Recursos de nutrientes: Composición de materiales alimenticios y fertilizantes
A pesar de que el contenido de nutrientes de los ingredientes alimenticios individuales varía ampliamente de país a país o de región a región (dependiendo del clima local, régimen alimenticio, estado de madurez a la cosecha, métodos de procesamiento en la cosecha, post-cosecha y almacenaje) algunas generalizaciones se pueden hacer viendo la composición química de los materiales alimenticios individuales. Para las tablas de composición específica de alimentos nacionales los lectores deberán referirse a las Tablas de Composición de Alimentos de los Estados Unidos de Norteamérica o a las Tablas Canadienses de Composición de Alimentos (NCR, 1982), las Tablas de Composición de Alimentos de América Latina (McDowell et al., 1974), the Arab and Middle-East Tables of Feed Composition (Kearl et al., 1979), y Food Composition Tables for Use in Africa (USDHEW/FAO, 1986), East Asia (USDH/FAO, 1972), Near East (FAO/USDA, 1982), Great Britain (ARC, 1976), Philippines (Castillo y Gerpacio, 1968), Brasil (ANFAR, 1985), and The Tropics (Platt, 1962; Springhall, 1969; Gohl, 1981).
3.1 Cereales de grano y subproductos
El nombre “cereal” esta dado a la familia de los pastos (Gramineae) las cuales son cultivadas por sus semillas (granos) e incluyen a la cebada, maíz, mijo, avena, arroz, sorgo y trigo. Los granos de cereal y sus subproductos se utilizan generalmente como recursos energéticos dietáricos para animales de granja monogástricos, incluyendo peces y camarones.
Los granos de cereal maduros consisten de tres partes principales: 1) el germen del embrión; 2) el endospermo almidonoso (o tejidos de reserva alimenticio que rodean al embrión); y 3) el pericarpio o cubierta exterior (también conocida como el salvado; Figura 3
En algunos granos de cereales (avena, mijo, cebada y arroz) el pericarpio está rodeado por una cascarilla gruesa y fibrosa o corteza como las de las legumbres que florecen o las avenas y el salvado) el cual normalmente no es eliminado del grano durante el trillado y así estos cereales son conocidos como el grano de cereal grueso.
El nivel de proteína en los granos de cereal son bajos, variando de 8 a 12% de la materia seca de la mayoría de los granos, siendo generalmente la lisina y la treonina el primero y segundo aminoácidos esenciales limitantes, (60–80% del peso de la semilla); la mayor parte de los carbohidratos presentes están en la forma de gránulos de almidón dentro del endospermo.
Figura 3. El grano de cereal
Los almidones de cereal usualmente contienen cerca del 25% de amilasa y 75% de aminopectinas.
Los lípidos o contenidos de aceites en los granos de cereal varían con la especie y la madurez (1 a 8% del peso de la semilla); los niveles de aceite más altos se encuentran en los gérmenes del embrión. Los aceites de los cereales son normalmente insaturados, siendo el ácido linoléico y oléico los ácidos grasos predominantes, y consecuentemente altos susceptibles a la oxidación y rancidez durante el almacenaje. El contenido de fibra cruda de los granos de cereal es más alto en aquellas especies que contienen una cascarilla o cubierta (granos de cereal como la avena, cebada y arroz). Sin embargo, los granos de cereales contienen poco calcio, son buenos recursos de fósforo; sin embargo, la mayor parte de fósforo se encuentran en la forma de fitatos. Los granos de cereales son deficientes en vitamina D, C y provitamina A (por ejemplo carotenos; con la excepción del maíz amarillo) pero son buenos recursos de vitamina E y la mayor parte de las vitaminas del complejo B (Tacon, 1987). Las vitaminas en los cereales se encuentran usualmente concentradas en la capa de aleurona o la parte exterior del endospermo y dentro del germen del grano. Por otra parte, como la mayoría de los materiales alimenticios originados por plantas, los granos de cereales pueden contener una variedad grande de factores endógenos antinutricionales (vea la Tabla 2).
El promedio aproximado y la composición de aminoácidos esenciales en granos de cereales y sus subproductos son mostrados en la Tabla 5 y 6 respectivamente.
3.2 Oleaginosas y sus subproductos
Las oleaginosas difieren de los cereales en que los líquidos reemplazan a los carbohidratos como la más importante reserva de alimento dentro de la semilla. Las oleaginosas importantes incluyen a la soya, el algodón, el cacahuate, maní, el girasol, el nabo (colsa), el lino (linaza), el coco (copra), el ajonjolí, la higuera (ricino), las semillas de la palma, cártamo, mostaza y el níger. También algunas semillas oleaginosas pueden ser usadas en su forma completa o “sin desengrasar” para alimentos de animales, pero la mayoría son usadas en la forma de pastas y harinas desengrasadas de oleaginosas; el aceite extraído es usado para consumo humano, alimento animal o tanto para la industria como para las preparaciones farmacéuticas. Las semillas oleaginosas pueden ser desengrasadas usando tanto procesos mecánicos de presión para forzar la salida del aceite (procesos de expulsión hidráulica) o a través de la disolución y extracción por solventes como el hexano, alcohol o tricloroetileno. Algunas semillas como el cacahuate, algodón y girasol, se encuentran encerradas en una cascarilla fibrosa la cual usualmente requiere ser eliminada por machacado, prensado o decorticado antes de la extracción de aceite. Las oleaginosas que son desengrasadas por procesos mecánicos son llamadas pastas prensadas y después de molidas son llamadas harinas de oleaginosas.
En comparación con los cereales, las oleaginosas y los productos de extracción del aceite son ricos recursos de proteína (20 a 50% por peso) y relativamente pobres recursos de carbohidratos. Aunque si bien el valor biológico de las proteínas de las oleaginosas es generalmente más alto que la de los cereales, el patrón de aminoácidos esenciales de las proteínas de las oleaginosas se encuentran desbalanceadas; lisina, mitionina y treonina normalmente son aminoácidos limitantes. Mientras que triptófano y arginina, se encuentran en exceso para los requerimientos dietáricos (Tacon, 1987). El contenido de aceite de las pastas de oleaginosas y las harinas varían de acuerdo al método de extracción empleado teniendo rangos que van desde 1% para las oleaginosas extraídas por solventes hasta el 8% con los procesos hidráulicos de presión. Las grasas de oleaginosas y aceites pueden ser clasificados de acuerdo a su composición de ácidos grasos como aceites secos, semisecos y no-secos y grasas que son normalmente sólidas a temperatura ambiente (Tabla 7). Las oleaginosas son generalmente fuentes pobres de calcio, vitamina E y provitamina A (i.e. carotenos), pero son buenas fuentes de fósforo (principalmente en forma de fitatos) y vitamina B (Tacon, 1987). Al igual que en los cereales, las oleaginosas también contienen factores antinutricionales endógenos los cuales, si no se eliminan o desactivan, pueden reducir seriamente su valor alimenticio para los peces y camarones (Tabla 2; Liener, 1975; Tacon y Jackson, 1985). El promedio aproximado de la composición de la mayor parte de las oleaginosas y sus subproductos, así como la composición de aminoácidos esenciales y ácidos grasos, se muestra en las Tablas 8, 9 y 10 respectivamente.
Tabla 5. Promedio de composición proximal de la mayor parte de cereales de granos y sus subproductos (todos lo valores están expresados como % por peso del producto como alimento: Agua-H2O; Proteína Cruda-CP; Lípidos o Extracto Etéreo-EE; Fibra Cruda-CF; Extractos Libres de Nitrógeno-NFE; Cenizas; Calcio-Ca; Fósforo-P¹
¹ Los datos representan el valor promedio de varias fuentes, incluyendo: Allen (1984); Bath et al., (1984); Bolton y Blair (1977); Branckaert, Tesema y Temple (1976); Cooley (1976); Devendra (1979); Gohl (1981); Hastings (1973); Hickling (1971); Janssen (1985); Ling (1967); McDonald, Edwards y Greenhalgh (1977); Miller (1976); NRC (1982, 1983, 1983a).
Tabla 6. Promedio de la composición de aminoácidos esenciales (AAE) de la mayor parte de los Granos de los Cereales y sus subproductos expresados como % por peso sobre la base de alimentos.
Tabla 9. Promedio de composición de aminoácidos esenciales (EAA) de la mayor parte de las oleaginosas y sus subproductos (todos los valores se encuentran expresados como % del peso en base alimenticia: Arginina-Arg; Cistina-Cyt; Metionina-Met; Treonina-Thr; Isoleucina-Iso; Leucina-Leu; Lisina-Lys; Valina-Val; Tirosina-Tyr; Triptófano-Try; Fenilalanina-Phe; Histidina-His)¹
Tabla 10. Promedio de la composición de Ácidos Grasos de la mayor parte de las Oleaginosas y Aceites de la Planta y Subproductos (Valores Individuales de Ácidos Grasos se encuentran expresados como un porcentaje del total de Aminoácidos presente)¹
Tabla 8. Promedio aproximado de la composición de la mayor parte de oleaginosas y sus subproductos (todos los valores están expresados como % del peso sobre una base de alimentos: Agua-H2O; Proteína Cruda-CP; Lípidos o Extracto Etéreo-EE; Fibra Cruda-CF; Extracto Libre de Nitrógeno-NFE; Ceniza; Calcio-Ca; Fósforo-P)¹
¹ Los datos presentados aquí representan el valor medio de datos obtenidos en diversas fuentes: Allen (1984); Bolton y Blair (1977); Branckaert, Tessema y Temple (1976); Capper, Wood y Jackson (1982); Devendra (1979); Fetuga, Babatunde y Oyenuga (1975); Gohl (1981); Goguz (1975); Godin Spensley (1971); Hastings (1973); Hickling (1971); Janssen (1985); Ling (1967); Miller (1976); NRC (1982, 1983); Oyenuga (1975); Platt (1962); Springhall (1969); y Stosic y Kaykay (1981).
¹ Datos basados en Godín y Spensley (1971) y Oyenuga (1975).
3.3 Granos de leguminosas
Los granos de leguminosas o legumbres, son especies vegetales que pertenecen a la familia Leguminosae, las cuales son cultivadas a través de sus semillas maduras o vainas verdes inmaduras e incluyen la banbarra, haba, garbanzo, cluster (fríjol), chícharo vaquero, chícharo de pasto, fríjol común, chícharo de caballo, lablab (fríjol), haba blanca, fríjol de tierra, lenteja, fríjol lima, lupina, fríjol mung, chícharo común, arveja, fríjol rojo, haba, urd, pica pica y fríjol alado, entre otros. Los cultivos de cacahuate (A. hipogaea) y soya (G. max) utilizados primordialmente para su procesamiento en aceites comestibles y concentrados proteínicos han sido discutidos previamente en la sección 3.2 bajo el título de oleaginosas y sus subproductos.
Los granos de oleaginosas son una buena fuente de proteínas (el contenido promedio en semilla seca es del 20–26%), energía (tanto en forma de lípidos como almidón) y diversas vitaminas B (i.e. tiamina, riboflavina y ácido nicotínico). Los granos de leguminosas frecuentemente son considerados como un suplemento natural de los granos de cereales, ya que, aunque son usualmente deficientes en aminoácidos como la metionina y cistina, contienen cantidades adecuadas de lisina (los cereales son deficientes en lisina pero generalmente contienen niveles adecuados de metionina y cistina; Tacon, 1987). El promedio de la composición proximal de aminoácidos esenciales de las oleaginosas y sus subproductos se muestran en las tablas 11 y 12.
3.4 Raíces cultivadas
Las raíces cultivadas son aquellas especies de plantas que poseen una extensa reserva de carbohidratos en sus tallos subterráneos (por ejemplo: tubérculos) o raíces. Las raíces cultivadas o tubérculos son pobres recursos de proteína (2–10% en peso seco; una gran proporción del nitrógeno se encuentra en la forma de nitrógeno no proteíco), vitaminas, calcio y fósforo, pero estas son un recurso rico de potasio y carbohidratos digeribles; estos últimos pueden estar en la forma de azúcares dentro de las raíces y fructanos o almidones dentro de los tubérculos. Como en la mayoría de los productos y subproductos de plantas, las raíces también contienen una gran cantidad de factores antinutricionales endógenos, los cuales si no son destruidos o desactivados pueden reducir seriamente el valor alimenticio de estos productos para los peces y los camarones (Tabla 2). La composición proximal y la composición de aminoácidos de la mayor parte de los tubérculos y raíces y sus subproductos son mostrados en la Tabla 13 y 14, respectivamente.
Tabla 11. Promedio de la composición proximal de la mayoría de los Granos de Legumbres y sus subproductos (todos los valores están expresados como % por peso sobre base de alimento: Agua-H2O; Proteína Cruda-CP; Lípidos o Extracto Etéreo-EE; Fibra Cruda-CF; Extractos Libres de Nitrógeno-NFE; Cenizas; Calcio-Ca; Fósforo-P)¹
¹ Los datos presentados presentan el promedio de valores de varias fuentes, que incluyen: Allen (1984); Bath et al., (1984); Bolton y Blair (1977); Branckaert, Tessema y Temple (1976); Cooley (1976); Devendra (1979); Gohl (1981); Hickling (1971); Kay (1979); Ling (1967); NRC (1982, 1983); Platt (1962) y Springhall (1969).
Tabla 12. Promedio de la composición de aminoácidos esenciales (EAA) de las semillas secas de la mayoría de los granos de legumbres (todos los valores se encuentran expresados como % por peso sobre la base de alimento: Arginina-Arg; Cistina-Cys; Metionina-Met; Treonina-Thr; Isoleucina-Iso; Leucina-Leu; Lisina-Lys; Valina-Val; Tirosina-Tyr; Triptófano-Tryp; Fenilalanina-Phen; Histidina-Hist)¹
¹ Los datos presentados representan el promedio de valores de varias fuentes incluyendo: Allen (1984); Bolton y Blair (1977); FAO (1970) Kay (1970) y NRC (1982).
Tabla 14. Promedio de Aminoácidos esenciales (EAA) de la mayoría de cultivos de tubérculos y sus subproductos (La composición de todos los valores se encuentran expresados como % del peso en base de alimento: Arginina-Arg; Cistina-Cyt; Metionina-Met; Treonina-Thr; Isoleucina-Iso; Leucina-Leu; Lisina-Lys; Valina-Val; Tirosina-Tyr; Triptófano-Tryp; Fenilalanina-Phen; Histidina-Hist)¹
3.5 Frutas
Muchos de los frutos de plantas y sus subproductos provenientes del procesado pueden ser considerados para la alimentación animal. Por otra parte, los frutos son generalmente como un recurso pobre en proteínas, vitaminas (con la posible excepción de la vitamina C) y minerales. Estas son recursos de carbohidratos digeribles y por ende de energía. La composición proximal en promedio y la composición de aminoácidos esenciales de la mayor parte de los frutos comestibles y sus subproductos se muestran en la Tablas 15 y 16, respectivamente.
3.6 Pastos, cultivos verdes y materiales alimenticios misceláneos
Los pastos y los cultivos forrajeros constituyen un valioso recurso de carbohidratos dietáricos, proteínas, vitaminas y minerales. Estos cultivos pueden ser utilizados tanto en su estado natural (fresco), como en un estado conservado. Dos métodos de procesamiento son comúnmente empleados para conservar (por ejemplo: almacenamiento) cultivos verdes “achicalado” y “ensilados”. El achicalado es el método más común de conservar los cultivos verdes. Aquí el contenido de humedad de los cultivos frescos es reducido de 65–85% a 15–20% por el secado del cultivo bajo el sol o por el uso de técnicas de secado artificiales (v.g. equipo de secado en los graneros o trojes, la esencia del achicalado es reducir el contenido de humedad del cultivo a un nivel suficientemente bajo para inhibir la acción de las plantas y de las enzimas microbianas contaminantes. Por razones prácticas, el cultivo es normalmente cosechado para el achicalado cuando su contenido de humedad es el más bajo (v.g. a la madurez o en el temprano estado de floración para los pastos).
Tabla 13. Promedio de la composición proximal de la mayoría de los cultivos de raíces y subproductos (Todos los valores están expresados como % de peso en base de alimento: Agua-H2O; Proteína cruda-CP; Lípidos o Extracto Etéreo-EE; Fibra Cruda-CF; Extracto Libre de Nitrógeno-NFE; Cenizas; Calcio-Ca; Fósforo-P).¹
¹ Los datos representan el promedio de valores de varias fuentes que incluyen: Allen (1984); Bath et al., (1984); Bolton y Blair (1977); Branckaert, Tessema y Temple (1976); Cooley (1976); Devendra (1979); Gohl (1981); Hastings (1973); Hickling (1971); Kay (1973); MacDonald, Edwards y Greenhalgh (1977); Miller (1976); NCR (1982); y Platt (1962).
1 Los datos presentados representan el promedio de valores de varias fuentes que incluyen: Allen (1984); FAO (1970); y NCR (1982).
La paja por otro lado, consiste de los tallos y hojas de las plantas después de la eliminación de las semilla maduras por el trillado o desgranado y son producidos en la mayoría de los cultivos de cereales y de algunas legumbres. Los tamos consisten de las cascarillas o cascabillos de las semillas los cuales son separados de los granos durante el trillado.
El ensilaje es un método de conservación el cual se basa en la fermentación bacteriana controlada del cultivo húmedo. La fermentación es controlada tanto por el estímulo de la formación del ácido láctico de las bacterias presentes en la hierba fresca, o por la adición directa de soluciones ácidas o preservativos químicos (la acidez previene la descomposición del material ensilado). Los cultivos que particularmente se presentan para ser ensilados son los pastos, mezclas de pastos con trébol, legumbres, cereales verdes, puntas de raíces, pulpas de betabel de azúcar (remolacha) y residuos de frutas. Para una revisión de estos métodos de conservación ver a MacDonald, Edwards y Greenhalgh (1977). La composición proximal en promedio y la composición de aminoácidos de pastos, cultivos verdes, y algunas plantas misceláneas seleccionadas se muestran en la Tablas 17 y 18, respectivamente.
Tabla 16. Promedio de la composición de Aminoácidos esenciales (EAA) de los principales subproductos de las frutas (Todos los valores son expresados como % del peso en base de alimento: Arginina-Arg; Cistina-Cys; Metionina-Met; Treonina-Thr; Isoleucina-Iso; Leucina-Leu; Lisina-Lys; Valina-Val; Tirosina-Tyr; Triptófano-Try; Fenilalanina-Phen; Histidina-Hist)¹
¹ Los datos presentados representan el valor promedio de Allen (1984) y NCR (1982).
Tabla 17. Composición proximal promedio de pastos, cultivos forrajeros verdes y algunos materiales misceláneos (Todos los valores son expresados como % de peso seco en base de alimento: Agua-H2O; Proteína Cruda-CP; Extracto Etéreo o Lípido-EE; Fibra Cruda-CF; Extracto libre de Nitrógeno-NFE; Cenizas; Calcio-Ca; Fósforo-P).¹
¹ Los datos presentados representan el valor promedio de diferentes fuentes incluyendo: Allen (1984); Bath et al., (1984); Backaert, Tessema y Temple (1976); Cooley (1976); Devendra (1979); Gohl (1981); Hickling (1971); Kay (1973, 1979); Ling (1967); MacDonald, Edwards y Greenhalgh (1977); Miller (1976); NRC (1982); Ogino, Cowey y Chiou (1978); Tacón (1983, 1986).
² Los datos presentados para las pasturas fueron obtenidos de Mac Donald, Edwards y Green halg h (1977); para composición de especies específicas Gohl (1981) y NRC (1982).
Tabla 18. Promedio de la composición de Aminoácidos esenciales (EAA) de la mayoría de pastos, pasturas verdes y algunos materiales misceláneos de orígen vegetal seleccionados (Todos los valores se encuentran expresados como % de peso en base de alimentos: Arginina-Arg; Cistina-Cys; Metionina-Met; Treonina-Thr; Isoleucina-Iso; Leucina-Leu; Lisina-Lys; Valina-Val; Tirosina-Tyr; Triptófano-Try; Fenilalanina-Phen; Histidina-Hist)¹
¹ Los datos presentados representan los valores promedios de varias fuentes que incluyen: Allen (1984); Bolton y Blair (1977); FAO (1970); NRC (1982, 1983); Ogino, Cowey y Chiou (1978), y Tacon (1983).
Tabla 19. Composición proximal promedio de la mayoría de las macrófitas usadas en prácticas de alimentación para Acuicultura (Todos los valores están expresados como % del peso sobre la base de alimento: Agua-H2O; Proteína Cruda-CP; Lípidos o Extracto Etéreo-EE; Fibra Cruda-CF; Extractos libres de Nitrógeno-NFE; Cenizas; Calcio-Ca; Fósforo-P).¹
¹ Los datos presentados representan el promedio de valores de varias fuentes que incluyen: Boyd (1968, 1969, 1979); Carraro (1983); Edwards, Kamal y Wee (1985); Gohl (1981); Ling (1967);Linn (1975); Little (1979); Little y Henson (1967); Pullin y Almazán (1983); y Siriwardena, Ranawana y Piyasena (1970).
² Carraro (1982) reporta una composición de Azolla sp. como 23.4% de proteína cruda, 22.1% celulosa, 11.3% hemicelulosa, 23% Lignina y 14.5% Cenizas en base seca.
³ La composición reportada en la literatura revisada fue bastante variable, Proteína cruda con rangos de 4.5 a 17.5% y cenizas de 5.6 a 41.2% en base seca.
⁴ Datos obtenidos del estudio de Siriwardena, Ranawana y Piyasena (1970); Por otro lado Little y Henson (1967) reportan el de agua de la planta fresca completa como 92.8%.
⁵ Los datos de Fibra Cruda y Extractos Libres de Nitrógeno se reportan juntos (Ling. 1967).
Tabla 20. Promedio de la composición de Aminoácidos esenciales de algunas Macrófitas Acuáticas (Todos los valores expresados como % del peso en base seca: Arginina-Arg; Cistina-Cyt; Metionina-Met; Treonina-Thr; Isoleucina-Iso; Leucina-Leu; Lisina-Lys; Valina-Val; Tyrosina-Tyr; Triptófano-Tryp; Fenilalanina-Phen; Histidina-Hist)¹
¹ Los datos presentados representan el promedio de valores de varias fuentes que incluyen: Boyd (1968, 1969) y Carraro (1983).
Tabla 15. Promedio de la composición proximal de la mayoría de frutas comestibles y de sus subproductos (Todos los valores se encuentran expresados como % del peso en base de alimento: Agua-H2O; Proteína cruda-CP; Grasas o Extracto Etéreo-EE; Fibra Cruda-CF; Extractos libres de Nitrógeno-NFE; Cenizas; Calcio-Ca; Fósforo-P).¹
¹ Los datos presentados representan los valores medios de varias fuentes incluyendo: Allen (1984); Bath et al, (1984); Branckaert, Tessema y Temple (1976); Cooley (1976); Gohl (1981); Hanseen (1985); Ling (1967); Miller (1976); NRC (1982); Platt (1962); Spring Hall (1969); y Tacón (1986).
3.7 Macrófitas acuáticas vasculares
Las plantas acuáticas vasculares o macrófitas constituyen potencialmente un recurso valioso de nutrientes dietáricos para especies en cultivo tanto omnívoros como herbívoros. Sin embargo, el alto contenido de agua de las macrófitas acuáticas (i.e. rango de 75-95%) puede ser indeseable desde el punto de vista económico cuando son usados para animales de granja (i.e. altos costos de secado), esto no deberá ser el caso para especies utilizadas en acuacultura bajo
condiciones de cultivo semiintensivo en pozas donde estos productos deberán ser utilizados en su estado fresco, enteros o picados, como alimentos suplementarios. En general, las macrófitas acuáticas son recursos pobres de proteína dietárica (rango de 0.7–3.5% de proteína, en base fresca) y lípidos, pero son vistos como un buen recurso de carbohidratos digeribles y minerales (i.e. calcio, potasio, magnesio y elementos traza).
En común con las plantas terrestres, las macrófitas acuáticas vasculares pueden contener cantidades considerables de fibra cruda y en particular factores antinutricionales, como los caninos. Para una revisión de la composición nutritiva y el valor de las macrófitas acuáticas ver a Boyd y Scarsbrook (1975), Edwards (1980) y Little (1979).
El análisis proximal promedio así como la composición de aminoácidos esenciales de la mayoría de las macrófitas acuáticas que han sido utilizadas y/o probadas como alimento en la acuacultura se muestran en las Tablas 19 y 20 respectivamente.
3.8 Proteínas unicelulares
Las proteínas unicelulares (SCP) es un término aplicado a un amplio rango de algas unicelulares y filamentosas, hongos y bacterias los cuales son producidos por procesos de fermentación controlada para su uso como alimento animal. Comparada con las proteínas alimenticias convencionales de plantas y animales, estos microorganismos ofrecen numerosas ventajas como productores de proteínas:
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Su producción puede ser basada sobre substratos de Carbón natural los cuales son disponibles en grandes cantidades (hulla, petroquímicos, gas natural) o sobre subproductos celulósicos de la agricultura, los cuales por el otro lado causan daños al medio ambiente.
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La mayoría de los microorganismos cultivados poseen altos niveles de proteínas (40–80% de proteína cruda en base seca, dependiendo de la especie).
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Tienen un tiempo de generación muy corto; bajo condiciones óptimas de cultivo las bacterias pueden doblar su masa celular en 0.5–2 horas, las levaduras en 1–3 horas y las algas en 3–6 horas.
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Se pueden cultivar en un espacio reducido y se pueden producir continuamente con un buen manejo independientemente del clima.
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Hasta cierto punto, su composición nutricional se puede controlar por manipulación genética.
Además del uso de monocultivos de las proteínas unicelulares para la producción de proteínas, existe también la posibilidad de usar mezclas de cultivos de microorganismos unicelulares, como lodos activados (i.e. suspensión mezclada de bacterias, algas y animales unicelulares) los cuales son el resultado de la oxidación biológica de corrientes de desecho específicas como los desechos de destilería, desechos humanos y desechos del procesamiento en la industria del papel.
En general, estos productos microbianos son buenos productos de proteína dietárica, siendo la metionina generalmente el primer aminoácido esencial limitante dentro de las algas, levaduras y lodos activados, y la lisina dentro de las bacterias SCP (Schultz y Oslage, 1976). En contraste a los materiales alimenticios convencionales de plantas y animales una proporción significativa del contenido de nitrógeno dentro de la SCP se encuentra presente en la forma de ácidos nucléicos altamente polimerizados y de sus productos de descomposición. Por ejemplo, Kihlberg (1972) reportó valores de ácido nucléico de 5-12% para levaduras y 8-16% por peso de bacteria, como un porcentaje de materia seca. El valor de estas substancias que contiene nitrógeno (no aminoácidos) en la nutrición de animales monogástricos, incluyendo peces y camarones (parece ser mínimo) (Tacón y Jackson), 1985. En general, la SCP son pobres recursos de lípidos dietáricos y calcio, pero son un excelente recurso de vitaminas (i.e. vitaminas de Complejo B, inositol y colina dentro de las levaduras SCP; Tacon, 1987) y son buenos recursos de fósforo dietárico. Para una revisión de la composición y el valor nutritivo de las SCP ver a Schultz y Oslage (1976).
El análisis proximal promedio y la composición de aminoácidos de las SCP se muestran en las Tablas 21 y 22 respectivamente
3.9 Alimentos a base de organismos invertebrados
En numerosos sistemas de acuacultura el zooplancton vivo (i.e. rotíferos, copépodos y nauplios de Artemia salina) son comúnmente usados como alimento vivo para la propagación masiva de muchas larvas de peces y camarones marinos y de agua dulce. Estos alimentos vivos son generalmente producidos a altas densidades, en unidades especializadas, separadas de los tanques de cultivo de peces y camarones. Sin embargo, el valor nutritivo del zooplancton para peces o camarones dependerá del tamaño físico, línea genética, origen y estado de desarrollo del animal en cuestión, el análisis proximal, la composición de minerales y aminoácidos de las especies individuales es relativamente constante. En contraste, las composición de ácidos grasos dentro de las especies individuales se ha encontrado que varía considerablemente, dependiendo de la línea genética, el estado de desarrollo del animal y el método de cultivo usado para su producción. De hecho se cree generalmente que el perfil de ácidos grasos esenciales (EFA) de los alimentos vivos como el zooplancton y el fitoplancton son el factor principal que gobierna su éxito (o no) como alimento para larvas de peces y camarones; zooplancton que contiene una alta proporción de ácidos grasos esenciales poliinsaturados (i.e. ácidos grasos de la serie w6-18:2w6 y 20:4w6 o de la serie w3–20:5w3 y 22:6w3) poseen el valor nutricional más alto para larvas de peces marinos y de agua dulce respectivamente.
Tabla 21. Promedio de la composición proximal de proteínas unicelulares (Todos los valores están expresados como % por peso en base de alimento: Agua-H2O; Proteína Cruda-CP; Lípidos o Extracto de Éter-EE; Fibra Cruda-CF; Extractos Libres de Nitrógeno-NFE; Cenizas; Calcio-Ca; Fósforo-P)¹
¹ Los datos presentados representan el promedio de valores de varias fuentes incluyendo: Allen (1984); Appler y Jauncey (1983); Bath et al., (1984); Cooley (1976); Gohl (1981); Imada et al.,(1979); Jansen (1985); Kaushik y Luquet (1980); Ling (1967); Matty y Smith (1978); Murray y Marchant (1986); NRC (1983); Orme y Lemm (1973); Parsons, Stephens & Strickland (1961);Schultz y Oslage (1976); Smith y Palmer (1976);
Smith et al., (1975); Soeder (1981); Tacón y Ferns (1979); Tacon et al., (1983); Venkataraman, Becker y Shamala (1977); Windell, Armstrong y Clineball (1974); Yoshida y Hoshii (1980); Zimmerman y Tegbe (1977).
² W-Levadura es la levadura de pan la cual ha sido crecida en un medio de cultivo suplementado con aceite de pescado o de hígado de pescado (Imada et al., 1979).
³ Cultivo fungal mezclado de Hansenula anomala, Candida krusei y Geotrichum candidum (Murray y Marchant, 1986).
⁴ Datos como los presenta Ling (1967).
⁵ Datos disponibles solamente sobre la base de materia seca (Parsons, Stephens and Strickland, 1961).
El zooplancton vivo es un buen recurso protéico (sin embargo, la proteína es a menudo deficiente en aminoácidos sulfurados), lípidos, minerales, vitaminas y pigmentos carotenoides. Para una revisión de la composición química y valor nutritivo del zooplancton ver Watanabe, Kitajima y Fujita (1983) y Simpson, Klein-McPhee y Beck (1983).
Además del uso común del zooplancton vivo como alimento larval completo también hay un considerable interés enfocado en el uso de animales macroinvertebrados seleccionados tanto vivos como sus formas procesadas o subproductos, como alimentos para peces y camarones. En particular, el énfasis se ha centrado en el uso de aquellas larvas de insectos y lombrices oligoquetas las cuales tienen la habilidad de utilizar corrientes de aguas negras (i.e. excretas animales, desechos domésticos y desechos de la agricultura), los cuales por otro lado podrían tener valor alimenticio o no en dietas compuestas para animales. Por virtud de su habilidad de utilizar y degradar los nutrientes de desecho en paquetes ricos de nutrientes apetecibles, estos organismos macroinvertebrados constituyen potencialmente un recurso valioso de nutrientes en dietas para camarones y peces de granjas. Para una revisión de la composición química y valor nutritivo de los macroinvertebrados seleccionados como alimento para diferentes organismos ver a Yurkowski y Tabachek (1978), Gohl (1981), Ling (1967) y Stafford (1984).
El análisis proximal promedio y la composición de aminoácidos de invertebrados seleccionados como alimento se muestra en la Tabla 23 y 24, respectivamente. En vista del efecto directo de los medios de cultivo y de la dieta sobre la composición de ácidos grasos del zooplancton, la composición de ácidos grasos de este alimento vivo será repartida bajo el nombre de alimentos larvales de la Parte III de esta serie de manuales.
Tabla 22. Promedio de la composición de Aminoácidos esenciales (AAE) de proteínas unicelulares (Todos los valores están expresados como % por peso en base de alimento: Arginina-Arg; Cistina-Cys; Metionina-Met; Treonina-Thr; Isoleucina-Iso; Leucina-Leu; Lisina-Lys; Valina-Val; Tirosina-Tyr; Triptófano-Tryp; Fenilalanina-Phen; Histidina-Hist)¹
¹ Los datos presentados representan el promedio de valores de varias fuentes, incluyendo: Allen (1984); Bolton y Blair (1977); Cooley (1976); D'Mello, Peers y Whittemore (1976); FAO (1970);Kaushik y Luquet (1980); Murray y Marchant (1986); NRC (1983); Orme y Lemm (1973), Smith y Palmer (1976); Smith et al., (1975); Soeder (1981); Windell, Armstrong y Clineball (1974);Tacón (1979); Zimmerman y Tegbe (1977).
² Mezcla de H. anómala, C. kruzei y G. candidum (Murray y Marchant, 1986).
Tabla 23. Composición proximal promedio de organismos invertebrados seleccionados que sirven como alimento (Todos los valores son expresados como % de peso sobre una base de alimento: Agua-H2O; Proteína Cruda-PC; Lípidos o Extracto de Eter-EE; Fibra Cruda-FC; Extractos Libres de Nitrógeno-ELN; Cenizas-C; Calcio-Ca; Fósforo-P). ¹
¹ Los datos presentados representan el valor promedio de varias fuentes e incluyen: Allen (1984); Choubert and Luquet (1983); Cresswell and Kompiang (1981); Deshimaru and Shigeno (1972); Deshimaru et al., (1985); Elmslie (1982); Gallagher and Brown (1975); Ling (1967); Gol (1981); Hilton (1983); Imada et al., (1979); Mathias et al., (1982); Meyers (1986, 1987); Newton et al., (1977); NRC (1983); Seidel et al., (1980); Simpson, Lein-MacPhee and Bech (1983); Stafford and Tacon (1984,1985); Tacon (1986a); Tacon, Stafford and Edwards (1983); Watanabe,Kitajima and Fujita (1983); Yoshida and Hoshii (1978) and Yurkowski and Tabachek (1978), Leger et al., (1986).
² Datos obtenidos de Watanabe, Kitajima and Fujita (1983).
³ Datos obtenidos de Leger et al., (1986); no se proporciona información sobre humedad, fibra cruda o contenido de ELN-el contenido de carbohidratos se representa por un solo valor.
⁴ Datos recopilados de Watanabe, Kitajima y Fujita (1983) y Yurkowski y Tabachek (1978).
⁵ Datos obtenidos de Meyers (1986); proteína cruda (N×6.25) los valores no corresponden al valor corregido de proteínas de 53.5% y 22.8% para cabezas de camarón y exoesqueletos de camaróneras pectivamente (i.e. valores corregidos para contenido de quitina).
⁶ Datos obtenidos de Newton et al., (1977); ningún valor es presentado en esta Tabla para ELN, como los valores existentes reportados por estos autores, total 106.4%.
Tabla 24. Promedio de Aminoácidos esenciales (AAE) composición de invertebrados seleccionados que sirven como alimento (todos los valores son expresados como % de alimento o como g/100 g de aminoácidos totales recobrados (AA): Arginina-Arg; Cistina-Cyt; Metionina-Meth; Treonina-Thr; Isoleucina-Iso; Leucina-Leu; Lisina-Lys; Valina-Val; Tyrosina-Tyr; Triptófano-Tryp; Fenilalanina-Phen; Histidina-Hist)¹
¹ Los datos presentados representan el valor medio de varias fuentes, incluyendo: Allen (1984); Cresswell and Kompiang (1981); Deshimaru y Shigeno (1972); Deshimaru et al., (1985); Gallaghery Brown (1975); Hilton (1983); Mathias et al., (1982); Meyers (1986); Newton et al., (1977); NRC (1983); Seidel et al., (1980); Stafford (1984); Tacon, Stafford and Edwards (1983); y Watanabe,Kitajima and Fujita (1983).
² Promedio del análisis de los ocho aminoácidos presentados por Watanabe, Kitajima y Fujita (1983).
³ Origen de la harina no especificado (Deshimaru y Shigeno, 1972)
⁴ Tacon, A.G.J. (Datos no publicados).
Tabla 25. Promedio de la composición proximal de subproductos seleccionados de animales (Todos los valores se encuentran expresados como % del peso sobre base de alimento: Agua-H2O; Proteína Cruda-CP; Grasas o Extracto Etéreo-EE; Fibra Cruda-CF; Extracto Libre de Nitrógeno-NFE; Ceniza; Calcio-Ca; Fósforo-P).¹
¹ Los datos presentados representan los valores medios de varias fuentes que incluyen: Allen (1984); Barlow and Windsor (1984); Bath et al., (1984); Bolton and Blair (1977); Cooley (1976); Davies,Rumsey & Nickum (1976); Gohl (1981); Hastings (1974); Jackson, Kerr and Cowey (1984); Ling (1967); Lovell (1979); MacDonald, Edwards and Greenhalgh (1977); NRC (1982, 1983); Reece et al., (1975); Rumsey et al., (1981); Tacon (1986); Tacon, Webster & Martínez (1984); Tatterson and Windsor (1974); Wee, Kerdchuen and Edwards (1987); Wilson, Feeman and Poe (1984);and Wood, Capper and Nicolaides (1985).
² Desperdicios del procesamiento de lácteos, incluyendo el procesamiento de quesos; contenido de carbohidratos expresado como 34.1 % de Lactosa (Rumsey et al., (1981).
³ Debido a la amplia variación en la composición proximal de los peces (dependiendo de las especies, temporada del año, crecimiento, historia nutricional y período de desove, etc.) las 5 categorías de Gohl (1981) se presentan; Grupo A - ostiones y almejas; Grupo B - carpa, bacalao, lenguado, merluza, pijota, lisa, perca marina, abadejo, pez roca, pescadilla, cangrejo, escalopa y camarón; Grupo C - hipogloso y atún; Grupo D - anchoveta, arenque, macarela, salmón y sardina; y, Grupo E - Trucha de lago (Cristivomer namacush).
⁴ Desperdicios del procesamiento del bagre que incluye, cabeza, piel y víscera; contenido medio del agua en los desperdicios reportado como 67 % (Lovell, 1979).
⁵ Incluye varias especies marinas como Gadidae/Lophiidae/Rajidae, las cuales tienen carne blanca y bajo contenido de lípidos.
⁶ Promedio de varias especies de peces dulceacuícolas como las reportadas por Allen (1984).
⁷ Los solubles condensados de pescado son un producto (licor de prensado) que resulta del prensado de los peces durante el proceso de manufactura de harina de pescado (Barlow and Windsor, 1984).
⁸ Concentrados protéicos de pescado que se obtiene después de la extracción por solventes del aceite en la harina de pescado.
⁹ Los ensilados preservados por ácido se producen por la adición de ácidos orgánicos o minerales a la mezcla macerada de peces frescos o a los subproductos de peces húmedos.
¹º La composición presentada es para ensilados de sardineta con valores altos de grasas, después de 2 semanas de almacenaje a 20°C son etoxiquin adicionado como antioxidante (Jackson, Kerrand Cowey, 1984).
¹¹ La composición presentada es para ensilados de 6 meses (temperatura de almacenaje de 18–22°C; Wood, Capper y Nikolaides, 1985).
¹² Producción de ensilados de pescado por la fermentación bacteriana de ácido láctico bajo un substrato de carbohidratos.
Tabla 26. Promedio de la composición de aminoácidos esenciales (AAE) de subproductos animales seleccionados (Todos los valores se encuentran expresados como % sobre base de alimento: Arginina-Arg; Cistina-Cys; Metionina-Meth; Treonina-Thr; Isoleucina-Iso; Leucina-Leu; Lisina-Lys; Valina-Val; Tirosina-Tyr; Triptofano-Tryp; Fenilalanina-Phen; Histidina-Hist)¹
¹ Los datos presentados representan el promedio de valores de varias fuentes que incluyen: Barlow and Windsor (1984); Bolton and Blair (1977); FAO (1979); Jackson, Kerr and Cowey (1984); NRC (1982/1983); Tacón (1982); Wilson, Feeman y Poe (1984); Wood, Capper and Nicolaides (1985).
² Valores para pescado fresco obtenidos de FAO (1979).
³ La composición presentada es para ensilado después de un período de almacenaje de 8 semanas a 20°C con adición de etoxiquin: Los autores reportan un 54.5 % de triptófano perdido, de una concentración inicial de 0.55 %, después de 8 semanas de almacenaje; la metionina y la cistina se encuentran reportadas como el total de aminoácidos sulfurados (Jackson, Kerr y Cowey, 1984).
⁴ La composición es para un ensilado con 6 semanas de almacenamiento a 18–22°C; los valores presentados se expresan como % total de aminoácidos recobrados (Wood, Capper y Nicolaides, 1985)
Tabla 27. Promedio de la composición de la mayoría de ácidos grasos en grasas y aceites comestibles seleccionados. (Los valores están expresados como g de ácidos grasos/100 g de ácidos grasos totales)¹
¹ Los datos representan el promedio de valores de varias fuentes incluyendo: Skrede y Eldegard (1979); Barlow y Windsor (1984); Castell (1978); Deshimaru, Juroki y Yone (1982, 1982a); Kanazawa et al., (1979, 1979a); Takeuchi y Watanabe (1978); Takeuchi, Watanabe y Ogino (1978, 1979); Thomas y Paulicka (1976); Watanabe y Takeuchi (1976); Stickney y Wurts (1976).
² Promedio del contenido de ácidos grasos de los lípidos del cuerpo completo de cuatro especies de peces de agua dulce (Sheeps herd, Tullibee, María y Alewife;
Castell, 1978).
³ Promedio de ácidos grasos contenidos en los lípidos extraídos de las harinas de pescado manufacturadas (Barbow y Windsor, 1984).