Para alimentar a la creciente población mundial necesitamos aumentar la producción de alimentos. Pero la industria de los piensos también puede ayudar a asegurar que se utilicen menos cultivos alimentarios humanos y más biomasa no comestible para alimentar a los animales, en particular las dietas de los peces.

En los últimos años, el aumento del precio de las materias primas para la alimentación, tanto en los mercados mundiales como en los nacionales, ha dado lugar a un aumento del número de personas desnutridas y hambrientas. Aunque ha aumentado la conciencia del público en general y de los encargados de la formulación de políticas, la fragilidad del sistema mundial de alimentos y piensos persiste. En condiciones óptimas, una persona adulta necesita consumir 60 g de proteínas al día. Para alimentar a la población mundial con suficientes proteínas para 2050, se necesitarán unos 790 millones de toneladas de proteínas. Esta cifra es un 50% más que la producción actual. El ganado vacuno necesita unos 100 kg de alimento para producir 5 kg de masa corporal, lo que podría interpretarse como 1,3 kg de proteína pura.

Este cálculo no coincide con la demanda de proteínas en el futuro. Afortunadamente, esta conciencia se ha traducido parcialmente en una acción eficaz por parte de la UE para que el concepto de «alimento seguro a alimento seguro» esté mejor preparado para responder a las demandas duraderas del crecimiento de la población mundial. La industria mundial de piensos también desempeña un importante papel en este sentido y debe iniciar la revolución de las proteínas de los piensos para garantizar que la población mundial pueda tener acceso a los alimentos en el futuro. Esto significa que tenemos que alejarnos de las «llamadas» fuentes de alimentación de primera generación.

Diferentes generaciones de alimentos

Las fuentes de materia prima para la alimentación pueden definirse a través de tres generaciones. Las fuentes de alimentación de primera generación están disponibles comercialmente. Sin embargo, compite directamente con el suministro de alimentos para el hombre y depende de vastos recursos de tierras cultivables, irrigación y fertilizantes. La segunda generación es menos competitiva con la alimentación humana y no se basa en la tierra cultivable y la irrigación. Las fuentes de alimentación de segunda generación se basan en insectos y microbios y su uso es difícil debido a la introducción de nuevas tecnologías y a una demanda desconocida. Una tercera generación de fuentes de alimentación acuática es la recaptación de nutrientes a partir de, por ejemplo, las aguas residuales de las granjas lecheras y porcinas. La ciencia ya está desarrollando tecnologías que pueden recuperar el fósforo y el nitrógeno (N) del estiércol. Estas tecnologías son económicamente viables, pero los mercados son bastante inmaduros.

Dietas de peces sostenibles

Los alimentos acuícolas son un gran ejemplo de dónde se pueden dar grandes pasos en la revolución de las proteínas. Las materias primas utilizadas en los piensos acuáticos se basan tradicionalmente en la harina de pescado y la harina de soja. A nivel mundial, más del 80% de la soja producida se utiliza para la fabricación de piensos. La harina de pescado se fabrica procesando la captura silvestre, donde la mayoría de las veces quedan problemas como la sobrepesca. Alrededor del 25% de las capturas de pescado del mundo se utilizan como alimento para animales. Al final, esta no es una forma sostenible de alimentar a los animales de granja y, por lo tanto, es inevitable una economía sostenible con el uso de nuevos ingredientes para los piensos (Figura 1). Aquí explicamos con más detalle qué fuentes de alimentación nuevas tienen el potencial de reemplazar o sustituir parcialmente la soja y la harina de pescado «insostenibles».

Figura 1 – Convertir la biomasa no comestible en alimento para animales.

Revolución microbiana

Un gran ejemplo de fuentes de alimentación de segunda generación son las microalgas, la levadura y la biomasa bacteriana. Estos organismos unicelulares están proliferando mucho más rápido que cualquier otra biomasa del planeta, con un excelente perfil de aminoácidos en su proteína y con una alta tasa de digestibilidad en los animales modelo de investigación. La producción de esta proteína no compite con ninguna otra fuente de proteína alimentaria establecida. El crecimiento de los organismos unicelulares y, por lo tanto, su proteína es muchos más rápidos que cualquier otra fuente de proteínas. La tasa de crecimiento de las microalgas es de una vez al día. La tasa de crecimiento de la levadura es cada 2 horas y para las bacterias cada 20 minutos. Las microalgas son bien conocidas como potenciadores inmunológicos y fuente ilimitada de proteínas. El espacio requerido para el crecimiento de las microalgas es bastante insignificante. En general, las microalgas no requieren de ninguna tierra cultivable, o un suministro de agua dulce. La cosecha de microalgas puede realizarse durante todo el año y, por ejemplo, en el peor de los casos, en el sur de España, se pueden producir 27 toneladas/ha al año. La producción óptima podría ser de aproximadamente 1 kg de biomasa de algas (en base a materia seca) en 1,5m2. Sin embargo, los sistemas de estanques abiertos son los sistemas ‘gastados por el tiempo’ que están siendo reemplazados por sistemas nuevos y más eficientes como los fotobiorreactores, los paneles planos y los sistemas tubulares. Con estos nuevos sistemas, la optimización de la producción está aumentando exponencialmente. Además de proteínas, las microalgas contienen valiosos ácidos grasos poliinsaturados, que son una fuente más sostenible de esos valiosos nutrientes para los organismos acuáticos que el aceite de pescado. Las microalgas son fuentes ricas en pigmentos, clorofilas, carotenoides y ficobiliproteínas. La inclusión de microalgas en las dietas de diversos peces y crustáceos produjo un conjunto de pruebas científicas de un efecto de crecimiento positivo y una mayor funcionalidad intestinal. Debido a la composición química de las microalgas, constituyen una alternativa prometedora para aumentar el valor nutritivo de los alimentos acuáticos convencionales, como sustituto parcial de la harina de pescado para la acuicultura intensiva. El conjunto de la bibliografía científica sugiere que se recomienda una tasa de inclusión de microalgas de hasta el 20% debido al efecto positivo observado en la funcionalidad de los sistemas digestivos de las especies acuáticas cultivadas.

Avances en las tecnologías de fermentación

Diversas investigaciones científicas concluyeron que la levadura representa ingredientes sostenibles en los alimentos acuáticos debido a su capacidad de convertir biomasa de bajo valor en ingredientes de alimentos de alto valor y casi sin dependencia de la tierra agrícola, el agua o el cambio climático. Según la especie y la cepa, la levadura puede producirse a partir de la fermentación de piensos ricos en azúcar o de la biomasa lignocelulósica procedente de residuos de alimentos o de residuos derivados de la industria agrícola o forestal. Los avances en la tecnología de la fermentación han dado lugar a una producción de levadura más eficiente y más barata, lo que hace que la levadura sea económicamente más viable como fuente de nutrientes para los alimentos acuáticos. En condiciones óptimas, anualmente 10 mg de levadura pueden producir 150 toneladas de biomasa de células de levadura. Un estudio realizado en la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas en Uppsala demostró que el nivel de especies de levadura en las dietas no tenía ningún efecto sobre la microbiota intestinal. Las especies de levadura que se encontraban en las dietas alimentarias no se encontraban en el intestino de los peces, lo que demuestra la completa digestibilidad de los materiales de levadura. Un estudio realizado en la Universidad Noruega de Ciencias de la Vida demostró que la Candida utilis y el Kluyveromyces marxianus eran buenas fuentes de proteínas en las dietas del salmón del Atlántico. Estos organismos unicelulares mostraron la posibilidad de reemplazar hasta el 40% de la proteína de la harina de pescado de alta calidad, sin ningún efecto perjudicial en el rendimiento del crecimiento de los peces, la digestibilidad o la retención de nutrientes. Los bajos niveles (4%) de levadura de cerveza inactiva mejoraron el rendimiento de crecimiento y la modulación de la microbiota intestinal en diferentes especies de peces.

La harina de proteína bacteriana (BPM) es otro ejemplo de una fuente de alimentación de segunda generación y es una fuente de proteína producida por fermentación aeróbica de gas natural como fuente de energía / carbono y amoníaco como fuente de N de Methylococcus capsulatus, Ralstonia, Brevibacillus agri y Aneurinibacillus. La biomasa bacteriana se esteriliza por calor y se seca por aspersión para obtener un producto seco y estable. Este material contiene alrededor del 70% de proteína cruda y hasta el 10% de lípidos. Un estudio de la Universidad Noruega de Ciencias de la Vida mostró que el suministro dietético de BPM proporciona un tercio de la ingesta de N con un rendimiento de producción sostenido. Cuando el BPM constituía el 50% del N dietético no había efectos hostiles para el crecimiento del salmón del Atlántico. El BPM en el visón, como animal modelo para los peces, tenía una alta digestibilidad fecal de N, alrededor del 80%. El BPM da la misma retención de nitrógeno, producción de calor y retención de energía que la harina de pescado.

La revolución de la harina de insecto

Un pequeño paso hacia la revolución de las proteínas para piensos fue la votación de la Comisión de la UE en diciembre de 2016 para permitir que las proteínas derivadas de insectos (fuente de piensos de segunda generación) entren en el mercado de piensos para la acuicultura. Esa legislación encaja bien con la revolución azul, que también podría ayudar a las regiones rurales y de fatiga de biomasa. Los insectos, junto con los organismos microbianos, ofrecen un enorme potencial de mercado. La conversión de los piensos y el crecimiento de los insectos es elevado. Se necesitan unos 2 kg de subproductos orgánicos para fabricar 1 kg de proteína a base de insectos con un espacio necesario de 1m2. La harina de insectos tiene una proteína similar a la de la harina de pescado. Además de eso, la harina de insectos puede contener ácidos grasos de alto grado. Alrededor del 30% de la harina de pescado puede ser reemplazada con éxito por la harina de insectos para dietas de peces pequeños. En la alimentación del camarón de pata blanca (L. vannamei), el 50% de la harina de pescado puede ser reemplazada por harina de insectos. En Noruega los investigadores lograron reemplazar hasta el 100% de la proteína de pescado en las dietas de los salmones sin efectos adversos en el crecimiento de los peces o más tarde en el sabor peculiar de los filetes de pescado.

Persuadir a los consumidores

La ciencia revisada por pares ha demostrado que el consumo de harina de microbios e insectos por parte de los animales no tiene ningún impacto en el sabor de los productos alimenticios derivados de los animales alimentados con los mencionados nuevos ingredientes de proteínas para piensos. Sin embargo, la mayor tarea es persuadir al consumidor. Cambiar la mentalidad del consumidor acerca de todos los beneficios de estos nuevos ingredientes para piensos es el mayor desafío de esta gran revolución de las proteínas para piensos.

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