Nutrición

Proteómica: impacto del cultivo en la calidad y seguridad de los productos acuícolas

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By Milthon Lujan

Vigo, España – Una revisión científica presenta las primeras aplicaciones de varias estrategias proteómicas para evaluar el impacto de las condiciones de cultivo sobre la calidad y seguridad de los productos acuícolas.

Científicos del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM), de la Universidad del País Vasco y del Ikerbasque, Basque Foundation for Science, publicaron una revisión científica en la revista Foods, que resume algunas aplicaciones altamente relevantes de la proteómica para evaluar el impacto de las condiciones de cultivo en el bienestar de los peces, así como la calidad y seguridad de los productos de la acuicultura. A continuación presentamos un resumen de la publicación, y al final del artículo se puede encontrar en enlace para su descarga.

La acuicultura es el sector de producción de alimentos de más rápido crecimiento en el mundo, ofrece una excelente fuente de alimentos de alto valor y se espera que contribuya significativamente a satisfacer la demanda por productos pesqueros.

La globalización de los mercados de la acuicultura presenta importantes beneficios nutricionales y económicos, pero también tiene riesgos potenciales para la seguridad de los alimentos, como por ejemplo la sustitución de especies de pescado y la presencia de microorganismos en los alimentos y sus correspondientes enfermedades transmitidas por los alimentos.

Sin las adecuadas medidas de conservación, los pescados y mariscos pueden estropearse fácilmente, lo que resulta en una rápida pérdida de la calidad de los alimentos debido a la presencia de la microbiota del pescado, la elevada cantidad de ácidos grasos insaturados y la abundancia de proteasas.

Mejorar las prácticas de acuicultura para ofrecer productos de óptima calidad y reducir el estrés crónico a través de mejores condiciones de cultivo para mantener el bienestar de los peces son dos temas importantes en la investigación acuícola.

La toma de conciencia de los consumidores y la creciente demanda de productos acuícolas ha motivado a los científicos a desarrollar procedimientos para aumentar la productividad y mejorar la calidad y seguridad de estos productos alimenticios. En este contexto, las proteómica se ha establecido como una poderosa metodología para la evaluación de la calidad y seguridad en los productos de la acuicultura.

¿Qué es proteómica?

La proteómica es el análisis de alto rendimiento de las proteínas de una muestra biológica específica. La proteómica implica la identificación, localización y cuantificación de proteínas, así como el análisis de modificaciones de proteínas y la elucidación de redes proteína-proteína.

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Entre las técnicas analíticas proteómicas, la espectrometría de masas (MS) es reconocida como un instrumento indispensable para analizar con precisión un gran número de proteínas de muestras complejas en la mayoría de estudios de proteómicas de alimentos.

La proteómica tiene el potencial de proveer información útil para mejorar la producción, bienestar, salud, valor nutricional y salubridad de los peces de cultivo. Existen dos enfoques clásicos en la proteómica: de descubrimiento y dirigida.

La proteómica de descubrimiento tiene como objetivo el identificar marcadores biológicos en un proteoma dado, empleando frecuentemente un enfoque de abajo hacia arriba, en el que las proteínas de la muestra se separan, proteolizan con enzimas como tripsina o Glu-C y los péptidos obtenidos se analizan posteriormente.

La proteómica dirigida se refiere al seguimiento de los biomarcadores de péptidos relevantes y se ha convertido en una metodología reconocida para detectar proteínas seleccionadas con una precisión, reproducibilidad y sensibilidad significativas. En este enfoque, el analizar se centra en detectar sólo el péptido o péptidos elegidos mediante el seguimiento de reacciones seleccionadas/múltiples (SRM/MRM).

Evaluación de condiciones de cultivo

Los ambientes y condiciones de la piscicultura son muy diferentes a las condiciones en las cuales los peces viven en la naturaleza. De hecho, los peces de cultivo, no necesitan nadar activamente para capturar sus presas o escapar de los depredadores; por consiguiente, ellos se ejercitan menos, lo que impacta en su crecimiento muscular y fenotipo.

Los alimentos procesados que son consumidos por los peces de cultivo difieren considerablemente de su dieta natural,lo cual afecta el metabolismo y la composición bioquímica del músculo. Además de esto, las condiciones de cultivo en la acuicultura podrían no estar optimizadas con respecto a las densidades de cultivo, incidencia de parásitos y enfermedades, y el establecimiento de jerarquías debido a la competencia por espacio o alimento, todo esto tiene consecuencias para el bienestar y el desarrollo de comportamientos anormales.

Las metodologías proteómicas podrían tener un considerable impacto para comprender las actuales prácticas acuícolas en varias de las principales áreas: (i) gestión de la dieta, (ii) bienestar de los peces y respuesta al estrés, (iii) seguridad del alimento, y (iv) resistencia a los antibióticos.

Gestión de la dieta en acuicultura

La gestión de la dieta en la acuicultura busca mejorar el rendimiento en crecimiento, el estado de salud e inmune en los organismos acuícola. Numerosos estudios han mostrado que la composición de los alimentos influye en la composición del filete de pescado. Los trabajos iniciales en proteómica revelaron diferencias entre los proteomas de muestras del músculo esquelético de peces silvestres y de cultivo.

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La optimización de las dietas para los peces es una prioridad en el sector de la acuicultura desde hace muchos años. Un ingrediente cuya incorporación en los piensos parece mejorar el rendimiento en crecimiento y la respuesta inmune de algunas especies de peces es β-glucano.

Asimismo, la evaluación de los efectos de la sustitución parcial de la harina de pescado por proteínas vegetales en el proteoma de los peces en diferentes tejidos también ha sido objetivo de varios estudios. De esta forma la sustitución parcial de harina de pescado con harina de soja causa un incremento en la cantidad de enzimas envueltas en el catabolismo de proteínas y cambios en el hígado de trucha arcoiris.

La reducción del uso de harina y aceite de pescado en la acuicultura es una prioridad, que puede conducir a investigar los efectos de nuevas dietas sobre la fisiología de los peces, donde algunos ingredientes marinos son sustituidos por proteína y aceites de origen vegetal. La inclusión de aceite vegetal en los piensos de salmones induce a respuestas específicas en el proteoma intestinal.

Bienestar y estrés de los peces

Los efectos del estrés sobre el crecimiento vienen siendo estudiados extensamente en la acuicultura. Las diferentes condiciones de estrés crónicos, como el confinamiento, hacinamiento, manipulación repetitiva, deficiencias en el volumen de agua y dieta e hipoxia, afecta el bienestar y la respuesta de estrés de los organismos acuícolas y varios estudios proteómicos han identificado señales de proteínas para el estrés crónico en peces.

Las condiciones de cultivo por sí mismas afectan los niveles de estrés de los peces, su crecimiento, y la composición bioquímica de los diferentes tejidos y órganos, incluido el hígado, el cerebro y los músculos. De hecho, el ejercicio en los salmónidos reduce los niveles de agresión y las jerarquías, conduciendo a un incremento en el bienestar y crecimiento de los peces.

Seguridad de los alimentos acuícolas

La acuicultura tiene la capacidad de proveer alimento para millones de personas en el mundo, sin embargo la inapropiada gestión de las instalaciones podría dañar severamente los ecosistemas acuáticos y afectar la salud de los consumidores a través de la contaminación. Además, algunos microorganismos patogénicos pueden ser encontrados en el ambiente acuático con el potencial de afectar negativamente, no solo a la vida acuática, sino también a la salud humana.

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La seguridad de los alimentos en el sector de la acuicultura es de relevancia crucial para evitar los peligros para la salud que pueden ser bióticos (bacterias, alérgenos, parásitos, virus y floraciones algales peligrosas) y abióticos (hidrocarburos aromáticos, dioxinas, metales pesados, plásticos).

Conclusiones

La proteómica ayuda a elucidar como la gestión de la dieta en el sector de la acuicultura influye la producción, crecimiento, inmunidad y bienestar de los organismos acuícolas y ayuda en la selección de dietas óptimas. Además, los investigadores destacan que se vienen haciendo esfuerzos para descubrir marcadores de proteínas para rasgos de calidad del pescado.

“Nosotros consideramos que las estrategias proteómicas y sus técnicas asociadas pueden ofrecer varias ventajas comparadas con otras metodologías para el estudio del impacto de las condiciones de cultivo sobre la calidad y seguridad en los productos acuícolas” destacan.

La investigación fue financiada por el Proyecto de la Xunta de Galicia-GAIN (IN607D 2017/01) y la Agencia Estatal de Investigación (AEI) de España y la European Regional Development Fund mediante el proyecto CTM2017-84763-C3-1-R. M.C. es apoyado por Ramón y Cajal Contract (RYC-2016-20419, Ministry of Science, Innovation and Universities of Spain). {mprestriction ids=»*»}

Referencia (acceso abierto):
Carrera, Mónica; Piñeiro, Carmen; Martinez, Iciar. 2020. «Proteomic Strategies to Evaluate the Impact of Farming Conditions on Food Quality and Safety in Aquaculture Products.» Foods 9, no. 8: 1050.  https://doi.org/10.3390/foods9081050 {/mprestriction}

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