Una alternativa viable para una nutrición de calidad en agua dulce

Tapia, C.*, Olivares M.I.*, Pavez, C. ***   Crandon Chile Ltda.** P@tagon Ltda.

1. Introducción La paulatina disminución en la disponibilidad de harinas y aceites de pescado genera un riesgo asociado con la falta de materias primas esenciales y el incremento en sus precios, lo que se traduce finalmente en un aumento en los costos de producción. La tendencia de los precios internacionales para estas materias primas se ha mantenido al alza desde al año 2004 (Figura 1), poniendo en riesgo las proyecciones de crecimiento que la industria se ha propuesto.

El reemplazo de la harina de pescado resulta ser la mejor alternativa para asegurar la sustentabilidad de la industria (Lock y col., 2014), pues la escasez de materias primas que cumplan con el requerimiento nutricional en las diferentes etapas de desarrollo es un tema relevante desde hace ya tiempo para la industria acuícola. El reemplazo de proteína de origen animal por proteína vegetal ha sido una alternativa viable que presenta beneficios en cuanto a su disposición y precio, pero a su vez, presenta riesgos intrínsecos asociados con factores nutricionales adversos, así como alteraciones fisiológicas y metabólicas esperables cuando se modifica la dieta natural de peces carnívoros. La búsqueda de este reemplazo no es tarea fácil dadas las restricciones de uso que poseen una buena parte de las fuentes proteicas alternativas, vegetales o animales, como el caso de la harina de soya, por su asociación con factores antinutricionales (Wu y col., 2015), o las provenientes de subproductos de la industria aviar, que tienen alta variabilidad y pueden presentar trazas de antibióticos u otros contaminantes (Dong y col., 1993). Por ello, todo avance en materia de tecnología de proceso para minimizar efectos adversos asociados con el reemplazo proteico y todo avance en la generación de fuentes de proteínas que se asemejen en la mayor medida a los componentes de la dieta natural, constituyen un gran aporte a la sustentabilidad de la salmonicultura. La harina de insectos es una excelente alternativa dada su relación con la dieta habitual de las primeras etapas de desarrollo de especies salmonídeas en su ambiente natural. Existen antecedentes que respaldarían su utilización como fuente proteica, generando una mayor flexibilidad en las formulaciones de las dietas (Van Huis, 2013).

Desde mayo del 2013, Crandon Chile participa junto a las empresas Biomar Chile y P@tagon., en una iniciativa cofinanciada por la Fundación para la Innovación Agrícola (FIA) denominada “Desarrollo de alimento a base de harina de insectos para salmones y trucha: primera alimentación”, orientado a desarrollar un nuevo ingrediente para la elaboración de alimento en base de harina de insectos destinado a las etapas de agua dulce, desde la primera alimentación y hasta 10 gramos de peso en especies salmonídeas. Este proyecto, que finaliza el primer semestre del 2016, se encuentra en la etapa de optimización de la tecnología de producción de los insectos y caracterización del perfil nutricional. Durante el año en curso, se realizará la formulación del alimento y la primera evaluación en peces. 2. Desarrollo Los insectos y sus larvas son altamente eficientes en la utilización de subproductos de otras explotaciones animales, transformándolas en proteína con alto nivel nutricional (Makkar y col., 2014). Presentan esta habilidad, principalmente, porque no utilizan energía en la mantención de su temperatura corporal (Nidjam y col., 2012). Como fuente proteica, presenta un atractivo balance de aminoácidos, que puede variar entre las especies. Generalmente, poseen bajos niveles de histidina, triptófano y lisina, los que deberían ser aportados por otras materias primas o aminoácidos libres (Sánchez- Muros y col., 2014).

2.1 Fuentes de harina de insecto Existe una variada gama de insectos que ya han sido investigados por su potencial en alimentación animal. Los más estudiados son los dípteros, entre los cuales destacan las larvas de la mosca negra soldado (Hermetia illucens) y de mosca doméstica (Musca domestica). Ambas tienen la habilidad de crecer en variados sustratos y son ricas en proteína y lípidos (Tabla 1), por lo que se ha evaluado su utilización en especies de monogástricos y peces. Asimismo, a nivel local encontramos también a la mosca verde (Lucilia sericata) y la mosca azul (Calliphora spp., Figura 2). Otro grupo interesante son los insectos del orden Dictyoptera, que agrupa a las cucarachas, donde destacan la cucaracha oriental (Blatta orientalis) y la cucaracha alemana (Blattella germanica). También se han realizado estudios con larvas de coleópteros como Tenebrio molitor y el escarabajo negro (Zophobas morio), especies omnívoras que pueden comer desde plantas hasta subproductos animales, incluyendo plumas (Ramos-Elorduy y col., 2002). En cuanto a su composición nutricional, poseen un alto contenido de lípidos y su proteína cuenta con una calidad similar a la harina de soya. Finalmente, se han reportados algunos estudios con harina de individuos del orden Orthoptera, que agrupa a los grillos y saltamontes, como el grillo doméstico (Acheta domesticus). En muchas regiones del mundo son considerados plagas, por lo que son capturados y utilizados para consumo humano. Son ricos en proteína cruda, pero con menor digestibilidad que las especies antes descritas, por su mayor contenido de quitina. Además, poseen un menor contenido de lípidos, por ser individuos adultos. En los insectos, el aporte de lípidos en larvas es mayor que en adultos (Makkar y col., 2014).

2.2.Estudios en Peces Existen estudios en peces cultivados en Asia y África, en los cuales se han reemplazado diferentes fracciones de harina de pescado, por harina de insectos. Por ejemplo, se ha demostrado que reemplazos de 25% de la harina de pescado por harina de saltamontes (Zonocerus variegatus L.) no muestran diferencias en parámetros productivos en African catfish (Clarias gariepinus). Mayores niveles de sustitución disminuyen la digestibilidad de la dieta, afectando los crecimientos de los peces (Alegbeleye y col., 2012). Este mismo nivel de reemplazo fue reportado por Piccolo y col. (2014) al utilizar harina de coleóptero (Tenebrio molitor) en Spaurus aurata, por Sogbesan y col. (2006) con harina de mosca (Musca domestica) en Clarias gariepinus, y por Abanikannda (2012) con harina de otra clase de saltamontes (Locust migratoria) en tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus). Dentro de las especies salmonídeas, la gran mayoría de los estudios se ha efectuado en trucha arcoíris. Sustituciones de 25% de harina de pescado por harina de larva de mosca soldado negra (Hermetia illucens) presentan similares crecimientos y conversiones que sin reemplazo (St-Hilaire y col., 2007). Por otra parte, en un estudio donde se evaluó un 25% y 50% de reemplazo de harina de pescado por harina de coleóptero (Tenebrio molitor), en relación a un control sin reemplazo, no se observaron diferencias estadísticas en los parámetros de crecimiento evaluados entre los tratamientos para trucha arcoíris. (Gasco y col., 2014a). En el caso del salmón Atlántico, los primeros estudios en esta especie son muy recientes. El año 2014, Lock y col., reemplazaron hasta un 50% de la harina de pescado por harina de larvas de mosca soldado negra (Hermetia illucens) sin observar diferencias entre parámetros productivos. Tampoco se observaron diferencias en muestras histológicas de hígado y vellosidades intestinales, ni en parámetros organolépticos en pruebas de sabor. Si lograron identificar diferencias productivas según el mecanismo utilizado para procesar la materia prima original, descartando la que no se acercó a los resultados del grupo control.

2.3.Potenciales beneficios adicionales en el uso de harina de insectos Los insectos terrestres no contienen ácidos grasos poli insaturados EPA o DHA, los que son esenciales para que los salmónidos puedan convertirse en una fuente de ellos para el consumo humano. Se han reportado disminuciones considerables en los contenidos de estos ácidos grasos en el perfil de los peces cuando son alimentados con dietas que contienen 50% de reemplazo de harina de pescado por harina de insectos (Gasco y col., 2014b). Sin embargo, existen dos excepciones. Hay dos especies de dípteros que contienen 1,3% y 1,5% de EPA (Barroso y col., 2014). Muy lejos del aporte que se puede obtener a partir de la harina de pescado, que es cercano a 14%, pero es un hallazgo interesante para el futuro. Distinto es en insectos acuáticos, donde su dieta basada en algas, ricas en ácido linolénico, precursor de Omega 3, les permiten llegar a niveles de EPA de 15% (Bell y col., 1994), lo que abre un potencial uso de algas como alimento en insectos terrestres, modificando sus perfiles de ácidos grasos. Por otro lado, los insectos pueden transformarse en una interesante fuente de compuestos bioactivos con características inmunoestimulantes. Ya han sido reportados algunos estudios en peces como Pagrus major y Seriola quinqueradiata, y en otras especies de interés acuícola como Anguilla japonica, los que respondieron positivamente frente a enfermedades cuando se les suministró dietas enriquecidas con harina de insecto (Ido y col., 2014). El mecanismo de acción no es completamente conocido, pero existen dos líneas de investigación. Miura y col., (2014) aislaron monosacáridos provenientes de la mosca Bactrocera cucurbitae, y los llamaron “dipterosa”. Se pudo comprobar que estas moléculas son reconocidas en los leucocitos por receptores específicos, induciendo una respuesta inmune inespecífica. Luego, los investigadores buscaron “dipterosa” en otros insectos, y encontraron diez nuevas fuentes entre las especies analizadas, confirmando el potencial de la materia prima. A su vez, Elhag y col. (2014) descubrieron siete nuevos péptidos antimicrobianos provenientes de mosca Hermetia illucens, los que pudieron ser introducidos y expresados en un tipo específico de levaduras, transfiriendo la capacidad de la mosca para resistir patógenos como Staphylococcus aureus y Escherichia coli, entre otros. Aún no es evaluado en peces.

3. Discusión Los niveles de utilización de harina y aceite de pescado para la elaboración de alimento para peces son insostenibles en el tiempo, ya sea por costos o por disponibilidad, su inclusión debe disminuir en el corto plazo. El uso de harina proveniente de larvas y adultos de insectos se convierte en una atractiva alternativa para su reemplazo, pues los estudios con variadas especies de insectos han reportado positivos resultados cuando se reemplazan niveles cercanos al 25% de la harina de pescado en dietas para peces. Asimismo, estudios recientes demuestran que pueden constituirse en fuente de EPA y compuestos inmunoestimulantes, lo que favorece aun más las proyecciones en su uso. La producción de harina de insectos en Chile se encuentra aún en fase de desarrollo, y aunque sus primeras etapas van muy bien encaminadas, falta resolver y optimizar la tecnología de producción de los insectos y sus distintos estadíos, selección de especies con mayor potencial y, finalmente, ajustar este nuevo insumo a la formulación del alimento para su posterior validación en condiciones productivas. Se espera que a partir de dos o tres años, esta materia prima esté disponible comercialmente en Chile, especialmente como parte de las dietas de agua dulce. Contacto para mayor información: María Isabel Olivares (molivares@crandon.cl)

4. Referencias. Alegbeleye, W.O., Obasa, S.O., Olude, O.O., Otubu, K., Jimoh, W., 2012. Preliminary evaluation of the nutritive value of the variegated grasshopper (Zonocerus variegatus L.) for African catfish Clarias gariepinus fingerlings. Aquacult. Res. 43, 412-420. Barroso F.G., de Haro C., Sánchez-Muros, M.J., Venegas E., Martínez-Sánchez, A., Pérez-Báñon, C. 2014. The potential of various insect species for use as food for fish. Aquaculture 422-423 (2014) 193-201. Bell, J.G., Ghioni, C., Sargent, J.R., 1994. Fatty acid compositions of 10 freshwater invertebrates which are natural food organisms of Atlantic salmon parr (Salmo salar): a comparison with commercial diets. Aquaculture 128, 301– 313. Dong F.M., Hardy R.W., Haard N.M., Barrows F.T., Rasco B.A., Fairgrieve W.T., Forster I.A. 1993. Chemical composition and protein digestibility of poultry by- product meals for salmonid diets. Aquaculture. Volume 116, Issues 2–3, 1 October 1993, Pages 149–158. Elhag, O.A.O., Zheng, L.Y., Zhou, D.Z., Yu, Z.N., Zhang, J.B., 2014. Discovery of new anti-microbial peptides in black soldier fly and their function. In: AbstractBook Conference Insects to Feed The World, The Netherlands, 14–17 May, p. 139. Gasco, L., Belforti, M., Rotolo, L., Lussiana, C., Parisi, G., Terova, G., Roncarati, A., Gai, F., 2014a. Mealworm (Tenebrio molitor) as a potential ingredient in practical diets for rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). In: Abstract Book Conference Insects to Feed The World, The Netherlands, 14–17 May, p. 69 Gasco, L., Gai, F., Piccolo, G., Rotolo, L., Lussiana, C., Molla, P., Chatzifotis, S., 2014b. Substitution of fish meal by Tenebrio molitor meal in the diet of Dicentrarchuslabrax juveniles. In: Abstract Book Conference Insects to Feed The World, The Netherlands, 14–17 May, p. 70. Ido, A., Ohta, T., Iwai, T., Kishida, S.T., Miura, C., Miura, T., 2014. Positive effects of dietary housefly (Musca domestica) pupa for fish and mammal. In: AbstractBook Conference Insects to Feed The World, The Netherlands 14–17 May, p. 141 Lock, E.J., Arsiwalla, T., Waagbø, R., 2014. Insect meal: a promising source of nutrients in the diet of Atlantic salmon (Salmo salar). In: Abstract Book Conference Insects to Feed The World, The Netherlands, 14–17 May, p. 67. Makkar H.P.S., Tran G., Heuzé V., Ankers P. 2014. State-of-the-art on use of insects as animal feed. Animal Feed Science and Technology 197 (2014) 1-33. Miura, T., Ido, A., Ohta, T., Iwai, T., Kusano, K., Kobayashi, S., Kishida, T., Miura, C., 2014. The benefits of using insects as fish and animal feed. In: AbstractBook Conference Insects to Feed The World, The Netherlands, 14–17 May, p. 63. Nijdam, D., Rood, T., Westhoek, H., 2012. The price of protein: Review of land use and carbon footprints from life cycle assessments of animal food products and their substitutes. Food Policy 37, 760 – 770. Piccolo, G., Marono, S., Gasco, L., Iannaccone, F., Bovera, F., Nizza, A., 2014. Use of Tenebrio molitor larvae meal in diets for gilthead sea bream Sparus auratajuveniles. In: Abstract Book Conference Insects to Feed The World, The Netherlands, 14–17 May, p. 76. - Ramos-Elorduy, J., Avila Gonzalez, E., Rocha Hernandez, A., Pino, J.M., 2002. Use of Tenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae) to recycle organic wastesand as feed for broiler chickens. J. Econ. Entomol. 95, 214–220. - Sanchez-Muros M.J., Barroso F.G., Manzano-Agugliaro F. 2014. Insect meal as renewable source of food for animal feeding: a review. Journal of Cleaner Production 65: 16-27. - Sogbesan, A.O., Ajuonu, N., Musa, B.O., Adewole, A.M., 2006. Harvesting techniques and evaluation of maggot meal as animal dietary protein source for Heteroclarias in outdoor concrete tanks. World J. Agric. Sci. 2, 394–402. - St-Hilaire, S., Sheppard, C., Tomberlin, J.K., Irving, S., Newton, L., McGuire, M.A., Mosley, E.E., Hardy, R.W., Sealey, W., 2007. Fly prepupae as a feedstuff for rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. J. World Aquacult. Soc. 38, 59-67. - Van Huis, A. 2013. Potential of insects as food and feed in assuring food security. Annu. Rev. Entomol., 58: 563-583. - Wu Y., H. Han, J. Qin and Y. Wang. 2015. Replacement of fishmeal by soy protein concentrate with taurine supplementation in diets for golden pompano (Trachinotus ovatus). Aquaculture Nutrition. Volume 21, Issue 2, 214 – 222. April 2015.