Nutrición

Biomasa de microalgas como ingrediente de los alimentos acuícolas

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By Milthon Lujan

La biomasa de microalgas tienen el potencial de sostener el crecimiento de la acuacultura de peces y camarones. Las microalgas tienen el potencial de reemplazar la harina y aceite de pescado en la acuicultura y asegurar los estándares de sustentabilidad.

Proceso tecnológico para la producción de alimento para peces mediante el uso de las microalgas. Fuente: Ahmad et al (2022).
Proceso tecnológico para la producción de alimento para peces mediante el uso de las microalgas. Fuente: Ahmad et al (2022).

Las microalgas proveen aminoácidos esenciales, triglicéridos valiosos, vitaminas y pigmentos, convirtiéndolas en sostenibles como suplementos nutricionales.

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Investigadores de University of Science and Technology (Emiratos Árabes Unidos) publicaron una revisión científica donde presentan enfoques alternativos que podrían ser usados en la acuacultura para convertir a la biomasa de microalgas en una alternativa viable a la harina de pescado.

Potencial de las microalgas para alimentar a los peces

Diversas investigaciones han demostrado que una combinación de dos especies de microalgas Nannochloropsis oculata, y Schizochytrium sp., pueden ser usadas para alimentar la tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus). El estudio demostró que las dietas basadas en microalgas pueden incrementar la calidad nutricional y el crecimiento de los peces.

En otro estudio, Nannochloropsis sp. e Isochrysis sp. fueron usados para sustituir la harina de pescado y el aceite de pescado en la dieta de la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss). Comparado a la harina y aceite de pescado, Isochrysis sp. registró un incremento significativo de los coeficientes de digestibilidad aparente para la proteína cruda, aminoácidos, lípidos y ácidos grasos.

Las biotecnologías y bioproductos vinculados con las microalgas se han desarrollado rápidamente en los últimos años. La investigación en microalgas se ha enfocado en mejorar la eficiencia de la cosecha de biomasa y en producir compuestos específicos de alto valor.

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El costo de los alimentos basados en microalgas son más altos que los alimentos convencionales; en este sentido, debe bajar para ser competitivo.

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La idea de emplear la biomasa y bioproductos de microalgas como alimentos acuícolas para peces y camarones debe superar varios obstáculos para poder ser aplicados; entre los cuales se incluyen potenciales problemas de salubridad, factores antinutricionales, limitada digestibilidad, entre otros.

Microalgas como ingrediente de piensos acuícolas

Especies de microalgas, incluido Spirulina sp., Dunaliella sp., Isochrysis sp., Pavlova sp., entre otros, vienen siendo usados como alimento para las larvas en los hatcheries de peces. Sin embargo, las microalgas vienen siendo exploradas como posibles ingredientes para alimentar peces juveniles y adultos.

La próxima generación de alimentos basados en las microalgas tienen el potencial de proveer una fuente sostenible de alimentos para la acuicultura. Además de proveer nutrientes esenciales, las microalgas son una fuente esencial de alimento para el zooplancton y los peces de bajo nivel trófico, que a su vez proveen alimento para los peces de los niveles tróficos más altos.

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Las microalgas pueden contener hasta un 60% de proteína, 60% de carbohidratos o 70% de aceites, dependiendo de la especie de microalga y de sus condiciones de cultivo.

Los metabolitos secundarios generados por las microalgas, como los pigmentos, compuestos promotores del crecimiento y hormonas, tienen propiedades intrínsecas antioxidantes, antibacterial, anti-inflamatoria y estimulante de la inmunidad que benefician a las especies marinas y de agua dulce.

Digestibilidad de nutrientes

Es importante conocer cómo los componentes digeribles de los alimentos son usados para calcular su valor nutricional. Los productos de microalgas son evaluados por su digestibilidad nutricional antes de que puedan ser usados en los piensos acuícolas.

La digestibilidad nutricional y de energía de varias especies de microalgas varía debido a las diferencias en la composición química y la estructura física. La digestión de las microalgas en los peces es influenciada por la composición y rigidez de la célula.

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Ciertas proteínas pueden alterar la digestión de las microalgas. El inhibidor no deseado de la tripsina puede causar una pobre digestión de Nannochloropsis sp. Asimismo, los polisacáridos que no están elaborados de almidón, como la celulosa, pectinas y hemicelulosas, son usualmente difíciles de romper.

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Factibilidad económica y ambiental

Para desarrollar productos basados en las microalgas como una posible fuente de alimento o ingrediente para alimentos para humanos y animales, su factibilidad económica y su viabilidad a largo plazo debe ser mejorada.

Basado en seis sitios potenciales alternativos, se realizó un estudio tecno-económico de un ciclo entero de una planta de producción de microalgas de 100 ha. Los investigadores determinaron que el costo de producción de las algas en España es de aproximadamente 3.4 euros por kilogramo de biomasa seca, con una disminución proyectada de 0.5 euros por kilogramos en los próximos 10 años.

La proteína de microalgas tiene un significativo impacto ambiental debido a su proceso de secado que es intensivo en energía. En contraste al ganado y los cerdos, los cultivos de algas autotróficas y heterotróficas resultan en productos ecológicos más sostenibles.

Preocupaciones del uso de microalgas en los alimentos acuícolas

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El alto costo de la producción de microalgas continúa siendo una barrera para la acuicultura. Las microalgas tienen el potencial de ser usadas económicamente mediante la reducción de costos de producción y distribución.

Las microalgas son difíciles de secar y peletizar, y un incorrecto secado puede alterar sus cualidades nutricionales y físicas, lo que a su vez reduce su uso como ingrediente para los alimentos.

Por otro lado, las altas concentraciones de elementos traza y las toxinas encontradas en la biomasa de microalgas, constituyen una barrera para su uso en los piensos acuícolas.

Perspectivas de las microalgas

Las paredes celulares de microalgas varían en contenido y estructura. Esto enfatiza la necesidad de buscar cepas comerciales que puedan facilitar el rompimiento de la célula.

Asimismo, sólo unas pocas especies de microalgas han sido sometidas a pruebas de digestibilidad. La acuicultura requiere un rango diverso de especies de microalgas. Las especies con mejores propiedades nutricionales o de crecimiento podrían ser más eficientes.

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La etapa de cosecha de la biomasa de microalgas es intensiva en la demanda de energía, lo que incrementa los costos de producción. Los enfoques de biorrefinerías de microalgas pueden reducir los costos de producción de los componentes de microalgas a ser usados en los alimentos.

Conclusión

Para volver a las microalgas adecuadas para los piensos acuícolas, la pared celular del alga debe ser rota para liberar los nutrientes intracelulares.

“El co-cultivo de microalgas con hongos filamentosos ha sido desarrollado para facilitar la cosecha y minimizar los costos de la biomasa de microalgas”, concluyen los autores del estudio.

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Referencia (acceso libre)
Ashfaq Ahmad, Shadi W. Hassan & Fawzi Banat (2022) An overview of microalgae biomass as a sustainable aquaculture feed ingredient: food security and circular economy, Bioengineered, 13:4, 9521-9547, DOI: 10.1080/21655979.2022.2061148

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