Importancia de los carotenoides en los alimentos acuáticos

Los pigmentos juegan un papel destacado en la nutrición de fármacos y crustáceos.

Polvo de astaxantina, un tipo de carotenoide.

Los pigmentos orgánicos, llamados carotenoides (también llamados tetraterpenoides), son moléculas hidrófobas que se encuentran comúnmente en las membranas celulares. Se han detectado más de 600 carotenoides en plantas, bacterias no fotosintéticas, levaduras y mohos, y en algunos animales como el salmón y la langosta y la yema de huevo. Son pigmentos importantes y generalizados en muchos organismos y respaldan criterios de calidad específicos para la comercialización de productos de la acuicultura y las demandas de los consumidores. La apariencia del producto animal, especialmente el color, juega un papel importante en su comercialización. El color, el valor nutricional, la apariencia saludable, la frescura y los componentes de prueba sensorial son elementos subconscientes a la hora de elegir un producto. Se han agregado fuentes sintéticas y naturales de carotenoides a los alimentos para peces para los que la pigmentación es importante. Los carotenoides ayudan a encontrar el amarillo, el naranja y el rojo en la piel, el caparazón o el exoesqueleto de muchos peces y crustáceos importantes.

Fuentes de carotenoides

Muchas plantas son fuentes potenciales de carotenoides. Los carotenoides vegetales se derivan principalmente del pigmento de las microalgas; por ejemplo, las microalgas de agua dulce Haematococcus pluvialis se han utilizado comercialmente en la acuicultura principalmente debido a su rápido crecimiento y alto contenido de astaxantina. El alga biflagelada Dunaliella salina es una fuente de β-caroteno y se utiliza como colorante alimentario natural en la industria de piensos para la acuicultura. De los microorganismos, Phaffia rhodozyma es probablemente la levadura más importante, ya que contiene astaxantina como carotenoide principal y representa aproximadamente el 85 por ciento de sus pigmentos totales.

Salmón, que recibió una dieta que contenía carotenoides.

Las islas descartadas durante el procesamiento de cangrejos (camarones, krill y cangrejos) también son fuentes potenciales de carotenoides. Estos descartes son un ingrediente atractivo para la industrialización, ya que alrededor del 70 por ciento del peso bruto de la captura es el procesamiento y uso de descartes con un alto contenido de carotenoides, lo que reduce los problemas ambientales causados ​​por grandes cantidades de desechos que de otro modo no se usarían. Los subproductos de crustáceos se han utilizado con éxito en la alimentación de peces para dar color a la carne entera. Ciertas desventajas de esta fuente de carotenoides, como la variabilidad en la concentración de pigmentos y el alto contenido de cenizas y quitina, que reduce su digestibilidad para el pescado, pueden limitar severamente la tasa de adición a los complementos alimenticios.

Otros ingredientes de piensos terrestres, como el maíz amarillo, la harina de gluten de maíz y la alfalfa, también se utilizan como fuentes de carotenoides en las preparaciones de piensos para la acuicultura. Otros ingredientes ricos en carotenoides son la harina de caléndula y el extracto de pimiento rojo.

Roles funcionales de los carotenoides

Se sabe que los carotenoides están involucrados en una variedad de actividades celulares. Sus funciones principales incluyen actuar como antioxidantes y vitamina A, y estas funciones protegen a los organismos vivos de diversas enfermedades. Los carotenoides también desempeñan otras funciones importantes, como la vitamina A, antioxidantes, inmunorreguladores, y se movilizan desde los músculos hacia los ovarios, lo que sugiere una función reproductiva. Desempeñan un papel fundamental en el proceso de fotosíntesis y actúan como una función protectora contra los daños causados ​​por la luz y el oxígeno. Los carotenoides alimentarios se consideran útiles en la prevención de enfermedades, incluidos ciertos cánceres y enfermedades oculares. Actúan como precursores de la vitamina A y juegan un papel en la protección del sistema inmunológico y la salud celular del cuerpo. Los pigmentos zeaxantina y luteína son componentes importantes del pigmento macular ocular. Estas dos xantofilas tenían la asociación más fuerte entre la ingesta de alimentos y un riesgo reducido de degeneración macular.

Clasificación de carotenoides

Katayama y col. (1973) propuso que los animales acuáticos se pueden dividir en tres grupos basándose en las capacidades biosintéticas de estos carotenoides. El grupo I es un tipo de carpa roja, animales que pueden convertir luteína, zeaxantina o intermedios en astaxantina, pero el β-caroteno no es el principal precursor de la astaxantina. Pueden mantener la astaxantina en su dieta directamente en su cuerpo. Este grupo incluye peces de colores, carpas rojas y hermosas carpas rojas. El grupo II es un tipo de camarón, animales que pueden convertir el β-caroteno y la zeaxantina en astaxantina. Los crustáceos generalmente pertenecen a este grupo. El grupo III es un tipo de concha marina, animales que no pueden convertir el β-caroteno, la luteína o la zeaxantina en astaxantina, pero pueden verse privados de pigmentos dietéticos o pigmentos de tejido corporal esterificados. Ejemplos de este grupo son las conchas marinas y los mejillones rojos.

Una razón plausible de la aparente presencia de tintes animales de color rojo anaranjado en latitudes más altas es la abundancia de plantas con rendimiento de carotenoides. Foto de Felicia McCaulley.

Los carotenoides también se clasifican por estructura. Estructuralmente, los carotenoides se clasifican como caroteno y xantofila. Los carotenos son hidrocarburos libres de oxígeno; El α-caroteno, el β-caroteno, el β-caroteno y el licopeno son ejemplos de carotenos. Las xantofilas son hidrocarburos que contienen oxígeno. La astaxantina, cantaxantina, criptoxantina y zeaxantina son ejemplos de xantofilas. Hay muchos carotenoides pigmentados, pero solo algunos de ellos, la astaxantina y la cantaxantina, son importantes para la alimentación acuícola.

Absorción y biodisponibilidad de carotenoides.

Los carotenoides son compuestos hidrófobos que no son fácilmente solubles en los medios acuosos del tracto gastrointestinal de los peces; por lo tanto, los lípidos involucran procesos de digestión, absorción y transporte. La absorción intestinal de carotenoides implica varios pasos, incluida la rotura de la matriz, la dispersión en emulsiones lipídicas y la disolución para mezclar la mezcla de bilis en micelas antes de introducirse en el borde del cepillo de enterocitos tras la absorción. En los salmónidos, aproximadamente el 35% de la astaxantina de la dieta se absorbe principalmente a través del intestino proximal. La absorción de carotenoides se considera lenta en comparación con otros nutrientes. Los carotenoides se absorben sin conversión metabólica previa, con la excepción de los ésteres de xantofila hidrolizados antes de la absorción por una lipasa dependiente de sales biliares inespecíficas, ya que no hay ésteres presentes en el plasma de salmónidos ni en el músculo blanco. Los salmónidos absorben preferiblemente más carotenoides polares, especialmente astaxantina que cantaxantina, zeaxantina o carotenos.

La absorción de los carotenoides depende no solo de la liberación del alimento sino también de la posterior disolución de los ácidos biliares y de las enzimas digestivas, lo que da lugar a su incorporación en las micelas. Por esta razón, los lípidos de la dieta se han considerado un cofactor importante en la biodisponibilidad de los carotenoides. La biodisponibilidad de los carotenoides ha cambiado debido a la edad y al estado fisiológico de los salmónidos. Los peces pequeños depositan principalmente carotenoides en la piel, mientras que a medida que los peces crecen, aumenta la deposición muscular.

Los peces rosados, como el gusano de terciopelo rojo (Cirrhilabrus rubrisquamis), solo se ven mejor cuando se les alimenta con una dieta rica en caroteno y xantofila. Foto de Felicia McCaulley.

Los carotenos dietéticos deben incluirse en las dietas, especialmente las dietas para peces ornamentales. La adición de alimentos para peces con carotenoides es costosa y anteriormente representaba entre el 15 y el 20 por ciento de los costos totales de alimentación. Recientemente, se ha convertido en una práctica común utilizar una cantidad significativamente menor de carotenoides en la alimentación. Solo alrededor del 5 al 15 por ciento de los carotenoides en los alimentos se utilizan para pigmentar los músculos. La baja tasa de utilización se debe en parte a la baja tasa de absorción en el tracto gastrointestinal, la precipitación en otros órganos y la conversión metabólica a compuestos incoloros que eventualmente pueden excretarse.

Metabolismo y precipitación de carotenoides

Se recomienda que los carotenoides se metabolicen en órganos que contienen sus metabolitos, como el hígado o el intestino. El epitelio gastrointestinal y el hígado son probablemente los órganos más importantes cuantitativamente para la conversión catabólica de carotenoides, aunque se han identificado metabolitos reductores en el riñón, el bazo, las gónadas, la piel y la retina. En los salmónidos, aproximadamente el 50% de la astaxantina absorbida de los alimentos puede metabolizarse.

Papeles importantes en los animales acuáticos

Se cree que los carotenoides son esenciales para la reproducción en animales acuáticos. Por ejemplo, la adición de astaxantina aumenta el desarrollo, la fertilización, la eclosión y el crecimiento larvario del salmón cultivado y las sirenas rojas. Un suplemento de carotenoides puede mejorar el color de la carne de varios peces, el color de la piel de los peces ornamentales y el valor de mercado. Muchos animales acumulan carotenoides en su interior; Los carotenoides integumentales pueden contribuir a la fotoprotección, enmascaramiento y señalización, como en los tintes de reproducción. El papel de los carotenoides en el crecimiento de los peces es discutible. Muchos estudios informaron un efecto positivo, mientras que otros no encontraron ningún efecto. La adición de astaxantina sintética y cantaxantina no solo aumentó el crecimiento sino también la supervivencia de los alevines y los peces juveniles del salmón del Atlántico.

Los carotenoides, especialmente la astaxantina, son potentes antioxidantes que probablemente desempeñen un papel en la protección de los nutrientes del criadero y el desarrollo de embriones de la oxidación. También se dice que actúan como depósitos de pigmentos para embriones y larvas para la formación de cromatóforos y parches oculares y como precursores de la vitamina A. Durante la maduración sexual, los carotenoides se acumulan en el hepatopáncreas. Durante la vitelogénesis, se transportan en la hemolinfa como carotenoglicolipoproteínas para acumularse en los huevos como parte de la proteína lipovitelina. Los carotenoides mejoran la calidad de los huevos, posiblemente protegiéndolos de los efectos nocivos de la radiación UV u otros oxidantes ambientales.

Nota del autor: las referencias están disponibles del autor.

Deja un comentario