INTRODUCCIÓN
La cría doméstica de insectos a gran escala ha estado ocurriendo durante más de 7000 años para la sericultura (seda), apicultura (miel), control biológico de plagas y la producción de medicamentos y goma laca (Dobermann et al., 2017) Los insectos pueden ser criados usando subproductos orgánicos, lo que reduce su contaminación y los convierte en alimentos ricos en proteínas. La cría de insectos no tiene un impacto negativo en el medio ambiente más que la ganadería convencional, muestra una relativamente baja emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera (Kowalska et al., 2020).
La sericultura es un agronegocio rural bien establecido en la India y produce alrededor de 40 000 toneladas métricas (Tm)/año de pupas de gusanos de seda en peso seco (Bag et al., 2013). Por 1 kg de seda cruda, se producen 8 kg de pupas húmedas que equivalen a 2 kg de pupas secas. Las pupas obtenidas después de devanar los capullos de gusanos de seda, son generalmente desechadas, aunque son muy ricas en aminoácidos, aceites, carbohidratos y minerales. Su valor nutricional es comparable con el de la harina de pescado y viene con un precio mucho más bajo. Son altamente degradables y a menudo se desechan en el medio ambiente o se utilizan como fertilizante (Raja et al., 2019).
La gran cantidad de desechos que se acumulan en el proceso de devanado de la seda podría ser utilizado con un alto potencial como materia prima para diversas industrias (Bandlamori et al., 2012). Debido a su alto contenido de proteínas, la harina de pupas de gusanos de seda resulta adecuada como alimento para el ganado, en especies monogástricas (aves de corral, cerdos y peces) y rumiantes.
Objetivo: Realizar una revisión del estado del arte de la utilización de la pupa del gusano de seda en la alimentación animal, valor nutricional, usos en la alimentación animal, avicultura, acuicultura y otras especies domésticas (Tabla 1).
DESARROLLO
Valor nutricional
Nutrientes (% de MS) | Harina de pupa de gusano de seda | Harina de pupa de gusano de seda desgrasada |
---|---|---|
Proteína cruda | 60.7 (81.7) | 75.6 |
Grasas | 25.7 | 4.7 |
Calcio | 0.38 | 0.40 |
Fósforo | 0.60 | 0.87 |
Relación Ca:P | 0.63 | 0.46 |
La composición proximal de la pupa del gusano de seda en base fresca presenta un rango de humedad de 65 - 70 %, PC de 12 - 16 %, extracto etéreo (EE) de 11-20 %, carbohidratos de 1.2 - 1.8 % y cenizas de 0.8 - 1.4 %. (Hassan, 2018).
La proteína es un componente importante de los insectos comestibles, que comprende entre el 30% y el 65% de la materia seca (MS) total. Entre el 46% y el 96% de todos los aminoácidos están presentes en las proteínas de los insectos, aunque existen cantidades limitadas de triptófano y lisina (Dobermann et al., 2017).
Las proteínas de origen animal por lo general superan a las proteínas de origen vegetal porque son ricas en aminoácidos esenciales y poseen mayor digestibilidad (Sasma et al., 2018). La harina de pupa de gusano de seda, posee un rango de proteína cruda (PC) que varía de 52 -72 %, mientras que para la harina desgrasada puede ser mayor a un80 % (Makkar et al., 2014). Tomotake et al. (2010) reportaron un 55.6 % de proteína total en base seca en pupas de gusano de seda. Por otra parte, al determinar la composición proximal de la pupa gastada de gusano de seda en diferentes especies, encontraron valores promedios de proteína mayores en Samia Cynthia ricini y Antheraeaproeylei con 41 % y 40 % respecto a Bombyxmoricon 31 % (Tabla 2).
Insecto | Proteína (% de MS) | Grasa (% de MS) | Energía (kcal/100 g) |
---|---|---|---|
32.86 | 36.86 | 478.87 | |
48.35 | 38.51 | 557.12 | |
Diptera (moscas) | 49.48 | 22.75 | 409.78 |
Hemiptera (insectos verdaderos) | 48.33 | 30.26 | 478.99 |
|
46.47 | 25.09 | 484.45 |
Isoptera (termitas) | 35.34 | 32.74 | |
|
61.8 | 8.81 | 389.6 |
|
47.48 | 11.5 | 359 |
|
38.01 | 56.65 | 650.13 |
54.7 | 25.6 | 463.63 | |
|
65.04 | 22.96 | 455.19 |
61.05 | 17 | 427 | |
|
61.33 | 11.7 | 404.22 |
44.3 | 46.2 |
Se descubrió que la proteína verdadera en los gusanos de seda solo correspondía al 73 % del contenido de PC, lo que se explica por la presencia de quitina, ya que este componente incluye nitrógeno (N). Por otro lado, el contenido de quitina de la harina de pupas es relativamente bajo, aproximadamente 3 - 4 % de MS. El bajo contenido de quitina resulta favorable, ya que este carbohidrato estructural puede ser considerado con propiedades anti-nutricionales debido a los posibles efectos negativos sobre la digestibilidad de las proteínas. Un estudio realizado en abejas melíferas demostró que al eliminar la quitina mejoró la calidad proteica del insecto medida a través de la digestibilidad de la proteína, contenido de aminoácidos, índice de eficiencia proteica y la utilización neta de la proteína (Dobermann et al., 2017). La fibra cruda de la harina de pupa del gusano de seda es fundamentalmente quitina que los animales apenas la utilizan (Pai, 2017).
Las pupas de gusanos de seda contienen18 aminoácidos conocidos, incluidos todos los aminoácidos esenciales y aminoácidos azufrados. La lisina (6-7% en 100 g de PC) y los niveles de metionina más cistina de aproximadamente 4% son particularmente altos. Muchos de estos aminoácidos esenciales se encuentran en cantidades considerables (Pai, 2017)(Tabla 3).
Aminoácidos | g/16 g de Nitrógeno |
---|---|
Alanina | 5.6 |
Arginina | 5.8 |
Acido aspártico | 10.4 |
Cistina | 1.0 |
Metionina | 3.5 |
Lisina | 7.0 |
Isoleucina | 5.1 |
Leucina | 7.5 |
Fenilalanina | 5.1 |
Treonina | 5.2 |
Triptófano | 0.9 |
Ácido glutámico | 13.9 |
Histidina | 2.6 |
Prolina | 5.2 |
Serina | 5.0 |
Glicina | 4.8 |
Tirosina | 5.9 |
Valina | 5.5 |
Después de la proteína, la grasa es el siguiente componente principal de los insectos. El perfil de ácidos grasos insaturados es similar al de las aves de corral y el pescado blanco, pero contiene más ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs) que cualquiera de las aves de corral o carne roja. Los insectos contienen poco o ningún rastro de EPA (ácido icosapentaenoico) y DHA (ácido docosahexaenoico), pero contienen ácido linoleico (C18:2) y ocasionalmente ácido linolénico (C18: 3), que los humanos pueden sintetizar para producir ácido araquidónico (C20:4) y EPA (Dobermann et al., 2017).
La harina de pupas no desgrasada es rica en grasas, hasta un 37 %. El aceite contiene un alto porcentaje de ácidos grasos poliinsaturados, especialmente ácido linolénico, con valores que varían del 11 - 45 % de los ácidos grasos totales. Según Pai (2017) la pupa del gusano de seda contiene ácidos grasos saturados (20.7 %), ácidos grasos insaturados tales como acido palmítico (20.7 %), ácido oleico (70.1 %), ácido linoleico (14.0 %) y ácido linolénico (9.1 %). Tomotake et al. (2010) obtuvieron valores similares en la determinación de la composición de los ácidos grasos del aceite de pupa del gusano de seda. En este caso el contenido total de lípidos fue de 32.2 %, los ácidos grasos saturados 28.8 %, los ácidos grasos monoinsaturados 27.7 % y el 43.6 % de PUFAs. De todos ellos predominó C18:3.
El contenido energético de la pupa del gusano de seda se encuentra en el rango de 706-988 kj/KgMS. El polvo seco contenía 71.9 % de PC, 20.1 % de EE y 4.0 % de cenizas en base de materia seca. En otro estudio los porcentajes de los contenidos de PC y EE fueron de 55.6 % y 32.2 % respectivamente (Hassan, 2018). De igual forma, la harina de pupa ha resultado en mayor energía bruta en comparación con la harina de soya (Ullah et al., 2017).
La confirmación sobre el contenido vitamínico - mineral de la pupa del gusano de seda es limitada (Ullah et al., 2017). Makkar et al. (2014) plantean que respecto a otros insectos posee bajos niveles de Ca y baja relación Ca: P(Tabla 4).
Especie | Calcio | Hierro | Zinc | Potasio | Magnesio | Niacina | B12 µg | Tiamina | Riboflavina |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
40.7 | 1.9 | 6.7 | 347 | 33.7 | 3.8 | 5.4 | 0.4 | 34.1 | |
23.1 | 2.2 | 4.6 | 340 | 60.6 | 5.6 | 0.5 | 2.1 | 8.1 | |
24.3 | 5 | 2.5 | 221 | 32.6 | 3.7 | 0.1 | 2.3 | 7.3 | |
934.2 | 6.6 | 13 | 453 | 40 | 7.1 | 5.5 | 7.7 | 16.2 | |
17.7 | 1.6 | 3.1 | 326 | 49.8 | 2.6 | 0.1 | 3.3 | 9.4 | |
38 | 1.4 | 3.2 | 224 | 50 | 4.4 | 23.7 | - | - | |
76 | 12.5 | 8.5 | 303 | 80.6 | 9 | 0.6 | 11.3 | 77.2 | |
174 | 31 | 14 | 1032 | 160 | - | - | - | - |
Sin embargo, Lokeshwari et al. (2019) señalan que las pupas contienen una apreciable cantidad de minerales como calcio, hierro, zinc y magnesio. Por tanto, pueden proporcionar los minerales necesarios para las funciones del cuerpo humano/animal. Los autores encontraron el mayor contenido de hierro y magnesio en las pupas del gusano de la mariposa Samia Cynthia ricini(Tabla 5).
Minerales | (Pai, 2017) | |
---|---|---|
Calcio (%) | 0.63 | 0.65 |
Fósforo (%) | 1.25 | 1.22 |
Sodio (%) | 0.03 | 0.30 |
Potasio (%) | 1.07 | 0.80 |
Magnesio (mg/Kg) | - | 0.325 |
Hierro (mg/Kg) | - | 230.00 |
Zinc (mg/Kg) | - | 285.00 |
Vitaminas (mg/100 g) | ||
E | 1000 | - |
B1 | 15 | - |
B2 | 80.0 | - |
B12 | 0.5 | - |
Utilización de la pupa del gusano de seda en la alimentación animal
En Japón, las tortas de pupa del gusano de seda están siendo preparadas y usadas como alimento para el ganado, cerdos y aves. En conejos alimentados con pupas del gusano de seda se obtuvo como resultado un aumento en la deposición de grasa y de la tasa de crecimiento de pelo significativamente (Priyadharshini et al., 2017).
En conejos Nueva Zelanda blanco de 35 días de edad la suplementación con un 4 % harina de pupa de gusano de seda en la dieta, se obtuvo mayor peso de la canal, sin afectaciones en el contenido de aminoácidos esenciales de la carne. De igual forma los PUFAs aumentaron significativamente, no siendo así en el caso del índice aterogénico a nivel muscular que presentó una significativa disminución. Esto último sugiere que la incorporación de esta harina en la dieta ha mejorado la composición de los ácidos grasos en el tejido muscular, lo cual reduce el riesgo de cáncer y ateroesclerosis en consumidores de este tipo de carne (Kowalska et al., 2020).
La degradación de las pupas produce un olor desagradable que se le ha atribuido a la presencia en hojas de morera de compuestos que podrían ser secuestrados por los gusanos, incluyendo aceites esenciales, flavonoides y terpenoides. Este mal olor se ha relacionado con su palatabilidad para los animales. Ensilar aumenta la vida útil de la harina de pupa. Las pupas desgrasadas se deben moler para asegurar una mezcla más uniforme en las raciones (Makkar et al., 2014).
Marcas y productos
Las cualidades bromatológicas y bondades de la pupa del gusano de seda para alimento animal, han permitido que en el mercado mundial exista una amplia gama de marcas y productos comerciales de dirigidos fundamentalmente a los animales de ornato, sobretodo, los peces. Supa (Supa Koi Silkworm Pupae) comercializa baldes de 5 L con pupas altamente nutritivas, de fácil digestión para el tratamiento y suplemento alimentario de peces Koi, lo que mejora su crecimiento y pigmentación de la piel. Petifool (Alemania) ofrece para peces Koi, Petifool Koi Silkworm Pupae, un suplemento 100 % natural libre de colorantes y conservantes, caracterizado por su elevado porciento de proteínas (53.0 % PC) y bajo nivel de fibra (3.0 % FC).
Natures Gruby Chubby Mealworms (Reino Unido), constituyen otras de las marcas que producen alimentos para peces Koi con pupas de gusano de seda con características nutricionales muy similares (53.0 % PC y 4.0 % FC) a las que se producen bajo el sello de Petifool, este alimento además proporciona una mejor protección de la capa de limo para resistir enfermedades bacterianas y parasitarias, lo que permite que crezcan peces grandes y saludables. En esta región la compañía Costwold Koi, comercializa Kusuri Silkworm Pupae destinado también al mejoramiento de los Koi, relacionado con su alimentación y la pigmentación de color.
Hikari (Japón) del fabricante Kyorin Co. Ltd (Kamihata Fish Industory Group) lleva gran cantidad de años produciendo dietas equilibradas específicas para peces y reptiles. Se consideran líderes en la nutrición acuícola premium. Dentro de sus productos para peces Koi, se comercializa Silkworms Selects como estimulante de crecimiento, libre de impactos negativos en el pez. Los niveles de tecnología y formulación avanzada les permite utilizar las pupas de gusano de seda enteras evitando problemas comunes de oxidación.
En Chewy (Estados Unidos) tienda on-line dedicada a la venta de alimentos y otros productos para mascotas, se pueden encontrar pupas de gusano de seda como ingrediente principal en varias formas de comercialización, provenientes de Exotic Nutrition Pet Supply Company (Estados Unidos). Uno de ellos es Exotic Nutrition Silkworm Pupae Hedge Hog Treats, destinado a la dieta de erizos. Se caracterizan por ser alimentos bien digeribles, suaves una vez que son cocidos, ideales incluso para zarigüeyas, ardillas, aves, anfibios y reptiles. Estos criterios ratifican las potencialidades de la pupa de gusano de seda en la alimentación y nutrición de las especies animales.
Avicultura
La mayoría de los estudios de investigación realizados en animales de granja con harinas y aceites de insectos han sido conducidos en aves (Kowalska et al., 2020). En nutrición avícola el aporte de aminoácidos esenciales para crecer en un corto periodo de tiempo es un factor clave (Hassan, 2018).
La metionina es un aminoácido esencial para animales particularmente aves de corral. Su adición en la dieta se ha correlacionado con la tendencia a tener menos grasa corporal total, mejorar el crecimiento, el rendimiento y reducir los compuestos relacionados con el olor en las excretas. Por lo tanto, el rico componente de metionina de la pupa lo hace un candidato ideal para la alimentación de aves de corral que podría mejora la calidad del huevo (Bandlamori et al., 2012).
En pollitos de ceba Rhode Island Red de 8 semanas de edad se obtuvo un incremento de peso máximo y mejor tasa de conversión alimentaria con dietas formuladas a partir de un 50 % de harina de pescado más 50 % de harina de pupa. No se presentaron muertes asociadas a la inclusión de la harina de pupa de gusano de seda, ni efectos toxicológicos en los pollitos (Dutta et al., 2012).
Pollos de ceba alimentados con niveles de inclusión de 25 % y 50 % de harina de pupa procesada mostraron un aumento en la ganancia de peso corporal y mejor tasa de conversión alimentaria en comparación con la harina de pupa sin procesar (cruda). Se ha reemplazado el 25, 50, 75 y 100 % de la harina de pescado con harina de pupa en la dieta de finalizar ceba (Hassan, 2018).
En gallinas ponedoras, se observó una mejor conversión alimenticia con harina de insectos en su dieta; sin embargo, hubo más variación en el tamaño de los huevos. Similares resultados se vieron en perdices de Berbería en dietas con harina de insectos respecto a una dieta estándar de soja (Dobermann et al., 2017). En ponedoras White Leghorn con un 50 % de sustitución con harina de pupa de gusano de seda en la dieta se obtuvieron mejores resultados en términos de producción de huevos en comparación con otros niveles de sustitución y el grupo control. La conversión alimentaria no se vio afectada por la adición de la harina de pupa en la dieta. No se registró mortalidad. De igual forma, en los parámetros hematológicos no se presentaron efectos adversos (Ullah et al., 2017). Por otra parte, las gallinas mejoraron su capacidad de puesta con impacto en el color de la yema cuando esta es usada como suplemento proteico (Priyadharshini et al, 2017).
El costo del alimento fue más bajo en dietas que incluyeron un 100 % de harina de pupa y se obtuvieron mayores ganancias a medida que aumentó el nivel de inclusión de este alimento en la dieta. Reemplazando gradualmente la costosa harina de pescado por harina de pupa más barata, es posible reducir el costo total de la producción de pollos (Dutta et al., 2012). Los resultados son alentadores ya que, en la economía de la producción avícola, el alimento cubre el 60 - 80 % del costo total de producción y los costos de proteína aproximadamente el 15 % de los costos de alimentación (Ullah et al., 2017).
No se han reportado efectos negativos sobre el crecimiento de aves de corral alimentadas con harina de insectos. Sin embargo, la mayoría de los documentos han descrito tasas de crecimiento similares o incluso mejores en pollitos en comparación a la harina de soya o la harina de soya +pescado (Hassan, 2018).
Acuicultura
En acuicultura, los alimentos son los insumos más caros y representan el 57 %-87% del gasto recurrente total (Sasmal et al., 2018). La harina de pescado es considerada una de las fuentes de proteína más importantes para la alimentación de los peces, mejora el crecimiento a través de una mejor palatabilidad del alimento, consumo de nutrientes, digestión y absorción (Samaddar, 2018). Ahora bien, el uso de insectos en la alimentación de los peces no es nuevo y es una práctica generalizada por las pequeñas explotaciones agrícolas de África y Asia. Predominantemente la mosca soldado negra, las larvas de mosca doméstica, los gusanos de seda y gusanos de la harina han sido utilizados como alimento en la acuicultura (Dobermann et al., 2017).
La harina de pupas de gusano de seda desgrasadas debido a su bajo costo y alto contenido de proteínas es uno de los mejores sustitutos de la harina de pescado en las dietas de varias especies de carpas. En Turquía, reportaron que fue un ingrediente importante en la alimentación y el rendimiento de la carpa común y sus cruces al resultar en buen crecimiento y tasa de conversión alimentaria. Sin embargo, se observó que el sabor del pescado alimentado con harina de pupas crudas fue desagradable en comparación con el sabor del pescado alimentado con harina de pupas secas (Raja et al., 2019).
La digestibilidad de la carpa común (Cyprinuscarpio) no se afecta cuando es alimentada con pupas de gusano de seda. Los alevines muestran una diferencia de crecimiento significativa respecto a los peces alimentados con torta de aceite de mostaza y salvado de arroz (Raja et al., 2019).
Se han obtenido niveles de supervivencia de un 84.16 %, mayor producción y mejor tasa de conversión alimentaria en carpas rohu (Labeo rohita) y mrigal (Cirrhinus mrigala) alimentadas con ensilaje de pupas de gusano de seda fermentadas en comparación con dietas a base de pupa de gusano de seda sin tratar y harina de pescado (Rangacharyulu et al., 2003).
Las dietas a base de pupa fermentadas de gusano de seda permitieron en alevines de Tilapia mossambica mayor ganancia de peso, velocidad de crecimiento, acumulación de ácidos grasos poliinsaturados n3 y aumento de la relación n6/n3, lo que indica que los peces pueden asimilar bien este alimento. Esto se debió posiblemente a una mayor palatabilidad y preferencia de los peces de tomarlo como su comida potencial (Bag et al., 2013).
Shakoori et al. (2016) demostraron en la trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss) que el 10 % de la harina de pescado puede ser reemplazada con pupas de gusano de seda sin mostrar efectos adversos en los valores de conversión alimentaria, velocidad de crecimiento específico, ganancia de peso, factor de condición y supervivencia. Por el contrario, una inclusión superior al 10 % redujo el crecimiento y aumento la conversión alimentaria.
En alevines de pez gato africano (Clarias gariepinus) para obtener un crecimiento óptimo y una adecuada utilización de la proteína se recomiendan dietas con un 50 % de sustitución de proteína de la pupa del gusano de seda en la harina de pescado. Alevines alimentados con un 25 % - 75 % de inclusión tienen mejor rendimiento en crecimiento que en dietas con una sola fuente de proteína de origen animal debido a que la ingesta proteica es mayor (Kurbanov et al., 2015).
Un estudio para comprender la influencia de dietas con diferentes fuentes de proteína en el crecimiento y metabolismo del pez gato tropical (Clarias batrachus) reveló que la pupa seca de gusano de seda son mejores fuentes de proteína en la dieta produciendo un crecimiento satisfactorio (Raja et al., 2019).
En la lubina japonesa (Lateolabrax japonicus) la digestibilidad de la energía y de la PC fue de 73 % y 85 % respectivamente para la harina de pupa con aceite, la cual fue inferior a la harina de subproductos avícolas, harina de pluma, harina de sangre y harina de soya; pero comparable a la harina de carne y hueso (Raja et al., 2019).