Innovando a la industria alimentaria: el potencial nutricional y bioactivo de las macroalgas marinas
Las proyecciones demográficas indican que la población mundial alcanzará los 9,700 millones de personas en el 2050. Este crecimiento poblacional también trae consigo una fuerte demanda de alimentos que cumplan con las necesidades de nutrición, así como con las nuevas tendencias en el sector alimenticio, las cuales se inclinan más hacia lo natural, bajo el enfoque de sostenibilidad, debido a los beneficios que ofrecen a la salud, sin dejar de lado la preservación de los recursos naturales.
En la actualidad, los productos de origen animal como la carne, lácteos, pescado y mariscos representan el 43% del suministro total de proteínas para el consumo humano. Asimismo, se espera que la producción animal (acuicultura, rumiantes y ganado monogástrico) crezca un 70% en los siguientes 25 años, por lo que en este escenario sería necesario un incremento del alimento destinado para animales.
La necesidad de proteínas de buena calidad en los sectores de alimentación humana y animal podría ser cubierta por plantas terrestres; sin embargo, la huella de carbono que emiten los cultivos es preocupante, sumando a esto otros problemas ambientales relacionados con el uso del agua, la deforestación y la degradación del suelo. En ese contexto, las macroalgas ofrecen numerosas ventajas sobre los cultivos terrestres, como lo es una mayor eficiencia fotosintética, tasas de crecimiento y reproducción más rápidas, una mayor productividad, un menor uso de tierra cultivable para el crecimiento y procesos de cultivo más sencillos. Las macroalgas también son reconocidas por la alta concentración de nutrientes y compuestos bioactivos, por lo que, tanto estas como sus derivados, podrían usarse en el mercado de alimentos y piensos como ingredientes nutricionales y bioactivos para los seres humanos y para los animales.
Las propiedades de las macroalgas marinas
Las macroalgas marinas se clasifican según su pigmentación en verdes, cafés y rojas. Su composición química varía según la especie, el estado fisiológico y las condiciones ambientales. Algunos de los compuestos beneficiosos de las macroalgas son proteínas, lípidos, polisacáridos, vitaminas y minerales; sustancias bioactivas que pueden promover la salud.
Las algas cafés y verdes tienen una menor cantidad de proteína cruda, la cual se encuentra entre el 3 y 29% del peso seco, mientras que en las algas rojas la concentración de proteína puede llegar hasta un 47% del peso seco. Las proteínas extraídas de las macroalgas marinas están recibiendo una atención cada vez mayor en la comunidad científica, al igual que algunos de sus derivados, como lo son los aminoácidos esenciales, aminoácidos similares a las micosporinas, péptidos, glicoproteínas, lectinas y ficobiliproteínas, los cuales tienen efectos beneficiosos en la salud tanto humana como animal, ya que mejoran el crecimiento y reparación de tejidos, fortalecen el sistema inmunológico, actúan como antioxidantes y antiinflamatorios, reducen la presión arterial, combaten infecciones y regulan el metabolismo, además de que poseen propiedades anticancerígenas.
Por otro lado, el 90% de las paredes celulares de las macroalgas marinas está constituido por lípidos, siendo los ácidos grasos y los lípidos asociados a membranas como los fosfolípidos y esteroles los grupos de lípidos más representativos. A pesar de que las algas únicamente cuentan con el 6% de lípidos en base seca, son una fuente rica en ácidos grasos poliinsaturados ω-3 y ω-6, los cuales representan del 10% al 70% del total de los ácidos grasos. Esta clase de ácidos grasos poliinsaturados son esenciales para las membranas celulares, ya que son precursores de eicosanoides, regulan muchos procesos celulares y tienen propiedades antimicrobianas, antivirales, antiinflamatorias y antitumorales, por lo que es bastante recomendable incluirlos en la dieta.
El contenido de polisacáridos en las macroalgas marinas varía del 4% al 76% de su peso seco. Estas macromoléculas son esenciales para el crecimiento y desarrollo de diversos organismos y tienen un efecto prebiótico, mejorando la salud del tracto intestinal. Además, compuestos como la alginina, carragenina, laminarina, fucoidan y alginatos extraídos de algas rojas y pardas, funcionan como estabilizantes, espesantes, emulsionantes y gelificantes, por lo que se utilizan ampliamente para brindar calidad tecnológica en la industria alimentaria.
Las macroalgas marinas también son ricas en coadyuvantes metabólicos como las vitaminas A, B, B2, C, E y K, minerales como el magnesio, hierro, calcio, cobre, yodo y zinc y microminerales quelados como selenio, cromo, níquel y arsénico. Asimismo, estos nutrientes son cruciales para fortalecer el sistema inmunológico, mejorar la resistencia a las enfermedades, estimular el sistema de defensa antioxidante y promover un crecimiento saludable.
De la misma manera, las macroalgas marinas son una fuente natural de compuestos fenólicos, florotaninos, pigmentos y carotenoides. Estos compuestos tienen efectos antioxidantes, antiinflamatorios y propiedades antimicrobianas. Como resultado, pueden utilizarse como aditivos en la producción de alimentos tanto para consumo humano como animal.
Consumo de algas en la salud humana y animal
En los humanos el consumo de algas se ha asociado con una menor incidencia de enfermedades crónicas como diabetes, obesidad, afecciones cardiovasculares y cáncer. En países orientales como Japón, China y Corea, las algas han sido una parte integral de la dieta diaria, aportando nutrientes esenciales y múltiples beneficios para la salud. En los países occidentales, aunque el uso culinario de las algas ha sido más limitado, esto está cambiando a medida que los consumidores descubren los beneficios de incorporarlas a sus dietas. Además, por el amplio potencial nutritivo de las macroalgas marinas, se ha investigado que también podrían usarse en la alimentación animal, mejorando la digestibilidad y el valor nutricional de los piensos, lo que contribuye a la salud, el crecimiento y la calidad de animales que son destinados a su vez para consumo humano.
En la acuicultura, se ha demostrado que la incorporación de macroalgas marinas tanto de manera fresca como biomasa seca o como extractos líquidos en dietas para juveniles de camarones y peces aumenta el crecimiento, la inmunidad y reduce los costos de alimentación. La adición de porcentajes bajos (0.05-4%) de macroalgas en las dietas para animales monogástricos como los cerdos, conejos, patos y gallinas mejoran la salud intestinal, la inmunidad y el estado antioxidante de la carne, además de que se presenta una reducción de grasa y, por lo tanto, una mayor calidad del producto.
En la ovinocultura, la adición de porcentajes bajos (1-5%) de macroalgas marinas en la dieta de ovejas mostró mejoras en el contenido de ácidos grasos de la leche y una reducción de las unidades de E. coli ruminal. De la misma manera, en la ganadería bovina, la inclusión de macroalgas en la dieta dio como resultado productos cárnicos con niveles de colesterol más bajos, lo cual se atribuye a la presencia de fucosterol y fibra dietética de las algas, los cuales son capaces de reducir la absorción de colesterol en el intestino delgado, propiciando una disminución en los niveles de colesterol sérico. La inclusión de macroalgas en la dieta de bovinos resultó en un aumento en la producción de leche y en el contenido total de grasa en la leche, un incremento en la estabilidad del color del músculo y una extensión de la vida útil de los productos cárnicos.
Actualmente en la subsede de Mazatlán, Sinaloa, del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD) se está trabajando en el uso de macroalgas marinas de la región para la obtención de extractos lipofílicos nanoencapsulados, con la finalidad de incorporarlos en un alimento para camarón blanco en etapas tempranas y evaluar, en primera instancia, la efectividad de la tecnología de nanoencapsulación en la estabilidad, bioaccesibilidad y biodisponibilidad de las moléculas y, en segunda instancia, el efecto de los alimentos funcionales en el crecimiento, supervivencia, perfil de ácidos grasos, salud y calidad postlarvaria para la obtención de cultivos ecológica y económicamente viables, con beneficios hacia la soberanía alimentaria.
Referencias
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Autoras: Jesús Anayeli Hernández Sain, estudiante del Doctorado en Ciencias, y Crisantema Hernández, investigadora de la subsede Mazatlán del CIAD.
