Definición y clasificación
La harina de insectos (Insect meal, en inglés) es una materia prima emergente en alimentación animal. Por su composición, suele clasificarse como una materia prima proteica y fuente de aminoácidos esenciales, aunque su contenido en grasa puede ser también importante.
Los sistemas de producción de harina de insectos se han ido optimizando en los últimos años con el afán de convertirla en una fuente de proteína sostenible, aprovechando la elevada eficiencia de conversión de los insectos (2, 4 y 12 veces superior a la de los pollos, cerdos y terneros, respectivamente) y sus bajas necesidades de alimento (son capaces de utilizar subproductos), agua y espacio, especialmente si se compara con otras materias primas proteicas como la soja.
Se contabilizan más de 2000 especies de insectos que están siendo consumidas hoy en día alrededor del mundo.
Las más explotadas para alimentación animal son:
- la mosca soldado negra (Hermetia illuscens)
- la mosca común (Musca domestica)
- los gusanos de la harina (Tenebrio molitor, Alphitobius diaperinuspero)
- y algo menos frecuentes son los saltamontes, grillos y gusanos de seda
La ventaja de estas especies es que pueden ser alimentadas con residuos orgánicos procedentes del sector agroalimentario (van Huis, 2016; Ravi et al., 2020) y que son especialmente seguras.
→ Dependiendo de la planta productora, las harinas se pueden comercializar en forma de “full fat” o desengrasadas.
→También se comercializan larvas enteras o aceite de insecto.
En Europa, el uso de harina de insecto procedente de 7 especies concretas de insectos (que incluyen las mencionadas anteriormente) está permitido en acuicultura desde 2017.
Muy recientemente se ha autorizado su uso también en alimentación de aves y porcino, junto con otras proteínas procesadas de origen animal, a través del Reglamento 2021/1372 del 17 de Agosto de 2021 por el que se modifica el anexo IV del Reglamento (CE) nº 999/2001 del Parlamento Europeo y del Consejo en lo que respecta a la prohibición de alimentar a los animales de granja no rumiantes, distintos de los animales de peletería, con proteínas derivadas de animales.
El “Catálogo de materias primas” (Reglamento (UE) N.º 68/2013) clasifica este ingrediente en el apartado “Productos de animales terrestres y sus productos derivados” dentro de la categoría “Proteína animal transformada” (Tabla 1).
Tabla 1. Categoría del Catálogo de Materias Primas (Reglamento (UE) N.º 68/2013) en la que se incluye la harina de insectos.
↳ Los nutrientes a declarar de manera obligatoria por su importancia en esta materia prima son la proteína bruta, la grasa bruta y su contenido en cenizas.
↳ La mayoría de estos productos se comercializan en seco por lo que únicamente será necesario aportar su contenido en humedad cuando éste sea superior al 8%.
Proceso de obtención
Las granjas de producción de insectos constan de una población de individuos adultos que se reproducen en compartimentos y tiempos variables según la especie.
Una vez obtenida la biomasa de larvas de la edad deseada (normalmente en estadio prepupa), estas se separan del sustrato donde se han desarrollado y se limpian.
Posteriormente, esta masa se eutanasia mediante métodos rápidos entre los que se encuentran la molturación, incremento de presión, deshidratación, ebullición, congelación o asfixia mediante gases.
Una vez sacrificada, esta biomasa de larvas puede ser procesada en diferentes fracciones, según diferentes métodos (vía seca o vía húmeda).
En la Figura 1 se muestra un ejemplo del procesado sencillo por vía seca en el que la biomasa de larvas es separada de su sustrato, secada y prensada para separar la fracción proteica de la lipídica.
Este prensado puede hacerse a temperatura ambiente o con calor (>60ºC), produciendo, este último, un mayor rendimiento de extracción del aceite.
Existen otros métodos de fraccionamiento patentados vía húmeda que permiten la separación de la quitina y la hidrolización de la fracción proteica para obtener productos de mayor calidad (Ravi et al., 2020).
Figura 1. Proceso de obtención y fraccionamiento de la harina de insectos por vía seca (adaptado de Ravi et al., 2020)
El tipo de procesado influye directamente en el contenido y disponibilidad de los nutrientes debido a posibles cambios en las propiedades fisicoquímicas de la proteína y los lípidos.
A modo de ejemplo, las larvas deshidratadas en un horno a baja temperatura (60ºC) presentan una mayor digestibilidad de los aminoácidos (AA) en comparación con larvas deshidratadas en microondas (Huang et al., 2019).
Composición química y valor nutritivo
La composición de la harina de insectos hoy en día no es única, ya que esta es muy variable y está ligada, de manera importante, a:
- la especie de insecto
- el estadio de desarrollo utilizado para producirla
- la dieta que reciben los insectos
- el ambiente de cría (temperatura, humedad y fotoperiodo)
- y el procesado (temperatura y método de deshidratación, fragmentación,…)
En la Tabla 2 se muestra la composición media de las principales harinas de insectos destinadas a alimentación animal y su comparativa con una harina de soja convencional (48,5% de proteína).
↣ Proteína bruta y AA
En general, las harinas de insectos contienen un elevado nivel de proteína bruta (PB; entre un 40 y un 60% en materia seca) y niveles de AA esenciales similares o incluso superiores a la harina de soja.
En harinas de insectos desengrasadas este contenido en proteína y AA es mayor.
En cuanto al perfil de AA, en general en las harinas de insectos los AA lisina, leucina y, en ocasiones valina son los mayoritarios.
» La mezcla de harinas de insectos de varios orígenes (Ej. la harina de mosca soldado negra y los gusanos de la mosca doméstica) son una buena combinación para alcanzar un perfil de AA similar al de la soja.
» Sin embargo, la digestibilidad de la PB y AA puede ser muy variable, entre el 64 y 88%, en parte debido a la variabilidad en el proceso de obtención de las harinas y a que parte de los AA de la proteína cuticular están unidos a quitina, un polisacárido indigestible presente en el exoesqueleto de estos animales.
↣ Grasa
El nutriente mayoritario en estas harinas después de la proteína es la grasa, variable entre un 13 y un 36%.
En el caso de larvas de mosca soldado negra, su grasa es generalmente saturada, similar al aceite de coco o de palma.
→ Los principales ácidos grasos saturados son el ácido láurico, mirístico y palmítico.
→ Las harinas de gusano de mosca doméstica y gusano de la harina presentan una mayor concentración de AG insaturados (60-70%) en comparación con la harina de mosca soldado negra (19-37%).
→ Los ácidos oleico y linoleico son los principales AG mono y poliinstaurados, respectivamente, en el aceite de estos insectos.
La información sobre el valor energético y proteico real de estas harinas es todavía escasa. En la tabla (Tabla 2) se indican los valores sugeridos por algunos estudios de investigación para aves.
↣ Minerales
Con respecto a los minerales, su concentración es también variable entre las diferentes especies de insectos.
En este sentido, la harina de soldado negra es rica en Ca (7.56%) y presenta la relación Ca:P más alta de todas las harinas (8.4), mientras que otras harinas presentan niveles muy bajos de Ca.
| A la variabilidad que presenta este ingrediente según su origen hay que sumarle que la composición química de los insectos es extremadamente sensible a la composición del sustrato del que se alimentan, especialmente en el caso de los ácidos grasos y minerales, mientras que el nivel de PB y AA suele ser bastante constante. |
A nivel de seguridad alimentaria preocupa que los insectos puedan acumular también sustancias tóxicas o indeseables presentes en el sustrato.
En este sentido, algunos estudios demuestran que mientras que los insectos no son capaces de acumular micotoxinas o pesticidas (Purschke et al., 2017; Cai et al., 2018), si pueden acumular metales pesados o residuos de antimicrobianos presentes en el medio donde viven (Charlton et al., 2015).
Para garantizar un uso generalizado de este ingrediente es por lo tanto necesario, no sólo asegurar un cierto volumen de producción y suministro constante, sino también tratar de estandarizar su composición o clasificación y garantizar un sustrato libre de contaminantes que puedan ser incorporados por los insectos.
Tabla 2. Composición química de diferentes harinas de insectos y la harina de soja (en materia seca)
1 https://www.feedipedia.org/node/707; valores expresados en materia seca
2 http://www.fundacionfedna.org/ingrediente; valores expresados en materia seca
3 Valores utilizando estiércol de bovino como sustrato. En paréntesis redondos valores obtenidos utilizando 50% de estiércol de bovino y 50% de residuos de pescado como sustrato. Entre paréntesis cuadrados valores obtenidos utilizando purín porcino como sustrato.
4 Harina full-fat (de Marco et al., 2015)
5 Harina parcialmente desengrasada (Schiavone et al. 2017)
6 Harina desengrasada (Schiavone et al. 2017)
Uso en alimentación animal
En general, la mayoría de estudios llevados a cabo con harinas de insectos en diferentes especies sugieren que su palatabilidad y valor nutricional pueden ser elevados, y que estas son capaces de sustituir otras materias primas proteicas habituales en piensos como la harina de pescado y de soja, sin efectos negativos en el rendimiento de los animales.
Un reciente trabajo de revisión sobre el uso de harina de insectos en porcino (DiGiacomo & Leuryindican, 2019) indica que es posible sustituir hasta el 100% de la harina de soja del pienso por harina de larva de mosca de soldado negra sin efectos negativos sobre el consumo y crecimiento, incluso con efectos positivos en el perfil de ácidos grasos (más poliinsaturado).
También en aves, que concentran la mayor parte de los estudios publicados hasta el momento, una revisión reciente (Abd El-Hack et al., 2020) sugiere igualmente efectos positivos sobre el consumo e índice de transformación en pollos y ponedoras, pero no un nivel de inclusión máximo claro.
Parece que niveles de inclusión intermedios 5-10% muestran mejores resultados que niveles superiores, que incluso pueden empeorar los rendimientos y reducir la digestibilidad de algunos nutrientes como la proteína.
Los estudios en rumiantes son todavía escasos. La inclusión de mosca soldado negra en sustitución de harina de soja parece tener un menor valor nutricional in vitro, al mismo tiempo que reduce las emisiones de metano (Jayanegara et al., 2017). A día de hoy, su uso en rumiantes no está autorizado en la Unión Europea.
| En general, el origen de la harina, el tipo de procesado y la concentración de grasa es crucial a la hora de establecer su valor nutricional, límites de inclusión y efectos sobre los rendimientos y producto final. |
Potencial efecto antimicrobiano y antioxidante. Además de ser una fuente valiosa de nutrientes, recientemente se han atribuido a las harinas de insectos otros efectos tales como un potencial efecto antimicrobiano y antioxidante. Ambas propiedades pueden contribuir, por ejemplo, a mejorar la salud de los animales y aumentar la vida útil de los productos animales.
→ Su efecto antimicrobiano se basa en la presencia de péptidos antimicrobianos (Jozefiak and Engberg, 2017).
→ También, la propia quitina y la elevada concentración de ácido láurico, en el caso de la harina de mosca soldado negra, pueden ejercer un efecto antimicrobiano (Abd El-Hack et al., 2020).
Conclusiones
En un marco legal ya favorable, el uso de harina de insectos en alimentación animal es una realidad. Es el momento de convertir la cría de insectos en un proceso escalable, sostenible (desde el punto de vista energético, ambiental y económico) y seguro.
A pesar del esfuerzo de la comunidad científica en los últimos años para tratar de evaluar estos ingredientes como materias primas alternativas, la información relativa a su valor nutricional y efectos sobre los rendimientos es aún escasa y, en ocasiones, contradictoria.
↳ Es necesario, por lo tanto, realizar nuevos trabajos para estudiar su variabilidad y confirmar aspectos relacionados con su palatabilidad y niveles de inclusión óptimos, además de investigar sus efectos sobre la salud de los animales.
Bibliografía
Cai, M., Hu, R., Zhang, K., Ma, S., Zheng, L., Yu, Z., Zhang, J. 2018. Resistance of black
soldier fly (Diptera: Stratiomyidae) larvae to combined heavy metals and potential application in municipal sewage sludge treatment. Environmental Science and Pollution Research 25, 1559–1567.
Charlton, A.J., Dickinson, M., Wakefield, M.E., Fitches, E., Kenis, M., Han, R., Zhu, F.,
Kone, N., Grant, M., Devic, E., Bruggeman, G., Prior, R., Smith, R. 2015. Exploring the
chemical safety of fly larvae as a source of protein for animal feed. Journal of Insects as Food and Feed 1, 7–16.
De Marco, M., Martínez, S., Hernandez, F., Madrid, J., Gai, F., Rotolo, L., Belforti, M., Bergero, D., Katz, H., Dabbou, S. 2015. Nutritional value of two insect larval meals (Tenebrio molitor and Hermetia illucens) for broiler chickens: Apparent nutrient digestibility, apparent ileal amino acid digestibility and apparent metabolizable energy. Anim. Feed Sci. Technol. 209, 211–218.
DiGiacomo, K., and Leury, B. J. 2019. Review: Insect meal: a future source of protein feed for pigs? Animal (2019), 13:12, pp 3022–3030.
Huang, C., Feng, W., Xiong, J., Wang, T., Wang, W., Wang, C., Yang, F. 2019. Impact
of drying method on the nutritional value of the edible insect protein from black soldier fly (Hermetia illucens L.) larvae: amino acid composition, nutritional value evaluation, in vitro digestibility, and thermal properties. European Food Research and Technology 245, 11–21.
Jayanegara, A., Novandri, B., Yantina, N., Ridla, M. 2017. Use of black soldier fly larvae (Hermetia illucens) to substitute soybean meal in ruminant diet: An in vitro rumen fermentation study. Veterinary World 10(12): 1439-1446.
Jozefiak, A. and Engberg, R.M. 2017. Insect proteins as a potential source of antimicrobial peptides in livestock production. A review. Journal of Animal and Feed Sciences 26, 87.
Mohamed E. Abd El-Hack, M.E., Shafi, M.E., Alghamdi, W.Y., Abdelnour, S.A., Shehata, A.M., Noreldin, A.E., Ashour. E.A., Swelum, A.A., Al-Sagan, A.A., Alkhateeb, M., Taha, A.E., Abdel-Moneim, A-M.E., Tufarelli, V., Ragni, M. Black Soldier Fly (Hermetia illucens) Meal as A Promising Feed Ingredient for Poultry: A Comprehensive Review. Agriculture 2020, 10, 339.
Purschke, B., Scheibelberger, R., Axmann, S., Adler, A., Jäger, H. 2017. Impact of substrate contamination with mycotoxins, heavy metals and pesticides on the growth performance and composition of black soldier fly larvae (Hermetia illucens) for use in the feed and food value chain. Food Additives & Contaminants: Part A 34, 1410–1420
Ravi, H.K., Degrou, A., Costil, J., Trespeuch, C., Chemat, F., Vian, M.A. 2020. Larvae Mediated Valorization of Industrial, Agriculture and Food Wastes: Biorefinery Concept. Processes 2020, 8(7), 857; https://doi.org/10.3390/pr8070857
Schiavone, A., De Marco, M., Martínez, S., Dabbou, S., Renna, M., Madrid, J., Hernandez, F., Rotolo, L., Costa, P., Gai, F. 2017. Nutritional value of a partially defatted and a highly defatted black soldier fly larvae (Hermetia illucens L.) meal for broiler chickens: Apparent nutrient digestibility, apparent metabolizable energy and apparent ileal amino acid digestibility. J. Anim. Sci. Biotechnol. 8, 51.
van Huis, A. 2016. The future of animal products in the human diet: health and environmental concerns’ Boyd Orr Lecture Edible insects are the future? Proceedings of the Nutrition Society, Page 1 of 12. The Nutrition Society Summer Meeting 2015 held at University of Nottingham, Nottingham on 6–9 July 2015