Los carotenoides son moléculas orgánicas que se encuentran de forma natural en frutas, verduras y ciertos microorganismos.
Son colorantes liposolubles con propiedades antioxidantes y algunos son parcialmente convertidos en vitamina A por los animales, por lo que se consideran como provitamina A.
Hoy en día, identificamos más de 600 carotenoides que clasificamos en dos grupos:
- Xantofilas (moléculas que contienen oxígeno)
- Carotenos (que contienen solo carbono e hidrógeno)
Las xantofilas también se llaman oxocarotenoides porque son productos de oxidación de los carotenos. Químicamente, todos los carotenoides tienen la estructura de una cadena de polieno que a veces está terminada por anillos (Figura 1).
Absorben longitudes de onda específicas de luz, lo que da lugar a diferentes colores dependiendo de su estructura.
Estos colores se muestran completamente cuando los carotenoides se disuelven en lípidos, por ejemplo, en la yema de huevo o en la grasa de la piel del pollo.
Las propiedades antioxidantes de los carotenoides y su capacidad para neutralizar los radicales libres que causan daño celular, están siendo utilizadas por las compañías para la producción de suplementos.
Los carotenoides ayudan a combatir eficazmente la degeneración oxidativa de las células, que a menudo se transfiere al ADN celular, dañándolo. (FEFANA 2014).
¿Pero en qué se diferencian los carotenoides naturales de los sintéticos?
De los carotenoides presentes en las plantas, solo las flores de caléndula y los pimientos rojos se utilizan industrialmente para la extracción y aplicación en alimentos.
- Las flores de caléndula son una fuente natural de luteína (proporciona un color amarillo pálido) y zeaxantina (proporciona un color amarillo).
- Los pimientos rojos son una fuente de capsantina (que proporciona un color rojo).
Sin embargo, estos carotenoides no son tan efectivos para la coloración como la cantaxantina y el éster etílico del ácido β-apo-8’-carotenoico (Apo-éster).
Por ejemplo, se necesita hasta tres veces más del ingrediente activo de las flores de caléndula para lograr el mismo efecto de coloración en la yema de huevo que el Apo-éster.
- Esto se debe a la menor biodisponibilidad o absorción de luteína, zeaxantina y capsantina en el tracto gastrointestinal.
También vale la pena mencionar que la luteína, zeaxantina y capsantina no tienen actividad de provitamina A (llamados “carotenoides no provitamina A”), mientras que la cantaxantina astaxantina y Apo-éster pueden convertirse en vitamina A en la mucosa intestinal de algunas especies de animales. (Hencken H et al. Poultry Science 1992)
- La Tabla 1 muestra una selección de carotenoides y sus fuentes en la naturaleza.
Desde el punto de vista del impacto medioambiental, por ejemplo, el Freiburg Eco-Institute (Alemania) ha compartido que en un estudio comparativo la astaxantina producida sintéticamente tiene un menor impacto ambiental que la astaxantina natural (DI C.-O. Gensch, Öko-Institut e. V., Freiburg, 2004).
- No hay una elección “buena” o “mala” al comparar lo natural con lo sintético.
Las estructuras moleculares de la canthaxantina y ácido β-apo-8’-carotenoico sintéticos y naturales, respectivamente, son idénticas.
Hay una excepción: el β-caroteno sintético, que está compuesto principalmente por el isómero todo-trans (que proporciona la función de provitamina A).
- En contraste, el β-caroteno natural es una mezcla de isómeros cis y trans (dependiendo de la fuente, la exposición a la luz y las condiciones de almacenamiento).
Con quince bandas de colores graduados desde amarillo claro hasta naranja oscuro, ha sido la herramienta estándar en la industria avícola durante años para definir los colores de las yemas de huevo en condiciones de campo.
- Lo que lo hace esencial para determinar la dosis adecuada de pigmentos.
Cada color mostrado en el abanico está definido con precisión por tres factores:
- Tonalidad (desde amarillo hasta rojo)
- Saturación (proporción de colores espectrales en una mezcla de luz cromática y blanca)
- Brillo (intensidad de la reflexión de la luz).
Según la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), la cantaxantina está aprobada y es segura para su uso en aves como aditivo alimentario en EU hasta 8 mg/ kg en ponedoras y 25 mg/kg de alimento en pollos de engorde (EFSA 2014).
- Del mismo modo el Apo-éster es un aditivo aprobado en EU para aves de engorde hasta 15 mg/kg y en ponedoras hasta 5 mg/kg alimento (EFSA 2019).
Con el abanico Ovo-Color de BASF (Tabla 2), se puede determinar el color de una yema de huevo de un vistazo.
Para obtener los mejores resultados, se siguen algunas reglas simples:
- Durante una serie de pruebas, la misma persona debe evaluar todas las yemas.
- Coloca la yema y el abanico sobre un fondo blanco, negro o gris (es decir, neutro).
- Evita la luz artificial intensa, ya que puede causar reflejos. En su lugar, utiliza luz natural difusa.
- Evalúa el color inmediatamente después de romper el huevo.
- Observa la banda de color y la yema desde arriba.
La cantidad total de pigmentos, tanto de fuentes vegetales como sintéticas, en el alimento determina el color de las yemas de huevo.
Por ello, es útil conocer la cantidad de pigmentos en el alimento para pollos antes de determinar exactamente cuánto Lucantin® se necesitará para lograr el color deseado. La cantaxantina, se puede reemplazar fácilmente por la citranaxantina.
Existen múltiples factores que afectan a la pigmentación y cabe destacar que:
- Altos niveles de ácido linoleico en la alimentación mejoran la pigmentación. Los ácidos grasos altamente insaturados no tienen efecto en el color del huevo mientras que las grasas saturadas tienden a aumentar la pigmentación.
- Altas dosis de vitamina E aumentan la absorción de carotenoides y actúan como antioxidantes biológicos in vivo. Antioxidantes añadidos a la alimentación protegen la grasa de la alimentación y las xantófilas.
- Altos niveles de proteína en la alimentación reducen el color del huevo, mientras que niveles bajos lo aumentan. Los niveles de lisina no afectan el color, pero niveles bajos de metionina pueden reducir el valor de la tabla de color en hasta medio número.
- El exceso de calcio en la dieta afecta negativamente la coloración de la yema del huevo.
- La contaminación leve de aflatoxina inicialmente causa un aumento en el color debido a una menor producción de huevos. Sin embargo, las micotoxinas en la alimentación reducen los niveles de carotenoides en el suero y su deposición en los huevos.
- Las dietas basadas en cebada resultan en un color de huevo aproximadamente medio número de la tabla más bajo que las dietas basadas en trigo, sin cambiar el contenido de carotenoides. Agregar enzimas hidrolizadoras de polisacáridos no almidonados (por ejemplo, Natugrain® TS) a las dietas basadas en cebada puede revertir este efecto.
- Debido a la competencia de absorción, niveles de vitamina A por encima de 15,000 UI/kg afectan negativamente la pigmentación de la yema del huevo.
- La coloración depende de la cantidad de carotenoides absorbidos en el torrente sanguíneo. Por lo tanto, cualquier factor que influya en la ingestión de alimento, como altos niveles de energía en la alimentación o altas temperaturas ambientales, reducirá la pigmentación de los huevos.
- Trastornos metabólicos que inhiben la secreción de ácidos biliares reducen la absorción de carotenoides solubles en grasa. Una de las principales causas son las micotoxinas en la alimentación que reducen o impiden la producción de bilis.
- Enfermedades que dañan la mucosa del tracto digestivo reducen la absorción, como la enfermedad de Newcastle, Salmonelosis, Coccidiosis o existencia de endoparásitos. Por lo tanto, los consumidores podrían tener razón al considerar un color oscuro como indicativo de un huevo “saludable”.
- Las gallinas más viejas absorben los nutrientes con menos eficiencia y ponen huevos ligeramente más claros que las gallinas más jóvenes. Las gallinas con una alta producción en relación con su ingestión de alimento pondrán huevos con yemas de color más claro.
- Las condiciones de almacenamiento de alimento calurosas y/o húmedas dañan las moléculas de carotenoides y, por lo tanto, su capacidad para colorear los huevos.
La estabilidad de los pigmentos comerciales en el premix es un factor fundamental para asegurar que se obtienen los resultados objetivos de pigmentación.
En estudios de estrés a 40°C y 70% r.h., el Lucantin® Yellow 10% NXT y el Lucantin® Red 10% NXT tienen al menos un 60% de retención en premezclas, mostrando una estabilidad superior que productos comerciales de referencia (Figura 2).
La eficacia es otro parámetro clave para asegurar una pigmentación óptima.
En estudios recientes el Lucantin® Yellow 10% NXT mostró excelente biodisponibilidad relativa comparado con productos comerciales de referencia (Tabla 3).
Y por último, las propiedades de manejo del producto en fábrica deben ser óptimas.
Por ello, BASF ha optimizado el proceso de microencapsulación de los beadlets, generando partículas esféricas regulares que contribuyen a una fluidez y estabilidad superior debido a una menor área superficial (Figura 3).
BASF ofrece un amplio portafolio de carotenoides principalmente usados en piensos de avicultura y acuacultura (Figura 4).
En conclusión, la selección de los carotenos comerciales y su inclusión dependiendo de la dieta es clave a la hora de obtener unos resultados óptimos en términos de pigmentación.
- Además, el uso de carotenos presenta beneficios adicionales por sus propiedades antioxidantes y en algunos casos son convertidos parcialmente en vitamina A por los animales.
BASF tiene un compromiso continuo por establecer nuevas colaboraciones con centros académicos y empresas innovadoras en esta área.
Para más información contactar al Dr. Alvaro Gordillo en nutricion.animal@basf.com
