Proteína unicelular: alternativa sostenible a la proteína convencional

El aumento en el consumo de carne y productos animales ha contribuido significativamente al crecimiento continuo del sector de la producción animal. Según la FAO (2023), se estima un aumento del 12% en la producción de peso en canal equivalente (c.w.e) para 2032.  Esta tendencia, combinada con la escasez de harinas y cereales, ha ocasionado un incremento drástico en el costo de las proteínas en las dietas destinadas a la producción animal. Por tanto, los nutricionistas se encuentran en una búsqueda constante de alternativas a las fuentes convencionales de proteínas.

 

El desafío de encontrar una fuente de proteína alternativa implica considerar varios factores tales como la disponibilidad, el costo, el perfil proteico y su impacto en la sostenibilidad.

La necesidad de desarrollar soluciones económicamente viables y respetuosas con el medio ambiente se vuelve cada vez más urgente.

 

PROTEÍNAS UNICELULARES: BIOMASA DE CORYNEBACTERIUM GLUTAMICUM 

Las proteínas unicelulares SCP (Single cells protein) se obtienen a partir de células secas inactivas de microorganismos o proteínas purificadas aisladas de cultivos celulares de microorganismos.

Una de las ventajas destacadas de la producción de SCP es su independencia tanto de la estacionalidad como de la disponibilidad de tierras cultivables, lo que asegura su disponibilidad estable durante todo el año.

Dentro del ámbito de las proteínas unicelulares, se destaca la de Corynebacterium Glutamicum como una bacteria de notable relevancia. Esta bacteria Gram positiva se caracteriza por ser un microorganismo industrial utilizado en la síntesis de aminoácidos, particularmente el ácido glutámico.

 

Tras la extracción de los aminoácidos, la biomasa resultante, compuesta principalmente por la bacteria, se recupera y se somete a un proceso de centrifugación y secado.

A diferencia de la harina de pescado y la harina de soja, la proteína microbiana proveniente de C. Glutamicum ha demostrado una mejor estabilidad de precio durante los últimos cinco años a pesar de los cambios y fluctuaciones que han caracterizado este período. La capacidad de la proteína microbiana para mantener precios estables ofrece una mayor seguridad y previsibilidad en los costos de alimentación animal. Figura 1.

 

La biomasa de C. Glutamicum es altamente adaptable y compatible con una variedad de dietas formuladas para diferentes especies animales ya que puede ser integrada en las formulaciones para aves, cerdos, rumiantes, peces y otras especies.

UN APORTE NUTRICIONAL CONSIDERABLE

→ Fracción Proteica

La biomassa de C. Glutamicum es un concentrado proteico con un nivel de hasta un 78% de proteína bruta. Además, posee un perfil de aminoácidos excelente para complementar la formulación de la dieta, otorgándole la capacidad de sustituir a otras fuentes más costosas. El 65% de la fracción proteica tiene una longitud inferior a 500 Daltons, constituida por péptidos de 1 a 3 aminoácidos, lo que ayuda a mejorar su descomposición en el tracto digestivo y facilita su absorción y utilización por parte del organismo animal. Estamos hablando de una proteína altamente digestible.

Además, la biomasa de C. Glutamicum proporciona un alto porcentaje de nucleótidos que alcanza el 6%, lo que ayuda a enfrentar los desafíos de las etapas más estresantes del ciclo de vida del porcino, fortaleciendo su sistema inmunológico.

 

→ Fracción energética 

El coproducto del ácido glutámico proporciona una cantidad significativa de energía que podría alcanzar las 3200 Kcal de Energía Metabolizable, dependiendo de la especie.

→ Contenido en cenizas

La biomasa de C. Glutamicum tiene un contenido de cenizas del 6%, un nivel bajo en comparación con otras fuentes proteicas como la harina de pescado (12% en promedio). Esto permite su inclusión en la formulación sin afectar el equilibrio electrolítico de la dieta.

→ La biomasa de C. Glutamicum mejora la palatabilidad de los piensos 

La elevada presencia de ácido glutámico en la biomasa de C. Glutamicum confiere a los piensos una notable palatabilidad. Dicho compuesto, reconocido por su capacidad para mejorar el gusto y la aceptación alimentaria por los animales, incrementa el consumo diario de alimento.

→ Una fuente proteica sostenible

La utilización de la biomasa de C. Glutamicum como un subproducto de la industria de producción de aminoácidos para la alimentación animal emerge como una alternativa sostenible que disminuye la generación de residuos y promueve la utilización responsable de recursos.

Este enfoque no solo ofrece una manera efectiva de aprovechar los subproductos de la producción de aminoácidos, sino que también ayuda a reducir la dependencia de recursos no renovables, constituyendo un sistema alimentario más resiliente y sostenible a largo plazo.

 

ESTUDIOS E INVESTIGACIONES

Diversas investigaciones han resaltado los beneficios de la C. Glutamicum como una fuente proteica en varias dietas y para diferentes especies animales.

En un estudio de Yi-Chi Gheng et al. (2021), se agregó una suplementación de la masa celular de C. Glutamicum lisada de 0, 0,7, 1,4 y 2,1%, reemplazando al plasma sanguíneo en la alimentación de los lechones de 21 días de edad.  A un porcentaje de 2,1% de inclusión en la dieta, se observaron mejoras significativas en cuanto al crecimiento, sin comprometer la digestibilidad de los nutrientes, la estructura intestinal ni la población microbiana en la mucosa yeyunal.

 

Por otro lado, en una investigación de Achira Padunglerk et al. (2016), se realizó un ensayo para comprobar el efecto de reemplazar la harina de soja por la biomasa de C. Glutamicum a 0%, 20%, 40% y 60% de inclusión en la dieta de las vacas lecheras. 

Se observó una reducción en el costo del alimento entre un 2.9% y un 17.3%, acompañada de un notable aumento en la rentabilidad de la producción de leche, que alcanzó un 33.3% cuando el porcentaje de reemplazo fue del 60%, sin afectar la ingestión de alimento, la digestibilidad, la fermentación ruminal, la producción de leche y la composición de leche. 

 

En un estudio llevado a cabo por Puttinan Rukboon et al., (2018), se implementó reemplazar la harina de soja por una mezcla de biomasa de C. Glutamicum y pulpa de yuca en diferentes concentraciones en una dieta para cabritos. Los resultados revelaron que la dieta con un 15% de la mezcla generó un incremento significativo en el peso corporal, la ganancia diaria de peso y la digestibilidad de la proteína cruda. Asimismo, se observó una mayor concentración de amonio ruminal junto con niveles más elevados de ácidos grasos volátiles en comparación con el grupo control.

 

Gabriella do Vale Pereira et al., (2024) evaluaron el efecto de la calidad de proteína ingerida sobre la tilapia del Nilo, realizando una comparación entre la biomasa de C. Glutamicum y varias fuentes de proteínas, incluyendo proteína vegetal, proteína animal y harina de insectos. 

Los resultados revelaron una mejora significativa en el índice de conversión, aumento en la ganancia de peso y una mayor eficiencia proteica en comparación con la harina de insectos y la proteína vegetal.

 

Conclusión  La búsqueda de alternativas sostenibles y económicamente viables se ha intensificado en la comunidad científica.  Entre estas alternativas, las proteínas microbianas, como la biomasa de C. Glutamicum, han surgido como una opción prometedora debido a su alto contenido proteico, su perfil nutricional equilibrado y su menor impacto ambiental en comparación con las fuentes convencionales.