el perfil de esteroles y lípidos de los alimentos es de suma importancia, pero por otro lado se le ha prestado mucha menos atención a la importancia del perfil de esteroles en los alimentos acuícolas. Aparte de las alteraciones en el perfil normal de esteroles de los peces, aún no han sido investigados a fondo los posibles efectos endocrinos de los fitoesteroles vegetales en los alimentos acuícolas (fitohormonas de soja) (Pickova y Mørkøre 2007).

Uso de las algas en la acuicultura
Muchos tipos de algas ya desempeñan un papel vital en la acuicultura. Es sabido que la adición de microalgas a los tanques de cultivos de peces en estadios larvales, brinda una serie de beneficios como la prevención de choques contra las paredes de los tanques (Battaglene y Cobcroft 2007), el aumento de la depredación del zooplancton (Rocha et al. 2008), el aumento del valor nutricional del zooplancton (Van Der Meeren et al. 2007), así como la mejora de la digestión de las larvas (Cahu et al. 1998) y de sus funciones inmunes (Spolaorea et al. 2006).

Además, también se ha demostrado que las larvas de algunos peces se benefician en gran medida de la ingestión directa de microalgas (Reitan et al. 1997). Un estudio demostró que incluso se podría eliminar el zooplancton vivo de la dieta de las larvas del Tambor Rojo (Sciaenops ocellatus) si se les suministraba microalgas conjuntamente con una dieta rica en micropartículas (Lazo et al.). No es sorprendente que las composiciones bioquímicas de ciertas microalgas marinas están muy vinculadas a las necesidades nutricionales de algunos peces marinos.

Probablemente uno de los factores que más le debemos prestar atención es a la alimentación de las larvas, ya que a partir de ello podremos descubrir la mejor manera de incluir a las algas en los alimentos acuícolas. Las microalgas son un componente natural de la dieta de muchos peces en estado larvario, ya sea consumida directamente o adquirida a partir del contenido intestinal de sus presa, como los rotíferos y los copépodos. Los protocolos existentes que utilizan a las microalgas para mejorar el perfil de PUFA de las presas vivas (Tabla 1) demuestra cuan eficiente puede ser un alimento de algas en la mejorar del valor nutricional de estos alimentos vivos.

El uso de las algas en formulaciones de alimentos acuícolas
Se han incorporado varias especies de macroalgas y microalgas en las formulaciones de alimentos para peces con el objetivo de evaluar su valor nutritivo y hasta ahora, muchas demostraron ser beneficiosas: Chlorella o Scenedesmus en la dieta de la tilapia (Tartiel et al 2008); Chlorella en la dieta del pez de roca Coreano (Bai et al 2001);. Undaria o Ascophyllum en la dieta del Besugo (Yone et al 1986);. Ascophyllum, Porphyra, Spirulina, o Ulva en la dieta del Besugo (Mustafa y Nakagawa 1995); Gracilaria o Ulva en la dieta de la lubina (Valente et al 2006);. Ulva en la dieta de salmonete rayado (Wassef et al 2001);. Ulva o Pterocladia en la dieta de La Dorada (Wassef et al 2005);. Porphyra, o una combinación Nannochloropsis-Isochrysis en la dieta del bacalao del Atlántico (Walker et al . 2009, 2010). Desafortunadamente, rara vez fue posible determinar los factores nutricionales específicos responsables de estos efectos beneficiosos, ya sea porque no se intentó hacerlo o debido a un mal diseño del estudio.

Por ejemplo, en uno de los pocos estudios que se centraron en los efectos de la sustitución de la proteína de algas por la proteína de gluten, se realizaron ensayos con dietas que contenía caseína, metionina y lisina, pero no se realizó ningún análisis de la proteína de algas las cuales contenían niveles muy altos de aluminio y hierro (Hussein et al. 2012). Realmente se necesitan realizar estudios mejores diseñados con el objetivo de entender mejor las formas de inclusión de las algas en los alimentos acuícolas.

Elegir el alga correcta.
A menudo las algas seleccionadas para los estudios de alimentación parecen ser por conveniencia ya que son de bajo costo y están disponibles comercialmente. Por ejemplo, microalgas como la Spirulina, la Chlorella y la Dunaliella se pueden producir a través de tecnologías de bajo costo y se comercializan como polvos secos; además sus perfiles nutricionales están bien documentados. Las macroalgas como las Laminaria, la Undaria , la Durvillea y el alga marrón Ascophyllum, se producen en densas masas que pueden ser cosechadas de manera económica. Estas macroalagas se utilizan como fuente de yodo, enmiendas de suelos y como aditivos en los alimentos balanceados.

Recientemente se ha despertado un gran interés por el potencial de las algas como materia prima para la producción de biocombustibles, pero además muy a menudo se propone que la porción de proteína que queda después de la extracción de lípidos, pueda ser utilizada para la alimentación animal (por ejemplo, Chen et al. 2010). Sin embargo, las algas que se seleccionan puede que no sean ideales para su uso en los alimentos ya que las presiones económicas que fuerzan a la obtención de métodos de de producción de combustible de más bajos costos, es probable que traiga como resultado residuos de proteínas contaminados, lo que los convierte en productos no aptos para la alimentación animal (Hussein et al. 2012).

Por el contrario, las microalgas de alto valor que se utilizan en los criaderos de mariscos y peces generalmente se producen en sistemas cerrados de cultivo con el objetivo de excluir a los organismos contaminantes; además no se pueden secar antes de ser utilizadas en los criaderos ya que podrían afectar sus propiedades nutricionales y físicas, lo cual reduce su valor como alimento. Inevitablemente sus costos de producción son más altos, pero su excepcional valor nutricional justifica el gasto. La Tabla 2 muestra los perfiles nutricionales típicos de las algas producidas por la empresa Reed Mariculture Inc.

Del mismo modo no tendría sentido sustituir arbitrariamente un cultivo vegetal convencional por otro (ejemplo: patatas por soja) al formular un alimento, ya que se debe tener en cuenta y los atributos particulares de cada especie de alga. Además del perfil de proteína y aminoácido, también se deben tener en cuenta los lípidos / PUFA / el perfil de esterol, y el contenido de pigmento.

El tipo y la cantidad de polisacáridos extracelulares, los cuales son muy abundantes en ciertas algas, puede interferir con la absorción de nutrientes, o por el contrario ser agentes aglutinantes útiles para la formación de pellets. Las gruesas paredes celulares de las microalgas, como en el caso de la Chlorella, puede impedir la absorción del valor nutricional que contienen las células. Los compuestos inhibidores fenólicos, que producen algunas algas kelps, y los compuestos bromados producidos por las algas rojas como la Laurencia, pueden provocar que un alga que contenga un excelente análisis nutricional, sea inadecuada para su uso en los alimentos. Dependiendo del crecimiento y de las condiciones de procesamiento, las algas pueden contener altas concentraciones de elementos traza que pueden ser perjudiciales.

Realmente será necesario realizar un estudio más cuidadoso sobre las propiedades de numerosas algas con el fin de aprovechar de manera óptima el gran potencial que ofrece este grupo de organismos tan diversos. Pero ya es evidente que las algas desempeñan un papel importante en el esfuerzo por avanzar hacia la formulación de alimentos acuícolas “dentro de la cadena alimentaria” de una manera más sostenible y de cara al futuro.

Fuente: Eric C. Henry PhD, Científico investigador, Reed Mariculture Inc., USA