16/11/2015
Materias Primas

El uso de las algas en alimentación animal – Rumiantes

Fernando Bacha
Director técnico de NACOOP

El uso actual de las lagas es marginal debido a su coste relativamente alto se perfilan como futuras fuentes de proteínas porque el sector de nutrición animal necesita encontrar nuevas fuentes de proteínas como una alternativa a las proteínas tradicionales como la soja

 

Las algas pertenecen a la lista no exhaustiva positiva de materias primas para la alimentación animal de la Unión Europea, y aparecen con dos denominaciones:

  • Harinas de algas para las algas, algas secas, harina de algas, aceite de algas, extracto de algas
  • Harina de algas procedente de la microalgas.

Aunque su uso actual es marginal debido a su coste relativamente alto se perfilan como futuras fuentes de proteínas porque el sector de nutrición animal necesita encontrar nuevas fuentes de proteínas como una alternativa a las proteínas tradicionales como la soja, además de fuentes de nuevos aditivos como: pigmentos naturales, carotenoides y ácidos grasos polinsaturados, para mejorar la calidad de productos de origen animal.

La prohibición de los promotores de crecimiento el 1 de enero 2006 obligó a los profesionales de la industria a buscar soluciones naturales alternativas, en esta área, y gracias al efecto de los oligosacáridos de las algas que actúan como prebiótico, éstas pueden ser parte de la solución.

Las algas se han utilizado tradicionalmente en la alimentación humana desde hace cientos de años, sobre todo en el sureste asiático, y como suplemento proteico en la alimentación animal o como fertilizante

Las algas ya se vienen utilizando en las regiones costeras, regiones “pobres y desfavorecidas”, para alimentar animales, tal y como también se dio en Europa en las zonas costeras del Atlántico en Francia durante la Primera Guerra Mundial debido a la escasez de avena y forraje.

Las primeras pruebas de suplementación en la dieta de animales destinados al consumo (cerdos, aves y caballos) mostraron que las algas tenían aceptabilidad, digestibilidad y asimilación.

Estos ensayos continuaron y descubrieron un efecto beneficioso de algas en el caso de la incorporación de 5 al 10% de algas en fresco en la ración.

En los años 1960-1980, cantidades significativas de Fucales (algas pardas de los géneros Fucus y Sargassum) en harina se incorporaban en las dietas de los animales.

 

Aplicaciones específicas en la nutrición animal

Macrocystis marrón pyrifera

alga 1El alga Macrocystis marrón pyrifera se utiliza para hacer conjugados con oligoelementos. Se forman mezclas de sulfatos con oligoelementos: cobre, zinc, hierro y manganeso, que se deshidratan pasando la pasta a través de los rodillos y obteniendo un producto aplastado.

Estos productos llamados SQM tienen el objetivo de mejorar la biodisponibilidad de los oligoelementos 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 alginatos. Los bloques glucuronatos (sales de ácido glucurónico) forman quelatos mientras los bloques mannuronatos forman complejos de forma alternativa menos estables. Los oligos-elementos son liberados gradualmente de acuerdo a las condiciones fisicoquímicas y las etapas de la digestión.

 

Ascophyllum nodosum

La Ascophyllum nodosum se utiliza como ingrediente tecnológico, como secuestrante de calcio.

El intercambio de iones (calcio reemplazado por sodio) se produce cuando la harina es dispersada en el agua y las propiedades reológicas del alginato se activan como espesante, gelificante.

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Algas como antihelmínticos

El uso de ciertas algas como tratamiento antihelmíntico tradicional como son: la Alsidium helminthocorton llamada “Espuma Córcega”, como oxyuricida en los niños se usa tradicionalmente, con el mismo fin, de forma seca o cocida; la 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 o (3-carboximetil-4-isopropenil prolina y ácido domoico o 3-carboximetil-4- carboximetil hexa-1,3 dienilo) y la prolina, estructuralmente ácidos cercanos al ácido glutámico.

El ácido kaínico y la prolina son moléculas eficaces contra los oxiuros y lombrices

 

Propiedades nutricionales de las algas

Aunque sus usos actuales son marginales debido al costo relativamente alto de la materia prima, sus propiedades nutricionales o su capacidad para utilizarlas como aditivo tienen un gran interés, dada la presencia conjunta de minerales, fibra, proteína, vitaminas y lípidos, que las hacen estar en primera línea de investigación y desarrollo.

Contenido en minerales

Los minerales pueden representar hasta el 36% de masa seca

Esta fracción ofrece primero una gran diversidad:

  • Macro elementos tales como sodio, calcio, magnesio, potasio, cloro, azufre, y fósforo.
  • Micronutrientes esenciales como yodo, hierro, zinc, cobre, selenio, molibdeno y otros elementos traza en su composición como flúor,  manganeso, boro, níquel, y cobalto.

El caso del yodo es especial, porque estudios en cerdos han demostrado que la suplementación de 30 mg de yodo por kg alimento aumentó el contenido de yodo en músculo de 23 mcg a 138 mcg por kg. Resultados similares se obtuvieron en vacuno y gallinas ponedoras.

Contenido en carotenoides

Las algas contienen pigmentos carotenoides (xantofilas: fucoxantina, luteína, zeaxantina y 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 piensos de aves mejora la coloración de los huevos.

En vacas lecheras reducen el recuento de células somáticas y mejoran los parámetros reproductivos, lo que nos hace pensar en una mejora de la actividad inmunológica.

 

Contenido en fibra

El contenido total de fibra en las algas va entre el 32% y el 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 verde y rojo, y del 67 a 87% en las algas marrones.

gracilaria

→Los polisacáridos solubles se pueden considerar como la fracción más importante para las algas rojas (Gracilaria verrucosa, Chondrus crispus, Laver, Palmaria palmata), son 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 es usualmente asociada con la capacidad de hidratación, comportamiento (absorción, retención, hinchazón) que influye en el tránsito del bolo en el estómago e intestino delgado, y que puede tener efectos sobre el colesterol e hipoglucémico.

Clasificación según la degradación por parte de las bacterias intestinales y ruminales:

Los agares, carragenanos, y ulvans fucanos son muy solubles.

Los xilanos laminaranes se degradan totalmente e inmediatamente, producen ácidos grasos de cadena corta.

Los alginatos son parcialmente degradados, dando lugar a la formación de oligómeros de eliminación: los β-oligómeros han demostrado efectos prebióticos in vitro e in vivo en ratas, que abren las aplicaciones de campo.

Los oligosacáridos son moléculas de polisacáridos de polimerización y tienen propiedades prebióticos con respecto a la flora microbiana del colon.

Estos oligosacáridos pueden utilizarse en piensos para bloquear la colonización bacteriana en varios puntos y estimular respuesta inmune intestinal

 

Contenido en proteína

El contenido de proteína de las algas es variable

Las algas marrones tienen un contenido de proteínas pequeño, entre el 5-11% de materia seca

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

spiruline Las algas verdes contienen una proteína significativa, ya que podría alcanzar el 20% de su materia seca en ciertos momentos año.

La Spirulina o microalgas de agua dulce es bien conocida por su contenido muy alto en proteínas (70% de la materia seca). Del mismo modo, una mezcla de algas verdes fue utilizada como el componente de alimentos para pollos de engorde al 10% y se observó que la incorporación mejora la ganancia diaria de peso.

 

Contenido en vitaminas

alga rojaLa composición de vitaminas de las algas, a pesar de las grandes variaciones estacionales, indica que el contenido en vitaminas es de interés, principalmente por:

  • Los niveles de provitamina A (algas rojas),
  • La vitamina C (algas marrón y verde)
  • La vitamina E (alga marrón).

Las vitaminas del grupo B (B2 y B3, en particular) se encuentran en cantidades considerables, además de la principal ventaja, su nivel significativo de vitamina B12, a diferencia de las plantas de tierra que son totalmente carentes.

 

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Contenido en lípidos

El contenido de lípidos de las algas es muy bajo: del 1 al 3% de materia seca

Solo entre las algas, Ascophyllum nodosum puede llegar hasta el 5%, y  desde el punto 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 plantas terrestres superiores, con un contenido ácido mucho más alto en ácido oleico (C 18: 1) y el ácido alfa-linolénico ω3 – C18: 3.

Las algas rojas contienen altos niveles de ácidos grasos polinsaturados de 20 carbonos, que son una característica única en el reino vegetal, ya que estos ácidos grasos son característicos del reino 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.

 

Efectos del uso de algas  en la dieta

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, leche y huevos destinados a la alimentación humana contengan la dosis necesaria de yodo para garantizar los requisitos metabólicos de la población.

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
  • Corrige el exceso de acidez en los animales que recibieron una alimentación con un alto nivel de inclusión de silo de maíz, reduciendo los riesgos acidosis.
  • Ayuda a cubrir las necesidades de calcio causadas por la leche.
  • Contiene un 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.

La utilización real digestiva de la magnesita marina es del 75% aproximadamente, lo que demuestra que su ingestión no causa ningún trastorno metabólico

Estos organismos acuáticos primitivos se reproducen por división simple una vez o dos veces al día y se caracterizan por ser las plantas más productivas del mundo.

Entre las microalgas comestibles más conocidas son Spirulina spp.

La espirulina es una fuente importante de compuestos nutricionales de alto valor biológico, conocido hace siglos por muchas poblaciones como China, Grecia o México.

 

Composición de la espirulina

  • Proteínas 60-70% y todos los aminoácidos esenciales, con una excelente biodisponibilidad.
  • Pigmentos, que son ricos en clorofila y ficocianina.
  •  Ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), principalmente los de la serie n-3, como el ácido docosahexaenoico (DHA). Además, es una interesante fuente de ácido, siendo precursor γ-linolénico prostaglandinas, leucotrienos de y tromboxanos.
  • Los antioxidantes, como ficocianina y carotenoides, que pueden actuar como provitamina A y pueden prevenir la formación de especies reactivas de oxígeno, sustancias que son responsables de enfermedades crónicas como el cáncer o el envejecimiento.
  • Vitaminas, que contienen casi todo el esencial, es decir, la vitamina A, vitamina B y de tocoferoles complejo. El hallazgo peculiar para un producto a base de hierbas es que la espirulina contiene vitamina B12, que muestra el enlace filogenético estrecho entre estas algas y bacterias que producen la vitamina anterior.
  • Los minerales como los macrominerales Na, K, Ca, Mg y los microminerales Fe, Zn, Mn y Cu.

Dadas las sustancias biológicamente activas mencionadas, la espirulina se ha utilizado en la alimentación animal de, por ejemplo, conejos, cerdos, aves, peces o rumiantes.

 

 

La espirulina y la explotación comercial de los cultivos de microalgas

La explotación comercial de estos cultivos supone un avance para la industria alimentaria en general, y para el sector de piensos en particular, ya que las microalgas representan una fuente de proteína con posibles aplicaciones en este campo, debido a su elevado valor proteico.

Los estudios consultados señalan una enorme variabilidad en la composición, con proporciones variables de proteína, ácidos grasos e hidratos de carbono, lo cual a su vez representa una ventaja a la hora de incluirlas en la alimentación de las diferentes especies animales.

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La principal ventaja radica en su perfil de aminoácidos que, en algunas de las especies estudiadas, es comparable a las mejores fuentes de proteínas tradicionales.

Las microalgas presentan también niveles altos de vitaminas y oligoelementos y presentan un bajo contenido en cenizas.

Las diferentes especies de microalgas difieren tanto en composición como en la forma de empleo y tratamiento, dependiendo de la especie animal a la que sea destinado el pienso.

Existen numerosos estudios en el campo de la acuicultura, ya que actualmente supone la aplicación más frecuente de las microalgas en piensos. Han sido consultados también los estudios realizados en avicultura, donde se detalla que niveles de suplementación de entre un 5-10%, pueden ser utilizados de forma segura para reemplazar fuentes de proteína convencionales.

Actualmente los 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.

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.

 

Aplicación de espirulina en rumiantes

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, que no pueden ser sintetizados por los seres humanos o los animales y pueden proteger contra la enfermedad cardiovascular, la aterosclerosis, enfermedades de la piel y artritis.

Estos ácidos grasos están ausentes o a un nivel mínimo en raciones tradicionales de 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 Spirulina utilizando vacas lecheras han producido resultados positivos con impacto directo en la productividad:

Las vacas alimentadas con Spirulina 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 los controles.

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 espirulina han mostrado tener una mejor condición corporal en comparación con los controles.

Otras aplicaciones de la espirulina

Calidad del esperma en toros

Como se demostró en toros, la calidad de su esperma se mejora con la inclusión de espirulina. La motilidad del esperma, concentración y viabilidad post-almacenamiento fueron afectadas positivamente en los toros. Sin embargo, el efecto de la espirulina incluida directamente en la dieta en relación con la calidad del esperma de toro necesita ser más estudiado.

Uso en pequeños rumiantes

El conocimiento del efecto de la inclusión de espirulina sobre los productos ovinos y la productividad sigue siendo relativamente inexplorado. Se han publicado muy pocos estudios:

En uno de los estudios se encontró que los corderos alimentados con leche de ovejas alimentadas con Spirulina tuvieron mayores pesos vivos y ganancias medias diarias que los controles. Se obtuvieron corderos con mayor peso al nacimiento cuando las ovejas se alimentaron durante la preñez.

 

Parece claro pues el beneficio potencial de la utilización de las algas, tanto como materia prima directa para el aprovechamiento de sus diferentes nutrientes como purificando los compuestos de acción prebiótica, y también es evidente la necesidad de una mayor investigación para su utilización en la práctica de producción de rumiantes

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