6. AMINOACIDOS ESENCIALES• ROL Y DETERMINACION DE LISINA, METIONINA Y CISTINA• DETERMINACION DE LISINA DISPONIBLE

6.1. INTRODUCCIÓN

Los aminoácidos son esenciales para la síntesis de proteínas en músculos, sangre y órganos del cuerpo. Sin aminoácidos no es posible la síntesis de proteinasí y la vida.

En nutrición acuícola, se utilizan variados ingredientes tales como: harina de pescado, tortas de leguminosas, afrechillo de trigo, aceite de pescado y otros para la formulación de los alimentos balanceados. El valor nutricional de estos insumos depende de su composición en carbohidratos, grasas, vitaminas, minerales y de un nutriente muy importante: La proteína.

Es bien conocido, que la calidad de la proteína de un alimento está determinada fundamentalmente por el tipo y cantidad de aminoácidos que la forman y por su digestibilidad.

6.2. EL CONTENIDO DE AMINOÁCIDOS EN LOS ALIMENTOS

Los ingredientes, se diferenician unos de otros, no sólo en el contenido de proteína bruta, sino también y de una forma sustancial en su composición de aminoácidos.

Los ingredientes de origen animal como por ejemplo la harina de pescado, se caracterizan por su excepcional contenido de lisina y aminoácidos azufrados, mientras que los insumos de origen vegetal y muy especialmente las tortas de soya se caracterizan por ser deficitarios en metionina y cistina.

La siguiente Tabla 6.1. ilustra los conceptos antes señalados:

Tabla 6.1. Contenido de aminoácidos en algunas materias primas de uso acuícola

Materia prima Harina pescado (65%) Harina pescado (> 67.5%) Torta soya Cebada

Proteína bruta (%) 65.00 67.74 45.90 11.10

Lisina (%) 5.07 5.58 2.88 0.43

Metionina (%) 1.91 2.00 0.63 0.20

Fuente: Fundación Chile, 1992.

El cuadro anterior, entre otras consideraciones, evidencia que el contenido de proteína bruta de una materia prima influencia directamente su aporte de aminoácidos. Sin embargo, desde el punto de vista nutricional, cobra mayor importancia el aminoácido que en esa proteína es el más limitante, ya que es el que determina la utilización de la proteína en la síntesis de la proteína corporal. El llamado “barril de Liebig”es una buena ilustración de este principio.

6.3. AMINOÁCIDOS ESENCIALES

Los aminoácidos esenciales deben suministrarse necesariamente en la dieta, puesto que el organismo no puede sintetizarlos por si mismo.

Las especies salmonideas tienen un requerimiento de al menos 10 aminoácidos esenciales. Además, cada especie acuícola animal requiere una combinación de aminoácidos determinada. El requerimiento en aminoácidos no es una cantidad fija, sino que depende de la edad, sexo, variedad genética, nivel de rendimiento, etc…

La siguiente Tabla 6.2. muestra el requerimiento de aminoácidos esenciales para salmónidos.

Tabla 6.2. Aminoácidos esenciales para salmónidos (requerimiento dietario)

Aminoácido % Dieta % Proteína diaria

Arginina 2.4 6.0

Histidina 0.7 1.8

Isoleucina 0.9 2.2

Leucina 1.6 3.9

Lisina 2.0 5.0

Metionina (1) 1.6 4.0

Fenil alanina (2) 2.1 6.0

Treonina 0.9 2.2

Triptofano 0.2 0.5

Valina 1.3 3.2

La siguiente Tabla 6.3. muestra el requerimiento de aminoácidos esenciales para especies distintas a los salmónidos.

Tabla 6.3. Aminoácidos esenciales para peces no salmónidos (requerimiento como porcentaje de proteína dietaria)

  Arginina Histidina Isoleucina Leucina Valina

Channel catfish 4.3 1.5 2.6 3.5 3.0

Tilapia 4.0 s/i s/i s/i s/i

Carpa común 4.3 2.1 2.5 3.3 3.6

Fuente: Wilson y Halver (1986)

6.3.1 Rol de los principales aminoácidos esenciales en nutrición acuícola

El diagnóstico de deficiencias nutricionales causadas por una mal nutrición protéica o aminoacídica en especies acuícolas y animales, es muy difícil de diagnosticar como consecuencia del estado general de alteración que se evidencia en el animal. Frente a un problema nutricional de este tipo, los principales indicadores que muestra el animal son: un deterioro en la eficiencia de conversión, una reducción en la tasa de crecimiento y una mortalidad mucho mayor que la esperada. Es decir, todos muy inespecíficos. Sin embargo, diversos investigadores han informado de signos, más específicos que causarían en especies acuícolas, deficiencias nutricionales de ciertos aminoácidos en particular.

a) Arginina

Las especies acuícolas presentan un elevado requerimiento nutricional de arginina, alrededor de un 6% de la proteína dietaria en salmónidos y 4 a 5% en otras especies de peces.

b) Lisina

Ketola (1983), en ensayos de alimentación con alevines de truchas arco iris, realizados a nivel de laboratorio, observó una alta mortalidad y marcada erosión en la aleta caudal en los peces alimentados con dietas deficientes en lisina.

Anderson et al. (1991), por el contrario, en un ensayo destinado a determinar el requerimiento de lisina en alevines de salmón atlántico no observaron signos específicos de deficiencia nutricional durante los 140 días que duró este ensayo con una dieta deficiente en lisina. Si los peces deficientes evidenciaron un menor apetito, un menor ingesta de alimentos y por lo tanto, un menor crecimiento.

c) Metionina

Diversos estudios han indicado que la metionina es esencial para el óptimo crecimiento de las especies acuícolas y que la presencia de cistina reduce el requirimiento de metionina dietaria necesaria para un óptimo crecimiento. En truchas arco iris se ha informado que dietas deficientes en metionina pueden causar cuadros caracterizados por cataratas bilaterales. Esta situación la observó Porton et al. (1977) al alimentar truchas cuya principal fuente de proteína era un aislado de soya. Bajo condiciones prácticas dietas con un mínimo de 25% de harina de pescado “especial” para la alimentación de especies acuícolas son más que suficientes para evitar esta situación.

d) Triptofano

Post (1983) ha señalado que dietas deficientes en triptofano son también capaces de causar deficiencias nutricionales caracterizadas por lordosis y escoliosis.

B IBLIOGRAFIA

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Barlow, S.M. et al., 1984. Procedimientos químicos y biológicos para la determinación de lisina en harinas de pescado. IAFMM. Boletín Técnico No20. p.4.

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Cubedo Fernández, A., 1990. Quantitative Analysis of Methionine, Cysteine and Lysine in Feeds by Reserve phase Liquid Chromatography Using Precolumn Derivatitization with 9-Fluorenylmethyl Cloroformate. J. Assoc. Off. Anal. Chem. (Vol. 73, No6, 935–939)

Gehrke, C.W. et al., 1985. Sample Preparation for Chromatography of Aminoacids: Acid Hydrolisis of Proteins. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 68 (5): 811–821.

Hardy, R.W, 1988. Nutrients requirements of farmed salmon. School of Fisheries. University of Washington. (Comunicación personal)

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Wilson, P., 1986. Protein and Aminoacid Requirements of Fish. Ann. Rev. Nutr. 1986. 6:225-44.

La harina de pescado, natural y sostenible, proporciona una fuente concentrada de proteína de alta calidad y una grasa rica en ácidos grasos omega-3, DHA y EPA. PROTEINA: La proteína en la harina de pescado tiene una alta proporción de aminoácidos esenciales en una forma altamente digerible, particularmente metionina, cisteína, lisina, treonina y triptófano. Presentes en la forma natural de péptidos, éstos pueden ser usados con alta eficiencia para mejorar el equilibrio en conjunto de los aminoácidos esenciales dietéticos. GRASA: La grasa generalmente mejora el equilibrio de los ácidos grasos en el alimento restaurando la relación de las formas de omega 6: omega 3 en 5:1, que es considerada óptima. La grasa en muchas dietas actualmente contiene una relación mucho más alta. Con la proporción óptima y con ácidos grasos omega 3 suministrados como DHA y EPA, la salud del animal en general es mejorada, especialmente donde existe menos dependencia de medicación rutinaria. Una fuente dietética de DHA y EPA tiene como resultado su acumulación en productos animales. Esto a su vez ayudará a equilibrar la relación omega 6: omega 3 en las dietas de humanos y proporcionará DHA y EPA preformados necesarios para el desarrollo del infante y para la prevención de numerosos desórdenes del sistema circulatorio, del sistema inmunológico y para reducir las condiciones inflamatorias. ENERGIA: La harina de pescado es una fuente de energía concentrada. Con un 70% a 80% del producto en forma de proteína y grasa digerible, su contenido de energía es mayor que muchas otras proteínas. MINERALES Y VITAMINAS: La harina de pescado tiene un contenido relativamente alto de minerales como el fósforo, en forma disponible para el animal. También contiene una amplia gama de elementos vestigiales. Las vitaminas también están presentes en niveles relativamente altos, como el complejo de vitamina B incluyendo la colina, la vitamina B12 así como A y D.

21. AMINAS BIOGENICAS — NUEVOS INDICADORES QUIMICOS UTILIZADOS COMO CRITERIOS DE CALIDAD EN HARINA DE PESCADO

21.1. INTRODUCCIÓN

Las exigencias productivas a la que se ve sometida la industria de alimentos para animales ha llevado a que en este último tiempo hayan aumentado las exigencias en cuanto a la calidad de la harina de pescado. Los requerimientos estándares de calidad para comprar harina tanto en el mercado nacional como internacional se han ido complementando con requerimientos de T.V.N, score biotoxicológico, digestibilidad y aminas biogénicas entre otras.

21.2. MECANISMOS DE FORMACIÓN DE LAS AMINAS BIOGÉNICAS

El contenido de aminas biogénicas en el pescado recién capturado, es prácticamente despreciable. A modo de ejemplo, en sardina fresca la histamina está presente en niveles menores a 5 mg/100 g, la cadaverina menor que 15 mg/100 g y la putrecina menor de 1 mg/100 g. Sin embargo, inmediatamente que el pez es capturado, ya en las redes, comienza el proceso de descomposición. La carga bacteriana propia y aquella incorporada por los manejos post-captura, encuentran en el pescado dañado un excelente medio para colonizar.

Las proteínas de la musculatura del pez están constituidas por cadenas de aminoácidos, y dependiendo del tipo del pez, la combinación y proporción de éstos varía.

El proceso de formación de aminas biogénicas es consecuencia de la degradación de los aminoácidos que constituyen la proteína de la musculatura, originándose la hidrólisis de éstas por acción de endoenzimas que quedan libres y la degradación de aminoácidos por acción enzimática de amino descarboxilasas de origen bacteriano que transforman los aminoácidos en aminas.

El crecimiento bacteriano una vez que el pez se encuentra en las bodegas de los barcos puede alcanzar 5.108 ufc/g en 24 horas a températura de 18–24°C. El crecimiento exponencial que va

experimentando la población microbiana en este proceso de pérdida de frescura de la materia prima depende de factores tales como: manejo de pesca a bordo y pozos de almacenamiento en planta, y muy especialmente de la temperatura ambiental presente. Desde el punto de vista de los factores de la pesca, durante período de mayor temperatura ambiental, y que coincide con períodos de mayor ingesta de alimento por parte de los peces y de una mayor cantidad de enzimas proteolíticas en el tracto intestinal, el proceso autolítico es más acelerado, por lo que se debe tomar en cuenta en los sistemas de control de calidad. El aumento de la carga microbiana incrementa la hidrólisis de las proteínas del pescado, se acumulan, por lo tanto, histidina, arginina, lisina, tirosina y metionina las que son descarboxiladas a los diversas aminas biogénicas. En un período de 24 horas y bajo condiciones de temperatura ambiental, las concentraciones de aminas biogénicas puede sobrepasar las 2,000 ppm en el caso particular de la histamina. Con respecto a esta última es conveniente indicar que existe gran diferencia entre los peces de musculatura blanca y roja (o escombroídeos) en relación al contenido de histidina y consecuentemente en su capacidad para sintetizar histamina.

Las aminas biogénicas por ser termoestables, son útiles indicadores de baja calidad de la materia prima de productos preservados por tratamiento térmico. La formación de aminas biogénicas está más relacionada con bacterias mesófilas que psicrófilas. Por ello, las bajas temperaturas no impiden el desarrollo de bacterias con actividad descarboxilasa, pero sí las pueden retrasar. El incremento de aminas biogénicas coincide con la aparición del mal olor en el pescado y también tiene buena correlación con los valores de bases volátiles totales, trimetilaminas hipoxantina y pH.

En el caso de la harina de pescado, el contenido de aminas biogénicas refleja el estado de frescura de la materia prima a partir de la cual fue elaborada y del estado de frescura del concentrado que se incorporó durante el proceso, siendo esta la base de su consideración en el control de calidad de la harina de pescado para uso en raciones.

21.3. DEGRADACIÓN AMINOACÍDICA

La siguiente figura muestra las vías metabólicas involucradas en la síntesis de las distintas aminas biogénicas que se forman a partir de la degradación que van sufriendo los aminoácidos a medida que la materia prima va perdiendo su frescura.

Algunas de las aminas biogénicas de interés de controlar en los alimentos para uso animal, son la agmatina, cadaverina, putrecina y tiramina.

La Tabla 21.1. muestra aquellas aminas biogénicas que tienen importantes propiedades fármaco dinámicas y los aminoácidos precursores, a partir de los cuales se originan.

Tabla 21.1. Aminas biogénicas y aminoácidos precursores

AMINOÁCIDOS AMINAS BIOGÉNICAS

Arginina → Agmatina

Histidina → Histamina

Lisina → Cadaverina

Ornitina → Putrecina

Tirosina → Tiramina

En la Figura 21.1., las reacciones que muestran los procesos de descarboxilación involucrados en la formación de cada una de las aminas biogénicas.

Figura 21.1. Formación de las aminas biogénicas.

21.4. POSIBLES EFECTOS DE LAS AMINAS BIOGÉNICAS

21.4.1 Histamina

En dosis fisiológicas regula funciones vitales como la producción de jugo gástrico, mientras que cuando es producida en reacciones aléŕgicas o consumida en altas concentraciones puede ser muy tóxica causando trastornos gastrointestinales, cutáneo y neurológicos. En pollos, al ser incorporada en niveles dietarios elevados como 0.4 a 0.5% es capaz de inducir erosión de molleja.

En harinas de pescado inadecuadamente procesadas participa en la formación de la Mollerosina, un potente hiposecretor gástrico capaz de inducir severas erosiones de molleja y vómito negro al incluirse en concentraciones dietarias de 2.2 ppm. Es también un potente vaso dilatador, incrementando la permeabilidad de los tejidos y disminuyendo la presión sanguínea central.

21.4.2 Putrecina y cadaverina

No presentan una gran actividad biológica, sin embargo pueden actuar potenciando la acción tóxica de la histamina. Estas aminas pueden inhibir las enzimas diamino oxidasa e histamina N-metiltransferasa.

21.4.3 Tiramina

Estimula la actividad cardíaca y consecuentemente aumenta la presión sanguínea central. Puede causar también severa cefalea y disminuir la circulación en el tracto intestinal, y el

consumo voluntario de alimento ya que actúa a nivel cerebral como señal natural de saciedad alimentaria.

21.5. INDICES DE ESTADO DE FRESCURA DE LA H.P. DE ACUERDO AL NIVEL DE AMINAS BIOGÉNICAS.

A través de los años, los nutriólogos han buscado diferentes criterios para determinar el estado de frescura de la harina de pescado y/o insumos protéicos de origen animal. Uno de éstos el índice de Tótox, el cual fue ampliamente utilizado; sin embargo, actualmente está prácticamente abandonado, ya que su formula incluye las valores de índices de anisidina y peróxidos, que no toman en cuenta la historia de los productos y por lo tanto causan dificultades en la interpretación de los resultado. De hecho, un alto valor de Totox en harina de pescado puede deberse tanto al uso de materia prima añeja como a un inadecuado almacenaje del producto faenado. Existe otro indicador que es el “Indice de Bai” desarrollado especialmente para productos de origen marino. La elección de este índice se basó en la observación de que a medida que avanza la descomposición se incrementa los niveles de histamina, putrecina y cadaverina, mientras que disminuye la concentración de espermidinas, las que pueden ser prácticamente cero en pescado descompuesto.

Con el propósito de tener una escala donde 100% representa el valor ideal y 0% a un material altamente degradado, se ha puesto el “Indice de Frescura” donde:

21.6. DETERMINACIÓN DE AMINAS BIOGÉNICAS

La determinación de histamina mediante el método espectrofluorimétrico constituye el procedimento más comúnmente utilizados de los 2 métodos oficiales AOAC que existen. Esta metodología presenta una serie de pasos que la hacen algo demorosa.

En los últimos años, se han desarrollado métodos HPLC rápidos, sensitivos y reproducibles para la determinación simultánea de varias aminas biogénicas.

B IBLIOGRAFÍA

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