La chía como fuente de ácidos grasos omega-3
para consumo humano y animal
Ing. Ricardo Ayerza (h)
Southwest Center for Natural Products
Research & Commercialization
The University of Arizona
<rayerza@ag.arizona.edu>
En la actualidad, existen en el mercado diversos productos alimenticios enriquecidos con ácidos grasos omega-3. Estos se obtienen incluyendo en los alimentos para consumo humano, semillas de lino, de chía, aceite/harina de pescado y algas marinas. También se utilizan como ingrediente en las dietas de animales para enriquecer el producto final.
Aunque estas cuatro materias primas tienen un alto contenido de ácidos grasos omega-3, existen notables diferencias entre ellas en cuanto a factores de mercado tales como disponibilidad, seguridad en la entrega, uniformidad, precios, etc. Otro factor importante es la composición química total y sus efectos fisiológicos y nutricionales en la salud, tanto de las personas como de los animales.
En el “Symposium On Omega-3 Fatty Acids, Evolution and Human Health” (Washington, D.C., 23-24 de septiembre de 2002), organizado por Belovo S.A., se presenta el primer acercamiento al tema en el trabajo titulado: “Chia as a new source of omega-3 fatty acids: advantage over other raw materials to produce omega-3 enriched eggs”. El propósito del mismo es comparar los efectos de la chía con otras materias primas disponibles, no sólo para la producción de huevos, sino también en el metabolismo de otros animales y de los seres humanos.
De todas las materias primas utilizadas, sólo el lino (Linum usitatissimum L.) y la chía (Salvia hispanica L.) tienen su origen en cultivos agrícolas. Ambas son especies vegetales con la mayor concentración de ácido graso alfa-linolénico omega-3 (Tabla 1) conocida hasta la fecha (Ayerza, 1996, 1995; Coates y Ayerza, 1998,1996; Oomah y Kenasehuk, 1995). Estas semillas, fuente de omega-3, a menudo se utilizan molidas como ingrediente alimenticio, o en forma natural como suplemento dietético. En la Tabla 2 se incluye una comparación nutricional completa.
Las otras dos fuentes disponibles son de origen marino: las algas y el aceite / harina de pescado. Ambas fuentes contienen ácidos grasos omega-3 de cadena larga, DHA, y DHA y EPA respectivamente (Tabla 3). Al comparar la composición del aceite de las cuatro fuentes, se puede ver que las terrestres tienen un contenido mucho mayor de omega-3, que las de origen marino (Tabla 4).
La chía y el lino se cultivan en tierras agrícolas y todas las operaciones están mecanizadas. El lino crece en regiones templadas y templadas-frías, en tanto que la chía requiere climas tropicales y sub-tropicales. Aunque ambos cultivos tienen una extensa historia agrícola, la del desarrollo de la chía se vió interrumpida en el siglo XVI, cuando los conquistadores invadieron América, después del descubrimiento de Cristóbal Colón. La chía fue perseguida hasta casi su extinción por considerársela sacrílega, debido a que constituía el principal elemento de las ceremonias religiosas dedicadas a los dioses aztecas (Sahagun, 1579). Por el contrario el lino, primero en Asia y Europa y luego en América, continuó con su evolución in-interrumpida y hoy cuenta, además de las variedades tradicionales ricas en ácidos grasos omega-3, con variedades ricas en ácidos grasos omega-6, e incluso variedades modificadas a través de la ingeniería genética, ya aprobadas para su cultivo y comercialización en los Estados Unidos, Canadá y otros países (Health Canada, 1999; United States Department of Agriculture, 1999a; Canadian Food Inspection Agency, 1998).
El aceite de pescado depende casi exclusivamente de la pesca oceánica, y las algas, que inicialmente eran plantas salvajes, hoy se cultivan artificialmente en estanques de agua salada.
Tanto el pescado como la chía se han utilizado en dietas humanas por miles de años. El pescado ha constituido el alimento principal de las poblaciones establecidas en las costas oceánicas y fluviales. Aunque el uso de este recurso está decayendo (Organization for Economic Cooperation and Development, 1998; Chipello, 1998), aún es la dieta básica de algunas regiones. Sin embargo, no se aplica lo mismo a su aceite, dado que sólo el proveniente de la especie conocida como menhaden ha sido calificado como seguro (GRAS-Generally Recognized as safe) por la Administración de Alimentos y Drogas de los Estados Unidos - FDA (Food and Drug Administration, 1999; Becker y Kyle, 1998).
Muchas personas están limitadas en el uso del pescado debido a las alergias, tanto alimenticias como ocupacionales, que él genera. Las reacciones al pescado, reconocido como potente alergénico, se encuentran entre las alergias alimenticias más comunes, tanto en niños como en adultos (Hebling et al., 1996; James et al., 1997; Hansen et al., 1997; Madsen, 1997). La alergia es hoy una de las causas (y en crecimiento) líderes de enfermedad y muerte, particularmente en los niños pequeños. Se ha documentado en varios países, un aumento en la presencia de estos desórdenes (Chandra, 2002). La frecuencia de la alergia al pescado varía de acuerdo a la geografía y a la exposición. En Suecia, cerca del 39 % de la población pediátrica alérgica a los alimentos está afectada por las alergias al pescado y en España, las cifras se mueven entre el 18 % y el 30 %. De las numerosas alergias alimenticias de todas las poblaciones pediátricas europeas, las alergias al pescado rondan el 22 % (Pascual et al., 1992). En Francia, la frecuencia de alergias alimenticias en adultos es de 15,4 % y 12,7 % para pescados y mariscos respectivamente (Moneret-Vautrin, 2001).
Al mismo tiempo, las reservas de pescado del mundo están disminuyendo debido a la excesiva pesca y a la polución de las vías acuáticas. La gran concentración de sustancias tóxicas en los peces marinos es hoy motivo de gran preocupación. Un estudio reciente monitoreó los contaminantes orgánicos (3 14 PCB, DDT, oxychlordane y otros) en la sangre de madres de seis países alrededor del polo norte (Groenlandia, Canadá, Islandia, Noruega, Suecia y Rusia). Los resultados mostraron que los contaminantes orgánicos persistentes se encontraban en mayor cantidad entre las poblaciones Inuit (esquimales) coincidiendo con el hecho de que su alimento principal era de origen marino. Las concentraciones de PCBs en la sangre de madres de Groenlandia fueron 3,7 veces mayores que el nivel de alerta, según los valores de la guía canadiense de PCBs en sangre, para mujeres en edad reproductiva. Las poblaciones Inuit de Groenlandia, se alimentan tradicionalmente de pescado y otros animales marinos como focas y pequeñas ballenas (Helm et al., 2001; Hansen, 2000). Estos descubrimientos concuerdan con un estudio previo realizado en Suecia, con el que se demostró que las poblaciones que consumían grandes cantidades de pescado (incluyendo salmón y arenque) en sus dietas, acumulaban en la grasa corporal, niveles de dioxina significativamente más altos que los que no las consumían (Svenssson et al., 1991).
La Autoridad de Alimentos Seguros de Irlanda (IFSA) realizó una encuesta para examinar la contaminación de dioxina y PCB en aceites de pescado y de hígado de pescado vendidos en el país para consumo humano. IFSA determinó que las cápsulas de aceite de pescado vendidas como suplemento nutricional, tenían niveles de dioxina que excedían los rangos fijados por la Unión Europea: diez de los quince suplementos analizados tenían niveles mayores a los permitidos (Food Safety Authority of Ireland, 2002).
Además, una encuesta realizada en adultos Inuit de Nunavik, Québec Ártico, Canadá, demostró que una proporción significativa de mujeres en edad reproductiva tenían concentraciones de plomo y mercurio que excedían aquellas que, según el informe, habían sido asociadas, en otras poblaciones, con deficiencias en el desarrollo neurológico (Dewailly et al., 2001).
Recientemente, la Administración de Alimentos y Drogas de los Estados Unidos (FDA) advirtió a las mujeres embarazadas o en edad de concebir y que pudieran quedar embarazadas, del peligro de consumir cierta clase de pescados que pueden contener altos niveles de mercurio. La FDA aconseja a esas mujeres y también, como advertencia prudente de salud pública, a las madres que amamantan y a los niños pequeños, no comer tiburón, pez espada, caballa real y tilefish (lofolátilo) (Food and Drug Administration, 2001). Así mismo, el 25 de julio de 2002, el panel de quince miembros que aconseja a la FDA en materia alimenticia, recomendó a este organismo advertir a las mujeres embarazadas para que limiten el consumo de atún debido a que, en grandes cantidades, podrían exponer al feto a niveles de mercurio que podrían afectar su desarrollo cerebral (Neergaard, 2002).
Inicialmente se creyó que una solución parcial a los problemas descriptos se encontraría en la acucultura. Sin embargo, la acucultura, a través de los métodos de alimentación empleados, puede por si misma dañar significativamente los ecosistemas, con pérdidas de reservas de pescados. Además, el valor nutricional de los pescados producidos depende del alimento, y los niveles de ácidos grasos omega-3 pueden ser extremadamente bajos como se verá más adelante (Alasalvar et al., 2002; Hunter y Roberts, 2000; Wahlqvist, 1999).
El lino y las algas marinas nunca fueron considerados recursos nutricionales importantes en la historia de la humanidad. Es más, el lino ha sido fuertemente cuestionado en cuanto a una cantidad de factores que interfieren en el desarrollo normal de hombres y animales. El lino es utilizado escencialmente para manufacturar productos industriales, como revestimientos, cobertura de pisos, pinturas y barnices.
La restricción de la semilla de lino en el uso humano y animal se debe principalmente a la presencia de cianoglicosides tóxicos (linamarin) y a factores antagónicos de la vitamina B6 (Vetter, 2000; Center for Alternative Plant and Animal Products, 1995; Stitt, 1989; Butler et al., 1965). Recientes descubrimientos demuestran que los niveles bajos de vitamina B6 en sangre están asociados a un riesgo creciente de enfermedad cardio-coronaria fatal y apoplejía (American Heart Association, 1999). La homocisteina, una sustancia no proteica que forma aminoácido de azufre, y que no es un constituyente dietario normal, se eleva cuando el ácido fólico y los niveles de vitaminas B son inadecuados (Herzlich et al., 1996; Selhub et al., 1996). Los investigadores creen que cuando las células corporales vuelcan demasiada homocsteína en la sangre, el interior de las paredes arteriales se irrita, fomentando la formación de placas-depósitos de grasa que se adhieren a las paredes arteriales (McBride, 1999). Actualmente se reconoce que una elevada concentración de homocisteína en suero constituye un factor de riesgo importante e independiente para las enfermedades cardiovasculares y la apoplejía (Malinow, 1996; Boushey et al,1995).
Todas las variedades de lino tienen factores anti-nutricionales, incluyendo la nueva variedad FP967, un organismo modificado genéticamente (GMO), que tiene una concentración de compuestos cianogénicos totales (linamarin, linustatin, y neolinustatin total) que no es diferente a la de los tradicionales (Canadian Food Inspection Agency, 1998).
El consumo humano de la semilla de lino está prohibido en Francia y usado con limitaciones en Alemania, Suiza y Bélgica (Le Conseil d'Etat, 1973). En los Estados Unidos, aunque el consumo humano no está prohibido, no tiene la aprobación de la FDA. Esto significa que bajo tales circunstancias, si una empresa decide incluir el lino en la formulación de un producto alimenticio, será responsable por la inocuidad del mismo. (Vanderveen, 1986).
Recientes trabajos de investigación en animales han advertido sobre la acción negativa del lino en la preñez y en el desarrollo reproductivo. Estos efectos se han atribuido a la acción del compuesto denominado diclycoside ecoisolariciresinol (SDG) que, a través de la acción microbiana, actúa en los mamíferos como depresor o potenciador estrogénico. Se conoce al lino como la fuente más rica de SGD, y por lo tanto se recomienda especial cuidado si se consume durante el embarazo y la lactancia (Toug et al., 1998; Rickard y Thompson, 1998).
Desde el punto de vista de las enfermedades cardio-coronarias, las fuentes terrestres de ω-3 muestran una ventaja muy importante sobre las fuentes de algas y pescado, debido a que contienen una cantidad de ácidos grasos saturados (miristico, palmítico y esteárico) significativamente inferior. El aceite de chía tiene un contenido de ácidos grasos saturados 2,8 y 5,1 veces menor que el aceite de menhaden (especie de róbalo) y de algas respectivamente (Tabla 4). Los ácidos grasos saturados dietarios son factores de riesgo independientes asociados con las ECC (enfermedades cardio-coronarias); sus efectos negativos en el colesterol LDL de la sangre son mayores que los efectos del colesterol dietario (American Hearth Association, 1988). Además, el ácido graso esteárico no es considerado hipercolesterolémico (Grundy, 1997; Bonanome y Grundy, 1988), o mucho menos hipercolesterolémico que el palmítico y el mirítico (Katan et al., 1995; Nelson, 1992) y al comparar sólo el contenido total de estos dos últimos ácidos grasos, la chía tiene 3,3 y 7,1 veces menos cantidad que el aceite de menhaden y el de algas respectivamente (Tabla 3).
Otra consideración importante acerca de los aceites de pescado es que contienen colesterol puesto que son productos animales. Las cantidades varían con las especies. Por ejemplo, el contenido de colesterol para 100 gramos de aceite de sardina es de 710 mg, de aceite de salmón 485 mg, de aceite de menhaden, 521 mg, de aceite de arenque 766 mg y de aceite de hígado de bacalao 570 mg. (Unites States Department of Agriculture, 1999). Esto es importante, considerando que la chía, el lino y las algas no contienen colesterol porque son especies vegetales.
Recientemente se ha informado del empleo en dietas de pollos, de aceites de pescado como fuente de omega-3, debido a la facilidad de acceso al mismo (Scheideler et.al, 1997; Nash et al., 1996; Nash et al., 1995; Van Elswyk et al., 1995; Marshall et.al, 1994; Van Elswyk et al., 1992). Sin embargo, los aceites de pescado generalmente son subproductos obtenidos durante la preparación de harinas de pescado y su composición, que no es uniforme, cambia de acuerdo a las fuentes marinas y al grado de hidrogenación. Esta variación en la composición de los ácidos grasos ha sido ampliamente reportada y concuerda con la epoca del año, el lugar, la especie, etc. En los aceites de pescado comerciales, las variaciones son muy marcadas (Valenzuela y Uauy, 1999; Sebedio, 1995; Ackman, 1992). Por ejemplo el aceite de menhaden y el de hígado de bacalao tienen niveles de EPA aproximadamente equivalentes (10%), mientras que en el de sardina, el 20 % del ácido graso es EPA (Alexander et al., 1995).
Además, los aceites de hígado de pescado como el de hígado de bacalao tienen mayores niveles de vitamina A que los aceites que son obtenidos al procesar el pescado completo Se ha demostrado tanto en pollos como en otros animales, que una gran cantidad de vitamina A dietaria antagoniza el estado de la vitamina E (MacGuire et al., 1997; Abawi y Sullivan, 1989; Tengerdy y Brown, 1977).
Después de seis meses de ser alimentadas con un 3% de aceite de menhaden, gallinas activamente reproductivas aumentaron peligrosamente la lipidosis hepática. Van Elswyk et al. (1994) sugieren que el aceite de menhaden en la dieta de las gallinas ponedoras, intensifica la actividad lipogénica del hígado.
Los efectos benéficos del pescado han recibido mucha atención. Sin embargo, los ácidos grasos EPA y DHA son fácilmente peroxidados formando hidroperóxidos y sus productos de degradación secundaria, que se cree son dañinos para las células. Hay fuerte evidencia de que los aldehídos derivados de los lípidos son realmente citotóxicos y la disponibilidad del agente evacuador celular GSH es un factor crítico para la destoxicación de los aldehídos (Sugihara et al., 1994). EPA y DHA se oxidan más rápidamente que los ácidos linoléico, alfa-linolénico y arachidónico, y se convierten en productos de oxidación tóxicos (Cho et al., 1987). La evidencia científica muestra que tanto EPA como DHA pueden ejercer efectos benéficos en cuanto a reducir el riesgo de enfermedades cardio-coronarias, sólo si la protección antioxidativa contra el estrés oxidante es suficiente para minimizar el daño peroxidativo de los tejidos lipídicos (Song et al., 2000).
La oxidación de los lípidos alimenticios constituye un grave problema, tanto para los consumidores como para los fabricantes de alimentos. Si no se controla, la oxidación puede producir no sólo sabores extraños (conocidos típicamente como sabor a pescado), sino también promover el envejecimiento y las enfermedades degenerativas de la edad como el cáncer, las enfermedades cardio-vasculares, cataratas, declinación del sistema inmunológico y disfunción cerebral, de las cuales se quiere estar protegido precisamente al ingerir ácidos grasos omega-3 (Okuyama et al., 1997).
Las semillas de chía contienen una cantidad de compuestos con potente actividad antioxidante: miricetina, quercetina, kaemperol, y ácido cafeico. Estos compuestos son antioxidantes primarios y sinergicos y contribuyen a la fuerte actividad antioxidante de la chía (Castro-Martinez et al., 1986; Taga et al., 1984). La chía como fuente de omega-3, elimina la necesidad de utilizar antioxidantes artificiales como las vitaminas. Se ha demostrado que las vitaminas antioxidantes anulan los efectos protectores de las drogas cardiovasculares. Una reciente investigación encontró que la combinación de vitaminas antioxidantes como la vitamina E, vitamina C, y β-caroteno, bloquean el aumento de los niveles de colesterol HDL vistos con la droga simvastatina (un compuesto de protección cardiovascular) (Brown et al., 2001). También se demostró que la vitamina E promueve el proceso de oxidación cuando sobrepasa el nivel superior. Los límites inferiores y superiores están tan cerca que, cuando se mezclan los ingredientes para una alimentación animal, se dificulta acertar con la cantidad correcta (Leeson et al., 1998).
El problema de ingerir insuficientes antioxidantes desaparece con una mayor cantidad de alfa-linolénico de origen vegetal, lo que genera otra ventaja sobre los ácidos grasos omega-3 provenientes de productos de pescados y algas (Simopoulos, 1999).
Otro inconveniente que suscita la recomendación de aumentar las cantidades de EPA como fuente de ácidos grasos omega-3, son los posibles efectos inmunológicos adversos que resultan de las cantidades excesivas. Una cantidad de moderada a grande de EPA, puede disminuir la actividad del control natural de células (NK) en individuos saludables, aunque no ocurre lo mismo con el alfa-linolénico (Thies et al., 2001). Las células NK juegan un papel importante en la defensa local contra la infección viral y la inmuno-vigilancia contra las células de tumores (Lewis et al., 1992).
Tradicionalmente, las algas no han sido parte de las dietas humanas o animales (a excepción de los peces y algunos mamíferos marinos). La necesidad de usar ClNa como medio para el desarrollo artificial y solventes para extraer el aceite (Nitsan et al., 1999; Becker y Kyle, 1998) son aspectos que sin duda, desde el punto de vista del medio ambiente, deberían al menos someterse a revisión.
Debido a la disponibilidad del lino (como aceite industrial) y a su precio relativamente bajo, ha habido muchos intentos de utilizarlo en alimentación animal como fuente de ácidos grasos omega-3, aunque sin mucho éxito. Numerosas publicaciones científicas han mostrado los efectos negativos que los factores anti-nutricionales del lino tienen en el desarrollo de las gallinas ponedoras, pollos, cerdos, animales de laboratorio, etc. (Treviño et al., 2000; Toug et al., 1999; Novak y Scheideler, 1998; Bond et al., 1997; Ajuyah et al., 1993; Bell y Keith, 1993; Bhatty, 1993; Batterham et al., 1991; Lee et al., 1991; Bell, 1989; Homer y Schaible, 1980; Kung y Kummerow, 1950). Por lo tanto, y con el fin de usar lino en las dietas avícolas o de otros animales, las semillas deberían destoxificarse previamente. Sin embargo, el proceso más eficiente requiere la utilización de solventes, aunque en ningún caso, quedan completamente destoxificadas (Mazza y Oomah, 1995; Madhusudhan et al., 1986).
Una revisión reciente comparó, en el mismo experimento, a la chía con otras fuentes de ácidos grasos omega-3 (Ayerza, 2002a). En ella se mostró la ventaja de la chía sobre las dietas que incluían aceite de pescado y lino para la producción de huevos omega-3. Además, un trabajo de investigación que compara los efectos del lino y la chía como fuentes de omega-3, informa sobre los efectos negativos que tiene el lino en la producción de huevos cuando es agregado a las dietas enriquecidas con chía de gallinas ponedoras (Ayerza y Coates, 2001).
Considerando el contenido de ácido graso alfa-linolénico del lino y la chía (Tabla 1) y la incorporación de ácidos grasos omega-3 en los huevos, la chía prueba que tiene una mayor eficiencia (230 %) que el lino (Ayerza, 2002a). Esta diferencia podría estar relacionada con los distintos compuestos antioxidantes del lino y la chía y su influencia en la incorporación del ácido graso. Ajuyah et al. (1993), observaron que incluyendo antioxidantes en la dieta de los pollos se produce un aumento significativo en los ácidos grasos omega-3 incorporados en la carne blanca; sin embargo, también observaron que los antioxidantes externos no mejoran la disminución del crecimiento corporal producido por las dietas de lino.
También la mayor eficiencia en la deposición de ácidos grasos mostrada por la chía, comparada con el lino, podría estar relacionada con el proceso de digestión de los lípidos. Numerosos factores son capaces de causar variaciones en los no rumiantes, en la absorción intestinal y en la deposición de tejidos de la grasa y de los ácidos grasos. Estos factores incluyen la relación de ácidos grasos saturado:insaturado (Lessire et al., 1996); mono-insaturado:poli-insaturado (Chang y Huang, 1998); y omega-6:omega-3 total (Wander et al., 1997) en la dieta. La utilización digestiva de los ácidos grasos varía de acuerdo a su posición en la molécula de glicerol; por lo tanto, las diferencias entre la posición del ácido graso alfa-linolénico de la chía y el lino, podrían explicar la mayor incorporación de los ácidos grasos omega-3 de la chía respecto al lino (Porsgaard y Høy, 2000; Straarup y Høy, 2000; Innis y Dyer, 1997; Lessire et al., 1996).
Ninguno de los factores tóxicos del lino, o cualquier otro factor adverso, se han encontrado en las semillas o el aceite de chía (Ayerza y Coates, 2002, 2001, 2000, 1999 y 1997; Lin et al., 1994; Weber et al., 1991; Ting et al., 1990, Bushway et al., 1984). La chía, junto con el maíz y los porotos, ha sido el elemento central de la dieta de muchas civilizaciones pre-colombinas de América, incluyendo las poblaciones Mayas y Aztecas (Sahagun, 1579).
El metabolismo de los ácidos grasos omega-3 en personas y animales.
El mecanismo por el cual las dietas enriquecidas en ácidos grasos omega-3 reducen la mortalidad en las enfermedades cardio-coronarias (ECC) sigue siendo controversial. La literatura reciente muestra una gran discusión en cuanto al rol de los diferentes ácidos grasos omega-3 en el cuerpo de las personas y de los animales, y la manera de obtener niveles óptimos tanto para el crecimiento y desarrollo normales como para la prevención y tratamiento de las ECC y otras enfermedades.
El ácido graso alfa-linolénico no puede sintetizarse de novo y es por eso que es llamado ácido graso esencial, pero en cambio EPA y DHA pueden formarse a partir del alfa-linolénico. Los seres humanos de cualquier edad, incluso desde mucho antes del nacimiento, convierten el ácido graso alfa-linolénico en DHA (Brenna, 2002; Billeaud et al., 1997). También se ha observado este proceso en otras especies (Ayerza y Coates, 2000). Sin embargo, la eficiencia de esta conversión dentro de la especie (dependiendo de la edad) y entre otras especies, es hoy tema de controversia (Simopoulos, 2002), generando una fuerte discusión. Por tal motivo, se está buscando la manera más conveniente de proveer ácidos grasos omega-3 tanto a hombres como a animales. El principal punto de discusión se produjo por el escaso conocimiento científico disponible sobre las funciones bioquímicas y fisiológicas de los ácidos grasos omega-3 en general, y del alfa-linolénico en particular. La aceptación general de que la función del alfa-linolénico era tan sólo ser un precursor de los ácidos grasos poli-insaturados de cadena larga, y el hecho de que los primeros estudios epidemiológicos se realizaran en poblaciones que comían gran cantidad de pescado, fueron los responsables principales de una sub-estimación temprana del ácido graso alfa-linolénico (Lauritzen et al., 2001).
Sin embargo, los recientes resultados de estudios epidemiológicos y controlados sobre el rol biológico del ácido graso alfa-linolénico en las personas y en los animales, están cambiando el escenario de las fuentes de omega-3. La evidencia que surge al observar a los vegetarianos que no sufren problemas con las dietas que no contienen DHA apoya estos cambios de opinión (Li et al., 1999). Mientras tanto, Williard et al. (2001) encontraron que cuando se agregan cantidades crecientes de DHA preformado, la síntesis de DHA en astrocitos se reduce, pero no desaparece, aún cuando el DHA preformado se aumente a concentraciones muy grandes. Este resultado es consistente con datos de Ezaki et al. (1999) que encontraron, después de suministrar alfa-linolénico durante diez meses a voluntarios mayores (67 a 91 años de edad) de Japón, un aumento de DHA en suero. Los autores quedaron sorprendidos dado que en estos voluntarios, la ingesta regular de omega-3 de cadena larga proveniente del pescado era considerable. Williard et al. (2001) concluyen que determinados niveles de síntesis de DHA persisten en los astrocistos, incluso cuando hay disponible exceso de DHA, lo que sugiere que la síntesis de DHA a partir del alfa-linolénico es un proceso constitutivo que se requiere para completar las funciones esenciales en el cerebro.
Recientemente, Fu y Sinclair (2000), basados en un experimento controlado con cobayos, sugirieron que el ácido graso alfa-linolénico puede tener una función en relación con la piel, tal vez como lípido secretado por las glándulas sebáceas, para protegerla de daños como los producidos por el agua, la luz, u otros agentes. Los autores concluyen que si hay en las personas una deposición sustancial de este ácido graso vía las glándulas sebáceas, se podría explicar por qué el alfa-linolénico raramente se acumula en la mayoría de los tejidos. Cantidades sustanciales de alfa-linolénico en la piel sugieren que ésta podría ser un reservorio importante de omega-3 en el cuerpo. Además, Yli-Jama et al. (2001) determinaron una correlación muy significativa entre el contenido en porcentaje de alfa-linolénico en el tejido adiposo y en los ácidos grasos libres del suero, y también entre la ingesta y el tejido adiposo de los seres humanos.
Como los mamíferos y las aves, los peces no forman de novo ácidos grasos omega-3. Necesitan fuentes dietarias para completar sus requerimientos nutricionales. Aunque algunas especies itícolas tienen una demanda específica de ácidos grasos, en general, y a diferencia de los mamíferos y de las aves, la mayoría de los peces marinos requieren ácidos grasos omega-3 altamente poli-insaturados (EPA y/o DHA), mientras que los peces de agua dulce necesitan ácidos grasos omega-3 alfa-linolénico, o bien EPA/DHA, o bien una mezcla de ambos tipos (Webster y Lim, 2002; Sargent et al., 1999). Algunos peces como la trucha arco iris (Oncorhynchus sp.), Milkfish (Chanos chanos) Chanel Catfish (Ictalurus punctatus) e Indian Major Carps (Catla catla, Labeo rohita, y Cirrhinus mrigala) pueden elongar y desaturar la cadena de ácidos grasos omega-3 a partir del alfa-linolénico obtenido de la cadena alimentaria (Hardy, 2002; Lim et al., 2002; Murthy, 2002; Robinson y Li, 2002); sin embargo, otros peces como el Yellowtail (Seriola quinqueradiata) son incapaces de usar alfa-linolénico como ácido graso esencial y requieren EPA y DHA (Masumoto, 2002), o bien tienen una capacidad reducida de elongar y desaturar los ácidos grasos de cadena corta, como el Red Drum (Sciaenops ocellatus) y el Coregonids (Coregonus sp.) (Gatlin, 2002; Dabrowski et al., 2002).
Entonces, para producir con acucultura peces que tengan el contenido de EPA y DHA típico de los peces de mar, se los debe alimentar agregando a la dieta, aceite/harina de pescado. Los requerimientos alimenticios para producir 2 kg de pescado, son de 3 kg de peces o entrañas de pez, lo que añade otro interrogante a la sustentabilidad de la acucultura como fuente de ácidos grasos omega-3, tanto para hombres como para animales (Leaf, 2002).
La Union Europea tiene una legislación in force que prohíbe ingresar en la cadena alimenticia ciertos subproductos animales reciclados, incluyendo la harina de pescado para rumiantes, con el fin de prevenir casos de encefalopatía bovina (BSE o vaca loca) (Commission of the European Communities, 2000a). Así mismo, hay una decisión de enmienda prohibiendo alimentar con harina de pescado a todos los animales de granja cuidados, engordados o criados para la producción alimenticia, excepto a los peces de acuacultura (Commission of the European Communities, 2000b). Además, en un intento de controlar la BSE, la Unión Europea prohibió importar harina de pescado de Chile y Perú, dos de los mayores productores del mundo, a partir el 11 de enero del 2002 (Agroenlinea, 2002).
El objetivo principal en la comercialización de productos enriquecidos en omega-3 es que actúen como fuentes confiables de ácidos grasos para el consumo humano y animal, y no que tengan un alto contenido de EPA, DHA o alfa-linolénico. En el caso de la chía y el lino, el ácido graso alfa-linolénico que las semillas transmiten al huevo de gallina, a la carne de pollo, la leche de vaca, carne de cerdo, etc. actúa en el cuerpo humano como sustrato para la transformación en EPA y DHA a través de la acción de las encimas desaturasa y elongasa. Aún cuando la conversión de ácido alfa-linolénico en EPA y DHA se ha determinado con anterioridad, sólo recientemente se ha informado sobre la relación matemática entre los ácidos grasos de 18-carbonos omega-6 y omega-3, en la concentración en los tejidos de sus respectivos metabolitos de 20-carbonos (Muggli y Clough, 1994).
En 1995, los proyectos de investigación financiados por el Consejo Nacional Australiano de Salud e Investigación Médica, y publicados en los Estados Unidos, mostraron que un alto contenido de ácido alfa-linolénico en la dieta, aumenta el contenido de EPA en los tejidos de una manera predecible. Se determinó una relación linear entre la incorporación de ácido alfa-linolénico de origen vegetal y la concentración de EPA en plasma y en los fosfolípidos celulares (Mantzioris et al., 1995). Así mismo, los trabajos de investigación publicados en 1997 por la Sociedad Americana para la Nutrición Clínica (EE.UU.), comparando los efectos de suministrar ácido graso alfa-linolénico de origen vegetal con ácidos DHA y EPA de origen marino en los factores hemostáticos en seres humanos, no pudieron probar que hubiera diferencias estadísticamente significativas.(Freese y Mutanen, 1997).
Un estudio piloto realizado en el Centro de Investigación en Nutrición Humana de Beltsville, Maryland, EE.UU., demostró que el ácido alfa-linolénico dietario es un modulador efectivo de la biosíntesis de tromboxanos y prostaciclina. Por lo tanto, se debe esperar que los efectos del ácido alfa-linolénico sean similares a aquellos producidos por los lípidos marinos (Ferreti y Flanagan, 1996).
Así mismo, una importante cantidad de trabajos epidemiológicos y controlados sostienen que el consumo de alfa-linolénico como fuente de ácidos grasos omega-3, está asociado con una reducción en el riesgo de sufrir enfermedades cardio-coronarias y otras enfermedades cardiovasculares (Bemelmans et al., 2002; Hiroyasu et al., 2001; Mantzioris et al., 2000; Li et al., 1999; Hu et al., 1999; Loria y Padgett, 1997; Sing et al., 1997;Lorgeril et al., 1994; Indu y Ghafoorunissa, 1992; Renaud et al., 1986a, 1986b). Del mismo modo, un ensayo comparativo entre personas que recibían ácido graso alfa-linolénico con la ingestión de semillas de chía y un grupo placebo, encontró que los niveles de HDL y triglicéridos eran diferentes entre los grupos, favoreciendo al del consumo de chía (Coates y Ayerza, 2002). La composición nutricional del suplemento de chía utilizado en este ensayo se encuentra en el trabajo titulado “Nutrientes de la semilla de chía y su relación con los requerimientos humanos diarios”.
Por otro lado, grandes cantidades de DHA inhiben la acción de las encimas Δ5 y Δ6 a nivel de los ácidos grasos esenciales linoléico (omega-6) y alfa-linolénico (omega-3). Aunque esta acción no debería afectar la cantidad total de ácidos grasos de cadena larga omega-3, lo hará en el caso de los ácidos omega-6, causando por lo tanto un desequilibrio en la relación omega-6:omega-3, considerada vital para el buen funcionamiento del cuerpo humano (British Nutrition Foundation, 1992; Simopoulos y Robinson, 1998; Simopoulos, 1989).
Las yemas de huevos provenientes de gallinas ponedoras alimentadas con dietas enriquecidas con chía, muestran un aumento significativo no sólo del ácido graso alfa-linolénico, sino también del DHA. Al igual que los seres humanos, las gallinas demostraron tener la capacidad de aumentar el DHA con la desaturación y elongación del ácido graso alfa-linolénico en su hígado, puesto que las semillas de chía carecen de DHA (Tabla 1). Los huevos de gallinas alimentadas con dietas de chía al 7% y al 14% tienen una relación alfa-linolénico:DHA de 1,8 y 3,1 respectivamente (Ayerza y Coates, 2000). Esta relación entre el ácido graso esencial alfa-linolénico y su metabolito DHA es igual a la encontrada en la leche humana
Las distintas organizaciones involucradas en el cuidado de la salud humana, que han aconsejado sobre el nivel necesario de consumo de ácidos grasos omega-3, incluyen al ácido alfa-linolénico en sus recomendaciones, como así también al DHA o EPA; sin embargo sólo al primero, precursor de los otros dos se le fija un límite mínimo de ingestión (Food and Agricultural Organization, 1994; British Nutrition Foundation, 1992; Canada [dept of] Health and Welfare, 1990).
Aunque hay variaciones entre las recomendaciones hechas por los nutricionistas en cuanto a la relación entre diferentes ácidos omega-3 de la dieta, especialmente entre el alfa-linolénico y DHA, ellos coinciden en que el contenido de alfa-linolénico debe ser significativamente mayor que el contenido de DHA, siempre dentro de los límites que ambos ácidos grasos tienen en la leche humana. Esta tienen una relación DHA:alfa-linolénico de:
1: 2,2; 1: 2,2; 1:2,7; 1: 3,3; 1: 3,6; 1: 4; y 1:8, en mujeres de Alemania, Francia, Cuba, Nigeria, Japón, China y Nepal, respectivamente (Jensen y Lammi-Keefe, 1998; Yonekubo et al., 1998; Vander Jagt et al., 2000; Glew et al., 2001; Krasevec et al, 2002). En Estados Unidos, la relación entre alfa-linolénico:DHA de la leche materna para mujeres de Maryland, Connecticut y Oklahoma, es de 1:4,4; 1:2,1 y 1:5 respectivamente (Bitman et al., 1981; Henderson et al., 1992, cited by Nettleton, 1995; Jensen et al., 2000). Es conocida la variación individual del contenido de ácido graso en la leche humana: por ejemplo, en DHA se observó una variación de 0,04 a 0,25 % de los ácidos grasos de la leche total (Nettleton, 1994). Sin embargo, dentro del contenido total de ácidos omega-3, el nivel del ácido alfa-linolénico es siempre significativamente mayor que el contenido de DHA.
Los huevos de gallinas alimentados con dietas de chía tienen una relación entre el ácido graso esencial alfa-linolénico y su metabolito DHA, similar a la encontrada en la leche materna de mujeres de Alemania, Francia, Cuba, Nigeria, Japón y China. También los rangos de DHA:alfa-linolénico de los huevos de gallinas alimentadas con dietas con 7% de chía, son similares a los de los huevos de gallinas alimentadas en condiciones de pastoreo libre, consumiendo vegetales de hoja verde, frutas frescas y secas, insectos y ocasionales lombrices (Simopoulos y Salem, 1992).
Por último, el objetivo no sólo de no aumentar el riesgo de sufrir una enfermedad cardio-coronaria incluyendo huevos en la dieta, sino también de reducir tal riesgo, se alcanzó con la ingesta de huevos enriquecidos en omega-3, agregando una fuente de ácido alfa-linolénico a la dieta de las gallinas. Trabajos comparativos de huevos regulares y huevos enriquecidos en omega-3 utilizando ácido alfa-linolénico en la dieta de las gallinas, e incluyendo tales huevos en dietas humanas, han probado la capacidad de estos últimos de disminuir el riesgo de sufrir una enfermedad cardio-vascular, al reducir el contenido de triglicéridos y colesterol en plasma y además, la presión sanguínea. Por el contrario, los huevos regulares aumentaron estos parámetros y, por lo tanto, la posibilidad de sufrir una enfermedad cardio-coronaria (Ferrier et al., 1995; Sim y Jiang, 1994; Ferrier et al., 1992; Oh et al., 1991). Los resultados recientes de un ensayo comparativo mostraron que los huevos enriquecidos con alfa-linolénico producen una reducción de la agregación plaquetaria significativamente más profunda que los huevos enriquecidos con DHA; estas observaciones sugieren la existencia de un mecanismo independiente por el cual el alfa-linolénico reduce la agregación plaquetaria (Van Elswyk et al., 2000).
La fuerte reducción en los ácidos grasos saturados totales y especialmente del ácido graso palmítico encontrado en los huevos (hasta 30,6%) y en la carne de pollo (hasta un 20,6%) de aves alimentadas con dietas con chía, indica, para estos productos enriquecidos en omega-3, una ventaja adicional desde el punto de vista nutricional. Investigaciones recientes sugieren que la reducción en el contenido de los ácidos grasos saturados en los productos avícolas depende de la alimentación, lo que le da a la chía una ventaja tremenda al compararla con los productos derivados del pescado, las algas y el lino (Ayerza et al., 2002; Ayerza y Coates, 2001 y 2000).
Características organolépticas
La “Encuesta Enfocada en la Salud” es una encuesta nacional respecto de las preferencias y tendencias de los consumidores de Estados Unidos, que se realiza bi-anualmente desde 1990. La encuesta del año 2000 mostró que la mayoría de los compradores creen que los alimentos, más allá de la nutrición básica, pueden ofrecer beneficios que alcanzan la nutrición funcional para la prevención de enfermedades y el mejoramiento de la salud. Sin embargo, el primer obstáculo para realizar elecciones saludables es el sabor. Hoy más que nunca, los compradores, no quieren comprometer el sabor por los beneficios de la salud (Gilbert, 2000).
Los alimentos hechos con lino y lípidos marinos, o con productos de animales alimentados con una o más de estas materias primas como fuente de omega-3, tienen un olor típico generalmente reconocido como “olor o sabor a pescado”. Al respecto se han publicado numerosos estudios científicos realizados en productos derivados de pollos, gallinas, cerdos, rumiantes, etc., alimentados con semilla/aceite de lino o lípidos marinos, que olían /sabían “a pescado” (Ayerza, 2002; Ayerza y Coates, 2001; Wood et al., 1999; Warnants et al., 1998; Romans et al., 1995).
Los huevos puestos por gallinas alimentadas con semillas de lino tienen un olor característico (desagradable), similar a los de las gallinas alimentadas con aceite de pescado (Van Elswyk et al., 1995; Caston et al., 1994; Jiang et al., 1994; Van Elswyk et al., 1992; Adam et al., 1989; Koeheler y Bearse, 1975). Asi tambien, varios ensayos demostraron un creciente sabor residual (off-flavor) en la carne de pollo (negra y blanca), al agregar mayores porcentajes de semilla de lino y productos de pescado en sus dietas. El sabor/gusto extraño (off-flavor) se vió afectado con un contenido dietario de aceite de pescado y semillas de lino muy bajo: 1,5% y 5% respectivamente (Gonzalez-Esquerra y Leeson, 2000; Lopez-Ferrer et al., 1999; Hargis y Van Elswyk. 1993; Ratanayake et al., 1989; Miller y Robisch, 1969; Holdas y May, 1966; Fry et al., 1965; Hardin et al., 1964). En contraposición, la aceptación y el sabor de ambos tipos de carne (negra y blanca) de pollo no fue significativamente diferente (P>0,05) entre las dietas con alto contenido de chía y la dieta control (Ayerza et al., 2002).
La diferencia en las características organolépticas de huevos y carne producida con lino y chía puede deberse a la acción de los poderosos antioxidantes de la chía que están ausentes en el lino (Shukla et al., 1996; Intemational FloraTechnologies, 1990; Castro-Martinez et al., 1986; Taga et al., 1984) y/o a la interacción entre los otros componentes del lino y la fisiología de las aves (Marshall et al., 1994). En el caso de productos de pescado, el olor típico se debe a la gran inestabilidad del DHA y EPA con respecto al ácido alfa-linolénico, y a la ausencia de antioxidantes naturales capaces de preservarlos de este proceso degenerativo (Shukla y Perkins, 1993).
En un trabajo hecho en Estados Unidos que comprendía cinco ciudades, se demostró que los consumidores generalmente son renuentes a los productos avícolas que huelen/saben a pescado (Marshall et al., 1994). La ausencia de las características organolépticas típicas en los huevos puestos por gallinas alimentadas con chía y en carne negra/blanca de pollos alimentados con dietas de chía, representa una ventaja comparativa significativa para este grano, en desmedro de los sub-productos del lino y el pescado (Ayerza et al., 2002; Ayerza y Coates, 2002, 2001, y 1998).
Según la información comercial disponible, los huevos/carne producidos con el empleo de algas marinas carecen de olor o gusto a pescado. Sin embargo, aún no ha sido posible identificar trabajo científico alguno que sostenga este hecho. Puede encontrarse una referencia indirecta sobre los sabores extraños en huevos/carne producidos con dietas enriquecidas con algas, en un trabajo no científico de Abril et al. (2000); ellos mencionan que incluyendo hasta 1% de algas en las dietas de las gallinas ponedoras no hay una disminución significativa de la aceptabilidad general de los huevos, en cuanto a aroma y/o sabor. Aunque no hay información científica disponible a favor o en contra de esto, el alto contenido y la fuerte inestabilidad del oxígeno en el DHA, necesariamente deben transmitir a los huevos/carne producidos con grandes cantidades de algas, condiciones organolépticas indeseadas.
No todas, pero algunas algas marinas mostraron actividad antioxidante en relación con el contenido total de polifenol. Por lo tanto, se ha sugerido que el polifenol podría prevenir el daño oxidativo en importantes membranas biológicas. Sin embargo, las algas comerciales muestran una capacidad antioxidante muy pequeña. La explicación para esta actividad antioxidante reducida podría estar relacionada con el efecto de secado de las algas (50ºC durante 48hs.) para su comercialización. Jimenez-Escrig et al. (2001) informaron recientemente que el procesamiento (secado) y almacenamiento disminuyen la capacidad antioxidante de las algas frescas. Por lo tanto, la explicación para la gran diferencia que existe entre la chía y las algas provenientes de la plataforma submarina y que luego son almacenadas, puede asociarse con la cantidad y/o calidad de antioxidantes naturales contenidos en cada materia prima.
En síntesis, numerosos estudios suministran evidencia sólida de que incluyendo más del 5% de semilla de lino, 1,5% de aceite de pescado ó 1% de algas en las dietas de pollos, el resultado será una disminución significativa de la aceptación total del producto en cuanto a aroma y/o sabor. Sin embargo, se puede incluir hasta un 30% de chía en la dieta de las aves, sin encontrar preferencias negativas de los consumidores, en relación a los productos comunes. En los huevos, esto significa un potencial máximo de enriquecimiento en ácidos grasos omega-3 de 175 mg/huevo para las algas, 207 mg/huevo para el aceite de pescado, 214 mg/huevo para la semilla de lino y 986 mg/huevo para la semilla de chía, sin afectar las características organolépticas (Ayamond y Van Elswyk, 1995; Van Elswyk et al., 1995; Abril et al., 2000; Ayerza y Coates, 2002, and 2000).
La información disponible demuestra que ninguno de los niveles de omega-3 de los productos comunes obtenidos de animales alimentados con dietas enriquecidas con chía podría alcanzarse con dietas basadas en el lino, el aceite de pescado o las algas, sin afectar fuertemente el rendimiento productivo de los animales y una o más de las características intrínsecas del producto final. En todos los casos, el factor limitante para la utilización de grandes porcentajes de las fuentes disponibles de omega-3, exceptuando la chía, es el sabor, el olor y/o la textura típica transmitidos. En le caso del lino, la producción animal también se verá afectada al reducir los parámetros de producción o afectar la salud humana.
En la Tabla 5, las características principales de las semillas de chía discutidas en este trabajo están comparadas sinópticamente con las de la semilla de lino, las algas y el aceite de pescado, como materia prima para la industria alimenticia, tanto humana como animal.
La cantidad de trabajos científicos informando sobre las ventajas nutricionales de la chía sobre las otras fuentes de omega-3 y la comercialización de productos que la incluyen están creciendo rápidamente alrededor del mundo. Se la utiliza como ingrediente para hacer pan, barras energéticas, suplementos dietéticos para personas, alimentos para caballos, cerdos, gatos y perros, en dietas de aves para producción de huevos y carne, y en dietas de vacas lecheras para producción de leche, entre otros (ejemplos de estos productos se muestran en la Tabla 6). La ciencia moderna explica por qué las antiguas civilizaciones mesoamericanas consideraban a la chía como componente básico de sus dietas y, después de 500 años de ser forzado a la oscuridad, el cultivo oculto de los aztecas ofrece al mundo una nueva oportunidad de volver a los orígenes y mejorar la nutrición humana, suministrando una fuente natural de ácidos grasos omega-3 y antioxidantes.
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