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Boletín Científico. Centro de Museos. Museo de Historia Natural

Print version ISSN 0123-3068

Bol. Cient. Mus. Hist. Nat. Univ. Caldas vol.13 no.2 Manizales July/Dec. 2009

 

COMPARACIÓN BROMATOLÓGICA DE LAS ALGAS NATIVAS (GRACILARIOPSIS TENUIFRONS, SARGASSUM FILIPENDULA) Y EXÓTICAS (KAPPAPHYCUS ALVAREZII) DEL CARIBE COLOMBIANO*

BROMATOLOGICAL COMPARISON OF NATIVE (GRACILARIOPSIS TENUIFRONS, SARGASSUM FILIPENDULA) AND EXOTIC ALGAE (KAPPAPHYCUS ALVAREZII) OF THE COLOMBIAN CARIBBEAN SEA

Liliana Sierra-Vélez1 y Ricardo Álvarez-León2

* Recibido 6 de mayo de 2008, aceptado 19 de octubre de 2009.
1 Univ. de Caldas, Facultad de Ingeniería de Alimentos. Manizales, Caldas, Colombia.
2 Fundación Maguaré. Manizales, Caldas, Colombia. E-mail: ricardoalvarezleon@gmail.com

Resumen

En este estudio se realizó la evaluación bromatológica dos especies de algas nativas (Gracilariopsis tenuifrons y Sargassum filipendula) y una exótica (Kappaphycus alvarezii) provenientes de cultivos algales en La Guajira, costa Caribe de Colombia. Por los resultados obtenidos se pudo concluir que K. alvarezii es una fuente importante de potasio, sodio y fósforo y S. filipendula de fibra, calcio, magnesio, manganeso, fósforo y potasio; teniendo en cuenta que la primera tiene un sobresaliente aporte en potasio, y la segunda en fibra y calcio.

Los análisis muestran la riqueza en minerales que tienen las tres algas, en K. alvarezii predomina el contenido de potasio, en cambio en S. filipendula y en G. tenuifrons es el calcio. La cantidad de proteína bruta en G. tenuifrons es casi siete veces la contenida en K. alvarezii y dos veces la de S. filipendula, siendo para estas dos últimas, baja. Los valores estimados de la proteína cruda para S. filipendula se encuentran dentro de los intervalos registrados en la literatura.

En el caso del hierro, las concentraciones obtenidas en G. tenuifrons y S. filipendula están muy por encima de las cantidades aportadas por otros alimentos energéticos. Igualmente, la fibra contenida S. filipendula es muy elevada, ya que la mayor parte de los polisacáridos estructurales y de reserva, comunes en las algas pardas, como alginatos, furanos y celulosa pueden ser considerados como compuestos fibrosos. Similar consideración puede hacerse sobre la concentración de fibra en G. tenuifrons, ya que la contiene en un valor mayor al 80%. En cuanto a grasa total, fósforo y zinc los contenidos en las tres especies son similares. En las proteínas, es evidente la alta concentración de G. tenuifrons, sobre las otras dos especies. Por último, llama la atención la ausencia de cobre y manganeso en G. tenuifrons y K. alvarezii, mientras que en S. filipendula, son altas especialmente en cuanto al manganeso.

Palabras clave: algas marinas, Gracilariopsis tenuifrons, Kappaphycus alvarezii, Sargassum filipendula, Caribe, Colombia.

Abstract

This study presents the bromatological evaluation of two species of native (Gracilariopsis tenuifrons and Sargassum filipendula) and exotic (Kappaphycus alvarezii) algae from algal cultures in La Guajira, located on the Colombian Caribbean coast. From the results obtained, it was concluded that K. alvarezii is an important source of potassium, sodium and phosphorus, and S. filipendula is a source of fiber, calcium, magnesium, manganese, phosphorus and potassium; emphasizing that the first significantly contributes potassium, while the second contributes fiber and calcium.

The analysis shows the richness in minerals of the three algae, in K. alvarezii the potassium content is dominant; while in S. filipendula the calcium content predominates; and G. tenuifrons is rich in iron. The amount of crude protein in G. tenuifrons is almost seven times more than that found in K. alvarezii, and twice that of S. filipendula.. The estimated values of crude protein in S. filipendula are within the ranges found in the scientific literature.

In the case of iron, concentrations found in G. tenuifrons and S. filipendula are well above the amounts provided by other energetic food. Similarly, the fiber contained in S. filipendula is very high, since most of the structural and reserve polysaccharides, common in brown algae, such as alginates, cellulose and furans can be considered as fibrous compounds. Similar consideration can be made regarding the concentration of fiber in G. tenuifrons, since it contains over 80%. As for total fat, phosphorus and zinc contents in the three species are similar. Regarding proteins, the high concentration found in G. tenuifrons, over the other two species is evident. Finally, the absence of copper and manganese in G. tenuifrons and K. alvarezii is notorious, whereas S. filipendula is particularly high in manganese.

Key words: marine algae, Gracilariopsis tenuifrons, Kappaphycus alvarezii, Sargassum filipendula, Caribbean Coast, Colombia.

INTRODUCCIÓN

Los estudios sobre las algas de Colombia se iniciaron con expediciones extranjeras entre las cuales sobresale la Allan Hancock Expedition, que en 1939 (ÁLVAREZ-LEÓN, 1979), descubrió en las costas colombianas grandes extensiones de Sargassum filipendula en aguas someras en el Cabo de la Vela (La Guajira) entre 9 y 24 m de profundidad y aún a más de 30 km de la costa; igualmente, en la misma localidad halló el alga verde comestible Caulerpa prolifera a unos 24 m de profundidad, acompañada de Codium isthmocladum; así mismo en Bahía Honda (La Guajira), fueron características las algas pardas (Sargassum sp.), junto con algas rojas, tanto coralináceas como frondosas (Halymenia, Chrysymenia, entre otras).

Entre 1970 y 1996, los departamentos de Química y de Farmacia de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá, desarrollaron un ambicioso proyecto para evaluar el potencial aprovechamiento de las algas marinas del Caribe colombiano (ARTEAGA et al., 1971). Dicho esfuerzo, trajo como consecuencia la elaboración 29 tesis de grado y diversas publicaciones, con una variada selección de resultados sobre algas verdes, pardas y rojas (ÁLVAREZ-LEÓN et al., 2007).

Los antecedentes y resultados obtenidos en estudios previos en el Caribe colombiano de los géneros seleccionados (Gracilariopsis, Kappaphycus, Sargassum) pueden sintetizarse:

En Gracilariopsis sp., CABEZAS (1975) en la búsqueda de nuevas fuentes de proteínas a partir de algas marinas colombianas determinó los aminoácidos y evaluó in vitro la calidad de la proteína en Gracilaria sjostedtii (= Gracilariopsis andersonii).

En Kappaphycus sp., GARCÍA-VÁSQUEZ & PARDO-CASTRO (2002) realizaron observaciones de la adaptación y establecieron las variaciones de su tasa de crecimiento con talos introducidos en el Caribe colombiano, pero sin realizar análisis bromatológicos.

En Sargassum spp., BONILLA-GUTIÉRREZ & ROLDÁN-CHAPARRO (1970) en su estudio del contenido de ácido algínico en S. filipendula y S. rigidulum analizaron el efecto de diferentes condiciones de tiempo, temperatura, pH, en el rendimiento de dicho ácido; CEDEÑO-OCHOA (1973) analizó algunos minerales en S. rigidulum, así como la relación alga-hábitat y la correlación de la disponibilidad nutricional y agrícola; FORERO-VALDERRAMA & VARGAS-MARTÍNEZ (1973) evaluaron los alginatos, sus propiedades (relación ácido maurónico / ácido gulurónico, viscosidad, y ángulo de rotación) y su rendimiento en S. rigidulum (= S. cymosum); CHÁVEZ DE GONZÁLEZ (1974) realizó la extracción y purificación del ácido algínico en S. rigidulum; CABEZAS (1975) en la búsqueda de nuevas fuentes de proteínas a partir de algas marinas colombianas determinó los aminoácidos y evaluó in vitro la calidad de la proteína de Sargassum sp.; LAVERDE-PÉREZ & ÁVILA-REYES (1975) en su trabajo evalúan el contenido del manitol en S. rigidulum, Sargassum sp., para establecer las variaciones regionales y estacionales e identificar los sitios y épocas en que estas plantas tienen mayor proporción del polialcohol; CUERVO-DÍAZ (1979), realizó un estudio autoecológico de S. cymosum, S. filipendula y S. polyceratium, con muestreos periódicos proporcionó valores mensuales de biomasa, longitud de talos, valores calóricos y estado reproductivo, así como relación carbono-nitrógeno, proteína, ácido algínico y cenizas; GÓMEZ-CASTRO & QUIÑÓNEZ-OLAYA (1979) estudiaron algunas de las propiedades del ácido algínico, así como su variación frente a parámetros de tipo ecológico en S. policeratum, Sargassum sp.; AYALA-ESLAVA (1982) evaluó los fenoles de algunas especies de Sargassum spp., permitiendo conocer su potencial; MARTÍNEZ-MARTÍNEZ (1990, 1992) contribuyó al estudio químico de S. cymosum, especialmente sobre el conocimiento de esteroles libres; finalmente, CAMACHO-HADAD (2003) hizo observaciones ecológicas sobre las especies del género Sargassum en el PNN Tayrona (Magdalena).

En estudios, como el realizado en México por MEZA (1998), harina de Sargassum sp. fue empleada como suplemento en dietas para gallinas, mejorando la calidad del huevo y disminuyendo el contenido de colesterol, y el de MARÍN et al. (2003), que utilizaron la harina en la alimentación de ovejas con buenos resultados a nivel metabólico y en los parámetros productivos de estos animales. Algunos estudios como el de CARRILLO et al. (1992), indican que esta especie es una buena fuente de minerales, carbohidratos y de algunos aminoácidos esenciales como la arginina, triptofano y fenilalanina; y no se le han detectado factores antinutricios como glucósidos cianogénicos, saponinas y taninos.

La composición química de la harina del alga Sargassum spp., según CASAS-VALDEZ et al. (2006), evidenció un alto contenido de material inorgánico y de carbohidratos, y un bajo contenido de extracto etéreo. Respecto a los elementos mayores se apreció que estas algas son una excelente fuente de potasio, sodio, magnesio, calcio y de elementos traza como el hierro, cobre y zinc. En cuanto al aporte vitamínico resaltaron las altas concentraciones de retinol y vitamina C. La composición en aminoácidos de la harina mostró que esta alga es una buena fuente de algunos aminoácidos esenciales como la lisina, fenilalanina, tirosina y treonina; asimismo, presentó altas concentraciones de glutamina y asparagina. Esta harina se evaluó en el ganado caprino; un grupo de cabras fue alimentado con una dieta elaborada con insumos regionales y el otro con una dieta que incluyó el 25% de Sargassum spp. La composición química proximal de Sargassum spp. fue de: 89% materia seca, 7,7% proteína, 31% cenizas, 2% extracto etéreo y 39% de carbohidratos. De estos resultados se dedujo que las algas marinas de este género pueden ser utilizadas como un forraje alternativo de mediana calidad para el ganado caprino.

En cuanto a la especie exótica K. alvarezii, ésta es muy empleada como ingrediente nutritivo para alimentos y bebidas como el "seamos" de las Antillas Menores (SMITH & RINCONES, 2005). En la India, se analizó esta alga y se dedujo que K. alvarezii es rica en proteína (1,.24% w/w), contiene una alta cantidad de fibra (2,.40% w/w), carbohidratos (2,.4% w/w), y muestra una actividad de vitamina A de 865 mug retinal equivalentes/100 g de muestra. También contiene un alto contenido de ácidos grasos insaturados (4,.50% del total), en los cuales hay un porcentaje relativo de ácido oleico del 11%, ácido cis- heptadecanoico 1,.50%, ácido linoleico ,.3% y 3,.0% de ácidos grasos saturados (principalmente ácido heptadecanoico). También se encontró una buena fuente de minerales (,.16% de calcio, ,.033% de hierro, y ,.016% de zinc), los cuales son esenciales para varias actividades biológicas (FAYAZ et al., 2005).

El propósito de este trabajo es comparar y analizar la bromatología de estas especies de algas, y según los resultados, considerarlas o no, como alternativas para la alimentación humana y animal.

MATERIAL Y MÉTODOS

En la figura 1 se muestran los sitios de colecta del alga parda S. filipendula en la Ensenada de Granate, Parque Natural Nacional Tayrona (Magdalea.), el alga roja G. tenuifrons en el sector de Anas Mai de Riohacha (La Guajira) y K. alvarezii, el alga roja exótica, en Puerto Estrella al noreste deLla Guajira colombiana, la cual estaba siendo cultivada como materia prima para la producción de carragenina, a través del Proyecto IIBAvH / CORPOGUAJIRA / BIOTACOL Ltda. / FAO (RINCONES & GALLO, 2004), durante la prospección de áreas de colecta entre 2006 y 2007.

Figura 1. a) Sector de Anas Mai de Riohacha (La Guajira) donde se colectó a G. tenuifron.; b) Puerto Estrella al noreste de La Guajira colombiana, donde se colectó K. alvarezii. c) Ensenada de Granate (PNN Tayrona, Magdalena), donde se colectó S. filipéndula. (Fuente: Google).


Los análisis se realizaron en los laboratorios de bromatología de la Universidad de Caldas en Manizales (Caldas) entre 2008 y 2009, llevando a cabo los siguientes análisis químicos: humedad (en una estufa de secado a 60 °C a peso constante), cenizas (en una mufla eléctrica a 550 °C), iibra (tratamiento en caliente con HCL y posteriormente con NaOH) y grasa total (extracción por solvente, éter de petróleo), de acuerdo a los métodos establecidos por la Association of Analytical Chemistry (A.O.A.C., 1999).

El contenido de nitrógeno total fue determinado usando el método de Micro-Kjeldahl (A.O.A.C., 1999); para calcular el contenido de proteína se utilizó el factor de conversión de .25. Para el análisis de los minerales las algas fueron sometidas a una digestión ácid;, el Ca, Mg, Na, K, Fe, Mn, Pb y Cu fueron determinados a través de un espectrofotómetro de absorción atómica y el fósforo por el método colorimétrico.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los análisis muestran la riqueza en minerales que tienen las tres algas, en K. alvarezii predomina el contenido de potasio, en cambio en S. filipendula el contenido de calcio y en G. tenuifrons el de hierro (Tabla 1).

La cantidad de proteína bruta en G. tenuifrons es casi siete veces la contenida en K. alvarezii y dos veces la de S. filipendula, siendo para estas dos últimas, un contenido bajo. Los valores estimados de la proteína cruda para S. filipendula se encuentran dentro de los intervalos registrados en la literatura. Las diferencias pueden deberse a las variaciones geográficas y/o estacoónales en las biomasas de algas muestreadas en cada estudio, como sugieren RODRÍGUEZ-MONTESINOS & HERNÁNDEZ-CARMONA (1991).

Tabla 1. Resultados analíticos de la bromatología realizada a las algas marinas del Caribe Colombiano.
Resultados en base seca. Concentraciones expresadas en porcentajes (%).
*Hierro, zinc, manganeso y cobre expresados en ppm.

En los análisis de K. alvarezii comparados con lo registrado por FAYAZ et al. (2005) se encontró que el contenido de proteína y de fibra es cuatro veces menor, el contenido de hierro y calcio es notablemente mayor, y el contenido de zinc no varía. En el caso del hierro, las concentraciones obtenidas en G. tenuifrons y S. filipendula están muy por encima de las cantidades aportadas por otros alimentos energéticos (N.R.C., 1981).

Igualmente, la fibra contenida en S. filipendula es muy elevada, ya que la mayor parte de los polisacáridos estructurales y de reserva, comunes en las algas pardas, como alginatos, furanos y celulosa pueden ser considerados como compuestos fibrosos (JIMÉNEZ-ESCRIG & GOÑI, 1999). Similar consideración puede hacerse sobre la concentración de fibra en G. tenuifrons.

En cuanto a grasa total, fósforo y zinc los contenidos en las tres especies son similares. En cuanto a las proteínas, es evidente la alta concentración de G. tenuifrons, sobre las otras dos especies.

Por último, llama la atención la ausencia de cobre y manganeso en G. tenuifrons y K. alvarezii, mientras que en S. filipendula los valores de manganeso encontrados fueron especialmente altos.

CONCLUSIONES

La cantidad de hierro de K. alvarezii es dos veces mayor que la de S. filipendula, pero otros minerales como calcio, magnesio y fósforo son mucho más altos en la última; por tal motivo, S. filipendula resultaría más beneficiosa para la alimentación que K. alvarezii.

En G. tenuifrons se resalta el alto contenido de fibra y proteína, lo cual muestra su gran potencial como suplemento o como alimento para animales y personas. Los análisis de K. alvarezii difieren mucho a lo registrado por FAYAZ et al. (2005), por lo que se sugiere hacer más muestreos y análisis bromatológicos a esta especie.

Además, una ventaja adicional de incluir algas marinas en la dieta para animales y humana, es el hecho de que los minerales presentes en las mismas son altamente disponibles por encontrarse en forma orgánica, lo que los hace más asimilables, según lo señalan CHAPMAN & CHAPMAN (1980).

A pesar del gran potencial que tienen S. filipendula y K. alvarezii en las costas del Caribe, básicamente se han usado sólo en la industria de alginatos y carrageninas. Una manera de aprovechar las grandes cantidades de esas macroalgas es procesarlas sin lavar, secarlas y triturarlas como forraje para ganado y aves. Este proceso no es costoso y utiliza tecnología ya disponible (MANZANO & ROSALES, 1989).

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