En las últimas décadas, la tecnología de extrusión ha surgido como un método clave para producir alimentos acuícolas que no solo sean nutritivos sino también altamente funcionales, ofreciendo beneficios como mejor digestibilidad, palatabilidad, flotabilidad y estabilidad del agua.
Un estudio publicado por científicos de CSIRO Agriculture and Food, Food Innovation Centre y de la Deakin University, profundizó en los mecanismos, desafíos y oportunidades asociados con la extrusión de alimentos acuícolas. El estudio explora cómo la tecnología de extrusión ha revolucionado la producción de alimentos para la acuicultura, los desafíos que enfrenta y las oportunidades futuras que podrían mejorar aún más su eficiencia y sostenibilidad.
¿Qué es la extrusión de alimentos para la acuicultura?
La extrusión es un proceso de alta temperatura y corto tiempo que utiliza calor, presión y cizallamiento mecánico para transformar los ingredientes crudos en un producto alimenticio homogéneo, poroso y rico en nutrientes. Este método se adoptó por primera vez en la década de 1980 y desde entonces se ha convertido en el método de producción de alimentos dominante para muchas especies de peces, en particular aquellas que requieren alimentos de alta energía y hundimiento lento como el salmón.
El proceso de extrusión
El proceso de extrusión es complejo y está influenciado por varios factores:
- Composición de la mezcla de alimentos: Incluye proteínas, almidón, fibra, lípidos, pigmentos, vitaminas y humedad.
- Parámetros de extrusión: Incluyen la velocidad del tornillo, el perfil de temperatura, la velocidad de alimentación, el perfil del tornillo y el diseño de la matriz.
- Preacondicionamiento: La adición de agua y calor permite la difusión del agua en los gránulos de almidón, lo que inicia el proceso de plastificación del almidón para la cocción parcial del almidón (gelatinización).
Por qué la extrusión es superior a la peletización tradicional
Si bien la peletización ha sido el método tradicional para producir alimentos acuícolas, de acuerdo con el estudio publicado en Reviews in Aquaculture la extrusión ofrece varias ventajas:
- Mejor retención de nutrientes: la extrusión mejora la digestibilidad de las proteínas y los almidones, lo que hace que los nutrientes sean más accesibles para los peces.
- Flotabilidad controlada: la extrusión permite un control preciso de la densidad de los pellets, lo que permite la producción de alimentos flotantes, de hundimiento lento o de hundimiento rápido adaptados al comportamiento alimentario de diferentes especies.
- Mejor estabilidad en el agua: los pellets extruidos son más duraderos en el agua, lo que reduce la lixiviación de nutrientes y el impacto ambiental.
- Mayor capacidad de carga de aceite: los alimentos extruidos pueden absorber más lípidos, lo que es crucial para las dietas de alto contenido energético.
Sin embargo, la extrusión no está exenta de desafíos. El proceso es más complejo y costoso que la peletización, y requiere una importante inversión de capital y experiencia técnica. Además, las altas temperaturas involucradas pueden degradar los nutrientes sensibles al calor, como las vitaminas, lo que requiere estrategias como el recubrimiento posterior a la extrusión o la encapsulación.
Desafíos clave en la extrusión de alimentos para acuicultura
- Variabilidad de los ingredientes: Las propiedades físicas y nutricionales de las materias primas pueden variar ampliamente, lo que afecta la consistencia y la calidad del producto final. Esta variabilidad requiere ajustes frecuentes de los parámetros de extrusión, lo que aumenta la complejidad operativa.
- Complejidad operativa: La extrusión es un proceso altamente técnico que exige operadores capacitados para gestionar variables como la temperatura, el contenido de humedad y la velocidad del tornillo. Cualquier paso en falso puede dar lugar a una calidad de alimento subóptima.
- Costo de producción: La inversión inicial para el equipo de extrusión es entre 1,5 y 2,5 veces mayor que para las fábricas de pellets. Además, los requisitos de energía y los costos de mantenimiento son significativamente mayores.
- Nutrientes sensibles al calor: Las altas temperaturas utilizadas en la extrusión pueden degradar las vitaminas y otros componentes sensibles al calor, lo que reduce el valor nutricional del alimento. Este desafío ha llevado a la exploración de técnicas de encapsulación y extrusión en frío.
- Gestión de residuos: La producción de alimentos extruidos genera residuos en forma de virutas y finos. Si bien algunos de estos residuos se pueden reciclar, el exceso de residuos puede generar pérdidas económicas y problemas ambientales.
Oportunidades para la innovación en la extrusión de alimentos acuícolas
A pesar de estos desafíos, existen varias oportunidades interesantes para avanzar en la tecnología de extrusión de alimentos acuícolas:
Caracterización predictiva con NIRS
La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) está surgiendo como una poderosa herramienta para el análisis en tiempo real de la composición y la calidad de los alimentos. La NIRS puede predecir atributos clave como la gelatinización del almidón, la digestibilidad de los nutrientes y la durabilidad de los pellets, lo que permite un control de procesos y una garantía de calidad más eficientes.
Control de calidad impulsado por IA
La inteligencia artificial (IA) tiene el potencial de revolucionar la producción de alimentos acuícolas al optimizar los parámetros de extrusión en tiempo real. Los sistemas de IA pueden monitorear variables críticas, detectar anomalías y realizar ajustes para garantizar una calidad constante del producto, reduciendo el desperdicio y el tiempo de inactividad.
Encapsulación de bioactivos
La tecnología de encapsulación puede proteger los nutrientes sensibles al calor y los compuestos bioactivos durante la extrusión, lo que garantiza su estabilidad y biodisponibilidad en el alimento final. Este enfoque es particularmente prometedor para los alimentos funcionales que promueven la salud y la resiliencia de los peces.
Modelado de extrusión
Las técnicas de modelado avanzadas, como la metodología de superficie de respuesta (RSM), pueden ayudar a optimizar las condiciones de extrusión para diferentes formulaciones de alimentos. Estos modelos permiten a los fabricantes predecir los efectos de la variación de los parámetros de procesamiento en la calidad del alimento, lo que permite una producción más eficiente.
Ingredientes sustentables
La industria de la acuicultura está explorando cada vez más fuentes de proteínas alternativas, como la harina de insectos, las proteínas unicelulares y las algas. La tecnología de extrusión puede mejorar la funcionalidad de estos nuevos ingredientes, haciéndolos más viables para su uso en alimentos acuícolas.
El futuro de la extrusión de alimentos acuícolas
Según el estudio, el futuro de la extrusión de alimentos acuícolas radica en abordar los desafíos de la variabilidad de los ingredientes, la complejidad operativa y la sostenibilidad, al tiempo que se aprovechan las tecnologías emergentes como la IA, NIRS y la encapsulación. La colaboración entre la industria, la academia y las instituciones de investigación será crucial para impulsar la innovación y garantizar el crecimiento continuo de la acuicultura sostenible.
Conclusión
La extrusión de alimentos acuícolas es una piedra angular de la acuicultura moderna, que ofrece ventajas significativas sobre la peletización tradicional en términos de retención de nutrientes, eficiencia de los alimentos e impacto ambiental. Sin embargo, el proceso enfrenta desafíos relacionados con el costo, la complejidad y la variabilidad de los ingredientes. Al adoptar tecnologías emergentes y prácticas sostenibles, la industria de la acuicultura puede superar estos desafíos y liberar todo el potencial de la tecnología de extrusión.
De cara al futuro, la evolución continua de la extrusión de alimentos acuícolas será fundamental para garantizar la productividad, la sostenibilidad y la viabilidad económica de los sistemas de acuicultura en todo el mundo.
Contacto
Jordan Pennells
CSIRO Agriculture and Food, Food Innovation Centre
Werribee, Victoria, Australia
Email: jordan.pennells@csiro.au
Referencia (acceso abierto)
Pennells, J., Salini, M., Rombenso, A., Simon, C., & Ying, D. (2025). The State-of-the-Art of Aquafeed Extrusion: Mechanisms, Challenges and Opportunities. Reviews in Aquaculture, 17(2), e70002. https://doi.org/10.1111/raq.70002
