Mirando el mar, para producir en la tierra

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La necesidad de mejorar la eficiencia de la nutrición, ha gatillado que algas y microalgas comiencen a proyectarse como interesantes fuentes proteicas y aditivos para la alimentación de rumiantes.

Felipe Pino San Martín
PhD Nutrición de Rumiantes
Penn State University
pinovet@outlook.com
Nutrivet

Las algas siempre han estado. Sin embargo, no habían sido consideradas en la lista de materias primas posibles para la alimentación animal. Hasta ahora, donde la necesidad de cubrir los requerimientos y mejorar la eficiencia de la nutrición en animales de producción ha impulsado nuevas investigaciones en esta área.

En la Unión Europea, los investigadores se han enfocado en estudiar estos insumos, y aparecen con dos denominaciones. 1) Harina de algas: algas secas, harina de algas, aceite de algas, extracto de algas. 2) Harina de algas procedente de las microalgas.

Aunque su uso actual es marginal debido a su costo relativamente alto, las algas se perfilan como futuras fuentes de proteínas, ya que el sector de la nutrición animal necesita encontrar fuentes alternativas a las tradicionales, como la soya y el raps.

Las propiedades nutricionales de las algas y su potencial para ser utilizadas como aditivo se relacionan con su aporte de minerales, fibra, proteína, vitaminas y lípidos.

Además de ser fuentes nutricionales, las algas son materia prima para el desarrollo de nuevos aditivos, como pigmentos naturales, carotenoides y ácidos grasos poliinsaturados, que permiten mejorar la calidad de los productos de origen animal, convirtiéndolos en productos funcionales. La prohibición de los promotores de crecimiento en Europa ha obligado a los profesionales de la industria a buscar soluciones naturales en esta área y, gracias al efecto de los oligosacáridos de las algas, que actúan como prebiótico, éstas pueden ser parte de la solución.

ALTERNATIVA PROBADA

Las algas se vienen utilizando desde hace bastante tiempo en regiones costeras –zonas pobres y desfavorecidas– para alimentar animales, tal como se dio en Europa –específicamente en el Atlántico francés– durante la Primera Guerra Mundial, debido a la escasez de avena y forraje. Ante la carencia, los animales se soltaban a las costas para que utilizaran algunos forrajes silvestres y algas. De esas experiencias se determinó que a cerdos y rumiantes muchas de estas algas les eran palatables y servían como fuente de alimentación.

Las primeras pruebas de suplementación en la dieta de animales destinados al consumo (cerdos, aves y caballos) mostraron que las algas tenían buena aceptabilidad, digestibilidad y asimilación. Estos ensayos continuaron y se descubrió un efecto beneficioso de la incorporación de 5-10% de algas en fresco en la ración. Por su sabor salobre, son de gran aceptación por los rumiantes.

Entre 1960-1980, cantidades significativas de harina de fucales (algas pardas de los géneros Fucus y Sargassum) se incorporaron en las dietas de los animales de producción.

El alga Macrocystis pyrifera marrón se utiliza para hacer conjugados con micronutrientes. Se forman mezclas de sulfatos con oligoelementos –cobre, zinc, hierro y manganeso– que se deshidratan pasando la pasta a través de rodillos, obteniendo un producto aplastado. Estos productos, llamados SQM, tienen el objetivo de mejorar la biodisponibilidad de los micronutrientes. Los alginatos ubicados en las paredes de las algas tienen la capacidad de hacer iones de quelatos divalentes y multivalentes. La estabilidad de los complejos formados dependerá de la estructura de los alginatos. Los bloques glucuronatos (sales de ácido glucurónico) forman quelatos, mientras los bloques mannuronatos forman complejos de forma alternativa menos estables. Los micronutrientes son liberados gradualmente de acuerdo a las condiciones fisicoquímicas y las etapas de la digestión.

Con las algas es posible desarrollar pigmentos naturales, carotenoides y ácidos grasos poliinsaturados que permiten mejorar la calidad de los productos de origen animal.

Algas como Alsidium helminthocorton (llamada “Espuma Córcega”) se han usado como tratamiento antihelmíntico. Oxyuricida se usa tradicionalmente en los niños, con el mismo fin, de forma seca o cocida. Diginea se usa comúnmente en Asia, al igual que en Cuba, y la Ulve Durvillaea en Nueva Zelanda. Dos metabolitos son los responsables de la actividad desparasitante o antihelmíntica: el ácido kaínico, el ácido domoico y la prolina, estructuralmente ácidos cercanos al ácido glutámico.

VALIOSAS PROPIEDADES

Las propiedades nutricionales de las algas y su potencial para ser utilizadas como aditivo tienen un gran interés, dado el aporte de minerales, fibra, proteína, vitaminas y lípidos, que las ubican en la primera línea de investigación y desarrollo. Los minerales pueden representar hasta el 36% de la materia seca. Esta fracción ofrece una gran diversidad de macroelementos tales como sodio, calcio, magnesio, potasio, cloro, azufre y fósforo; y micronutrientes esenciales como yodo, hierro, zinc, cobre, selenio, molibdeno y otros elementos traza en su composición como flúor, manganeso, boro, níquel y cobalto.

Gracias al efecto de los oligosacáridos, las algas actúan como prebióticos. En la foto, Macrocystis pyrifera.

El caso del yodo es especial. En estudios realizados en cerdos, la suplementación de 30 mg de yodo por kg de alimento aumentó el contenido de yodo en músculo de 23 µg a 138 µg por kg. Resultados similares se obtuvieron en vacuno y gallinas ponedoras. Esto tiene un efecto muy importante para la nutrición humana, ya que el consumo de pescados y mariscos es limitado. Epidemiológicamente hablando, se ha determinado que los problemas de hipotiroidismo en la población, se deben principalmente al bajo consumo de yodo. De esta manera, al mejorar la cantidad de yodo en los productos de origen animal, utilizando algas en la raciones, se disminuyen las deficiencias de yodo en humanos.

Las algas también contienen pigmentos carotenoides. Xantofilas: fucoxantina y luteína, zeaxantina Caroteno: β-caroteno, esencialmente. Además de la pigmentación, gracias a sus propiedades los carotenoides son usados como poderosos antioxidantes capaces de fijar el oxígeno y desactivar los radicales ricos en peróxidos. La inclusión de algas ricas en carotenoides en la alimentación de vacas lecheras, reduce el recuento de células somáticas y mejora los parámetros reproductivos, lo que nos hace pensar en una mejora de la actividad inmunológica.

El contenido total de fibra en las algas oscila entre 32% y 50%. Dentro de las fibras insolubles hay una fracción celulósica presente en baja proporción, especialmente en las algas rojas. La fibra insoluble está asociada a los efectos sobre la disminución del tiempo de tránsito en el colon.

La fracción de fibra soluble representa del 51% al 56% de las fibras totales en algas verdes y rojas, y del 67% al 87% en algas marrones. Los polisacáridos solubles se pueden considerar como la fracción más importante de las algas rojas (Gracilaria verrucosa, Chondrus crispus, Laver, Palmaria palmata). También se conocen como agares, carragenina y xilano. Los agares y carrageninas son polímeros sulfatados de galactosa y anhidrogalactosa. Los xilanos son polímeros de xilosa neutral. Para algas marrones (Ascophyllum nudoso, Fucus vesiculosus, Himanthalia elongata, Undaria pinnatifida), las fibras solubles son laminaranes, alginatos y fucanos. Los laminaranes (β-glucano) son polímeros neutros de glucosa. Los alginatos son polímeros de ácido manurónico glucurónico.

La fibra soluble está usualmente asociada con la capacidad de hidratación, comportamiento (absorción, retención, hinchazón) que influye en el tránsito del bolo en el rumen e intestino delgado, y que puede tener efectos hipoglucémicos y sobre el colesterol, lo que estaría ligado a una mayor capacidad de producción de leche.

Los oligosacáridos son moléculas de polisacáridos de polimerización y tienen propiedades prebióticas en la flora microbiana del colon. Estos oligosacáridos pueden utilizarse en alimentos balanceados para bloquear la colonización bacteriana en varios puntos y estimular respuesta inmune intestinal.

El contenido de proteína de las algas es variable. Las algas marrones tienen un contenido de proteína pequeño, entre el 5-11% de materia seca. Algunas algas rojas tienen un porcentaje de proteína entre el 30-40% de materia seca, comparable a la soja. Las algas verdes contienen una cantidad de proteína significativa, que puede alcanzar el 20% de su materia seca en ciertos momentos año. La espirulina o microalga de agua dulce es bien conocida por su muy alto contenido en proteínas (70% de la materia seca).

La composición de vitaminas de las algas, a pesar de las grandes variaciones estacionales, resulta interesante principalmente por la provitamina A (alga roja), la vitamina C (algas marrón y verde) y la vitamina E (alga marrón). Las vitaminas del grupo B (B2 y B3, en particular) también se encuentran en cantidades considerables, sin olvidarnos de su principal ventaja: su nivel significativo de vitamina B12, a diferencia de las plantas de tierra que carecen totalmente de ella.

La inclusión de algas ricas en carotenoides en la alimentación de vacas lecheras reduce el recuento de células somáticas y mejora los parámetros reproductivos.

El contenido de lípidos de las algas es muy bajo: del 1 al 3% de materia seca. Solo Ascophyllum nodosum puede llegar hasta el 5%, y desde el punto de vista cualitativo, los lípidos de las algas difieren de las plantas terrestres. El tipo de ácidos predominantes son ácidos grasos insaturados. Las algas verdes tienen una composición de ácidos grasos más cercana a la de las plantas terrestres, superiores, con un contenido ácido mucho más alto en ácido oleico C18:1 y ácido alfa-linolénico ω3 – C18:3. Las algas rojas contienen altos niveles de ácidos grasos poliinsaturados de 20 carbonos, característica única en el reino vegetal, ya que estos ácidos grasos son característicos del mundo animal. El EPA famoso (ω3 – C20:5) es particularmente alto, hasta el 50% de los ácidos grasos polinsaturados en el género Porphyra. El ácido araquidónico (ω6 – C20:4) también está presente. Los ácidos grasos polinsaturados de 18 carbonos alcanzan niveles del 10% de los ácidos grasos totales en Porphyra. En las algas marrones la distribución de ácidos grasos es parecida, aunque el contenido de ácido linolénico es alto.

El uso de algas marinas en raciones de alimentos mejora la salud general y el rendimiento de los animales. Se mejora la calidad de la piel, se regulariza el ciclo estral, aumenta la cantidad y calidad del esperma y, por lo tanto, mejora la tasa de concepción y de nacimientos naturales.

Como fuente de yodo, la Ascophyllum es muy interesante, ya que es importante que la carne y leche destinados a la alimentación humana contengan la dosis necesaria de yodo para garantizar los requisitos metabólicos de la población.

Algunas algas rojas tienen un porcentaje de proteína entre el 30-40% de materia seca, comparable a la soja.

El Lithothamnium o maerl (marl), además de utilizarse como enmienda en la corrección del pH de los suelos ácidos en agricultura, es muy interesante para la alimentación animal, especialmente en rumiantes. Mejora la síntesis de la microflora ruminal, promueve la asimilación de los nutrientes, y corrige ph ruminal en los animales que recibieron una alimentación con un alto nivel de inclusión de silo de maíz o concentrados, reduciendo el riesgo de acidosis. Asimismo, ayuda a cubrir las necesidades de calcio asociada a la producción de leche. Contiene 0,27% de azufre que desempeña un papel esencial en la síntesis de aminoácidos azufrados y, a su vez de proteínas, vitaminas y el control redox del rumen.

Las algas verdes contienen una cantidad de proteína significativa, que puede alcanzar el 20% de su materia seca en ciertos momentos del año.

EL POTENCIAL DE LAS MICROALGAS

Como indicamos más arriba, la espirulina es una importante fuente de compuestos nutricionales de alto valor biológico, conocida desde hace siglos por culturas como China, Grecia o México. Presenta un 60-70% de proteínas y todos los aminoácidos esenciales, con una excelente biodisponibilidad. Contiene pigmentos ricos en clorofila y ficocianina, además de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), principalmente los de la serie n-3, como el ácido docosahexaenoico (DHA). También es una interesante fuente de ácido, siendo precursor γ-linolénico prostaglandinas, leucotrienos y tromboxanos. Los antioxidantes, como ficocianina y carotenoides, pueden actuar como provitamina A y prevenir la formación de especies reactivas de oxígeno, sustancias que son responsables de enfermedades crónicas como el cáncer o el envejecimiento.

El uso de algas marinas en raciones de alimentos mejora la salud general y el rendimiento de los animales.

Existen numerosos estudios con espirulina en el campo de la acuicultura, ya que actualmente supone la aplicación más común de las microalgas en alimentos balanceados. Estos estudios se centran en la caracterización físico-química y la valoración nutricional de las diferentes cepas de microalgas, siendo la alimentación de rumiantes un campo a explorar.

Además de ser rica en proteínas (70% de la materia seca), la espirulina (Arthrospira platensis) reduce la degradación ruminal, contribuyendo a mejorar la salud del ganado lechero.

En recientes investigaciones, se atribuye a la suplementación con algas la capacidad de seleccionar la población de protozoos ruminales, influyendo de esta forma en la proporción de ácidos grasos de cadena corta. También se sabe que la inclusión de elevadas cantidades de algas en los concentrados puede afectar al rendimiento de los animales al disminuir la capacidad de ingesta de los mismos, por ello, es necesario realizar más estudios para determinar con qué dosis se mantienen sus efectos beneficiosos sin alterar el rendimiento de los animales.

Es sabido que la leche y los productos lácteos se utilizan actualmente como alimentos funcionales y, por lo tanto, se ha centrado la atención en el enriquecimiento de la grasa de leche de vaca con PUFA, al ser estos ácidos beneficiosos, especialmente la serie n-3, ya que no pueden ser sintetizados por los seres humanos o los animales y protegen contra enfermedades cardiovasculares, la aterosclerosis, enfermedades de la piel y artritis. Estos ácidos grasos están ausentes o a un nivel mínimo en raciones tradicionales para vacas lecheras, mientras que están presentes en proporciones muy bajas, de menos de 0,1% de ácidos grasos totales, en los productos lácteos. Los ensayos con espirulina utilizando vacas lecheras, han obtenido resultados positivos con impacto directo en la productividad: Las vacas alimentadas con espirulina tuvieron un incremento del 21% en su producción de leche. Además, mostraron aumentos en la leche grasa butírica (entre 17,6% y 25,0%), proteína de la leche (9,7%) y la lactosa (11,7%) en vacas alimentadas con microalgas, en comparación con animales control.

La inclusión de Ascophyllum en las raciones, contribuye a enriquecer con yodo la carne y la leche destinados a la alimentación humana.

Estos resultados podrían ser atribuibles a la influencia de la espirulina sobre la síntesis de proteína microbiana, la reducción de la degradación ruminal y su composición rica en nutrientes. Por otra parte, estos resultados ponen de relieve el uso de espirulina en la mejora de la salud del ganado lechero.

La utilización de espirulina se ha asociado con una disminución significativa en el recuento de células somáticas, lo que mejora el valor alimentario de la leche. Adicionalmente, las vacas alimentadas con esta microalga han mostrado una mejor condición corporal en comparación con animales control. Como se demostró en toros, la calidad de su esperma se mejora con la inclusión de la espirulina en su dieta. La motilidad del esperma, concentración y viabilidad post-almacenamiento fueron afectados positivamente en los toros.

El Lithothamnium o maerl, corrige el ph ruminal en animales que recibieron una alimentación con alto contenido de silo de maíz o concentrados.

Los efectos de la inclusión de espirulina sobre los productos ovinos y su productividad siguen siendo relativamente desconocidos, ya que se han publicado muy pocos estudios. En uno de los estudios se encontró que los corderos alimentados con leche de ovejas alimentadas con espirulina, tuvieron mayores pesos vivos y ganancias medias diarias que los corderos control. Se obtuvieron corderos con mayor peso al nacimiento cuando las ovejas se alimentaron con espirulina durante la preñez. Parece claro el beneficio potencial de la utilización de las algas, tanto como materia prima directa para el aprovechamiento de sus diferentes nutrientes, como también purificando los compuestos de acción prebiótica. No obstante, es evidente la necesidad de una mayor investigación para su utilización en la producción de rumiantes.

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