¿Está el zinc en el lugar equivocado dentro del pellet?
Trasladar el zinc desde la premezcla hacia el recubrimiento posterior a la extrusión busca mejorar el aprovechamiento por parte del salmón.
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La presión sobre los ingredientes marinos en la formulación de dietas para salmonicultura y la búsqueda por la transición hacia dietas con mayor porcentaje de ingredientes vegetales provocan también alteraciones en la interacción de los demás componentes. En el caso del zinc, los ingredientes vegetales contienen fitato, que puede unirse al zinc reduciendo su disponibilidad, lo que ayuda a explicar por qué las dietas modernas para salmón requieren concentraciones totales considerablemente superiores a las necesidades fisiológicas estimadas.
El límite de zinc en alimento para salmónidos en Europa es actualmente 180 mg de zinc/kg, y la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) ha propuesto bajarlo a 150 mg/kg. La reducción busca limitar las emisiones de zinc, asociadas a potenciales efectos sobre organismos marinos y comunidades microbianas.
Bajo este contexto, el instituto noruego Nofima trabaja en una estrategia que, en vez de buscar cambiar la fuente o aumentar la dosis de zinc, propone cambiar la forma en la que el mineral es adicionado a la dieta, trasladándolo desde la premezcla hacia el recubrimiento posterior a la extrusión. Así se busca evitar que quede atrapado en la estructura del alimento y mejorar su aprovechamiento por el salmón.
¿De qué depende la biodisponibilidad?
El Dr. Jurij Wacyk, director del Laboratorio de Nutrición Animal (LABNA) de la Universidad de Chile y director académico del Centro de Investigación e Innovación en Acuicultura (CRIA) explicó que la propuesta de Nofima presenta un enfoque novedoso al sugerir que la biodisponibilidad de un nutriente, como el zinc, también depende del lugar donde se incorpora en el pellet del alimento. Si bien la industria ya utiliza estrategias post-extrusión para aditivos termosensibles, esta no se había aplicado a minerales, por su tolerancia al calor. En el caso del zinc, este tolera bien el calor, pero puede quedar atrapado físicamente en la matriz rígida del pellet que se forma durante la extrusión, lo que podría limitar su disponibilidad. “Es un cambio interesante de la forma de ver el proceso: de "qué molécula le doy al pez" a "dónde y cómo queda esa molécula dentro de la
matriz del alimento"”.
De acuerdo con el académico, el proceso de extrusión, durante el cual ha sido adicionado el zinc tradicionalmente, puede limitar su biodisponibilidad mediante dos mecanismos. El primero corresponde al encapsulamiento físico: la combinación de altas temperaturas y presiones provoca la gelatinización de almidones y desnaturalización/reticulación de proteínas, “atrapando” al zinc dentro de agregados proteicos que requieren ser hidrolizados para su liberación, y si no se dan las condiciones necesarias, no se libera zinc suficiente. El segundo mecanismo se explica mediante la formación de complejos Zn-fitato o Zn-proteína más estables e insolubles (no disponibles) como consecuencia de las mismas condiciones físicas que supone la extrusión. “El mismo zinc, presente en la misma forma química, simplemente tiene una cinética de liberación diferente, que depende de dónde queda ubicado dentro de la arquitectura física del pellet. Es un fenómeno de biodisponibilidad”, añadió Wacyk.
¿Podemos mejorar la disponibilidad?
La alternativa propuesta consiste en trasladar su incorporación hacia el coating posterior a la extrusión, etapa en la que los aceites son introducidos en los poros del pellet mediante vacío. De esta forma, el zinc evitaría quedar encapsulado en la matriz formada durante el tratamiento térmico y permanecería más accesible para su liberación en el intestino. De acuerdo con resultados preliminares, la estrategia aumentó la digestibilidad del zinc hasta en 15 puntos porcentuales y redujo hasta en 25% el zinc presente en las fecas.
Los ensayos preliminares de Nofima se centra en digestibilidad y excreción para medir la biodisponibilidad de este mineral. Sin embargo, el Dr. Wacyk añadió que evaluar las concentraciones de zinc en tejidos como plasma, vértebras o hígado a largo plazo serían maneras de evaluar “si la mayor digestibilidad se traduce en mayor retención tisular sostenida, o si simplemente cambia la cinética de absorción sin alterar el estado corporal final”. Estas evaluaciones podrían complementarse con parámetros de salud intestinal como integridad de la mucosa, inflamación o microbiota, debido a su rol en la barrera intestinal.
También sería necesario evaluar sus efectos biológicos mediante parámetros asociados a respuesta inmune y cicatrización de heridas, bienestar (cataratas, deformidades óseas), estabilidad del coating y calculando el costo-beneficio real del ahorro en zinc y manejo ambiental asociado, señaló el científico.
¿Podemos extrapolarlo a otros minerales?
Es razonable hipotetizar que el mecanismo físico de "atrapamiento" en la matriz del pellet podría aplicarse a otros minerales traza como el hierro, cobre, manganeso o selenio, comentó el Dr. Wacyk, sin embargo, el impacto sería distinto para cada mineral. El zinc es particularmente sensible a interacciones con fitato y calcio, lo que podría agravar su problema de disponibilidad en dietas con alto contenido vegetal. Por otro lado, el cobre puede compartir y competir por las mismas vías de absorción, por lo que una alteración en la disponibilidad física del Zn podría afectar el equilibrio Cu-Zn si se aplica el mismo recubrimiento a ambos.
En minerales como el manganeso, el efecto podría diferir por su disponibilidad aparente; en el caso del selenio, la forma química —selenito o selenometionina— puede ser más determinante que la matriz física. “Por esto, la extrapolación podría ocurrir, pero su efecto final dependerá de la mezcla y formato de entrega de los minerales”, explicó el experto.
Futuros pasos
El académico de la Universidad de Chile explicó que el estudio actual tiene ciertas limitaciones, incluyendo un período experimental relativamente corto y la evaluación en una sola etapa de vida (post-smolt en tanques en tierra). Añadió también, en concordancia con lo explicitado por Nofima, que hace falta aún la validación en jaulas de mar o en un ciclo completo de producción. Comentó también que aún no hay publicaciones que detallen si se probaron múltiples niveles de zinc en el recubrimiento, si el efecto es consistente entre diferentes fuentes químicas de zinc, o si se ha confirmado mecánicamente el "atrapamiento en la matriz", sin embargo, consideró probable que el proyecto genere nuevos antecedentes a medida que avance.
Si esta estrategia demostrara ser consistente en distintas condiciones productivas, “ciertamente que impactaría en el diseño y fabricación de dietas para salmónidos (y probablemente para otras especies acuícolas)”, reveló. La incorporación de micronutrientes pasaría a ser parte del diseño nutricional, no solo su fuente química y nivel de inclusión. Esto abriría nuevas líneas de investigación sobre qué otros nutrientes térmicamente estables podrían beneficiarse del recubrimiento y cómo alinear la investigación nutricional con las restricciones ambientales, haciendo de la eficiencia de retención un objetivo clave.
Si bien el hallazgo específico de mejorar la digestibilidad del zinc mediante el recubrimiento es valioso y de interés inmediato para problemas regulatorios y ambientales, la segunda perspectiva tiene un impacto mayor: redefine la biodisponibilidad de los micronutrientes como resultado de la interacción entre su química y la arquitectura física del alimento procesado.
“Desde una perspectiva de investigador externo a la industria, se puede decir que es un cambio de paradigma incipiente, que está todavía en fase de validación, pero con una idea conceptualmente sólida y coherente con los mecanismos fisicoquímicos de extrusión”, comentó el científico, evaluando el trabajo de Nofima como una hipótesis prometedora y bien fundamentada mecánicamente, con resultados preliminares alentadores.
