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Revista Real Academia Galega de Ciencias. Vol. XXVII. Págs. 95-106 (2008)
Composición en macronutrientes, aminoácidos
y minerales de algunos invertebrados marinos
no utilizados habitualmente como alimento
C. Taboadaa*, R. Millána, I. Migueza, E. Fernández-Pulpeirob
a
Departamento de Fisiología. Facultad de Farmacia. Universidad de Santiago de
Compostela. 15782 Santiago de Compostela. España.
b
Departamento de Zología y Antropología Física. Facultad de Biología. Universidad de
Santiago de Compostela. 15782 Santiago de Compostela.España
*E-mail: mariacristina.taboada@usc.es
RESUMEN
Se analizó la humedad, proteína, grasa, minerales y contenido en
aminoácidos de los invertebrados marinos Paracentrotus lividus (Lamarck,
1816), Marthasteria glaciales (Linnaeus, 1758), Monodonta lineada (Da
Costa, 1778), Holothuria forskali Delle Chiaje, 1823, Patella vulgata Linneus,
1758, Actinia equina (Linneus, 1758), Anemonia viridis (Forskal, 1775) y
Mytilus galloprovincialis Lamarck, 1718, especies que habitualmente no
se consumen, con el fin de deducir su posible utilidad como alimentos. El
contenido en proteína osciló entre un 9 y un 13,5% y el de grasa entre un
0,22 y un 5,48% de materia seca. En todas las especies los amino ácidos
más abundantes fueron el ácido aspártico, ácido glutámico, glicina, arginina,
treonina y alanina mientras que el contenido en minerales varía ampliamente
entren las distintas especies. Tanto por la composición como por la calidad de
la proteína, las especies objeto de estudio parecen adecuadas para consumo
humano y explotación comercial.
Palabras clave: Amino ácidos, grasa, invertebrados marinos, minerales,
proteína.
Revista Real Academia Galega de Ciencias. Vol. XXVII
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Abstract
The moisture, protein, total lipid, mineral contents and amino acid
compositions of the marine invertebrates Paracentrotus lividus (Lamarck,
1816), Marthasteria glaciales (Linnaeus, 1758), Monodonta lineada (Da
Costa, 1778), Holothuria forskali Delle Chiaje, 1823, Patella vulgata Linneus,
1758, Actinia equina (Linneus, 1758), Anemonia viridis (Forskal, 1775) and
Mytilus galloprovincialis Lamarck, 1718, species not traditionally used as
foodstuffs, were determined in order to deduce their potential usefulness.
Protein content ranged from 9 to 13.5% dry weight and total lipid content
ranged from 0.22 to 5.48% dry weight. Aspartic acid, glutamic acid, glycine,
arginine, threonine and alanine were the predominant amino acids in the
above mentioned species. Mineral content has been shown to vary according
to the species. The composition of the marine invertebrates under study and
the good quality of their proteins make them suitable for consumption and
commercial exploitation.
Key words: Amino acids, marine invertebrates, minerals, lipids, protein.
INTRODUCCIÓN
El creciente número de publicaciones de los últimos años relacionando la
dieta con diversas enfermedades crónicas, despierta gran interés por alimentos
que resultan beneficiosos para la salud y reduzcan la incidencia de enfermedades
(Sloan, 1999; Roche, 2006). En este sentido, los invertebrados marinos son
una buena fuente de proteínas de alta calidad ya que su composición en
aminoácidos está bien equilibrada, son además ricos en minerales y vitaminas
y tienen un contenido en grasa relativamente bajo. Muchos se utilizan como
alimentos o como suplementos y cada vez se reconoce más su papel destacado
en nutrición (Soriguer y col., 1997). Pero precisamente este reconocimiento
de los efectos beneficiosos de los productos marinos en el consumidor, tiene
como consecuencia que los stocks de aquellos que se usan tradicionalmente
como alimentos hayan declinado por sobreexplotación (Venugopal y Shahidi,
1995) y de ahí el interés de encontrar especies nuevas, desconocidas o no
utilizadas que puedan tener valor como alimento, bien sea para su utilización
directa para consumo humano o como surimí, hidrolizados, concentrados de
proteína, etc. (Wijkstrom, 2004; Rossano y col., 2005).
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Los alimentos de origen marino son una buena fuente de ácidos omega-3,
con un destacado potencial en nutrición y beneficiosos para la salud y sus
proteínas poseen una composición en amino ácidos bien equilibrada, por lo
que podrían ser utilizados directamente como fuente de aminoácidos o en
preparaciones como dispersiones o hidrolizados (Shahidi, 2004).
Pero antes de que estas especies que tradicionalmente no se explotan se
utilicen como alimentos o en la industria alimentaria, se necesita información
sobre su composición nutritiva para compararla con la de aquellas habitualmente
utilizadas y poder así deducir su posible utilidad.
Por ello, en este trabajo analizamos el contenido en humedad, grasa y
proteína de los siguientes invertebrados marinos recogidos en las costas
de Galicia: Paracentrotus lividus (erizo), Marthasteria glaciales (estrella
de mar), Monodonta lineata (caramujo), Holothuria forskali (pepino de
mar), Patella vulgata (lapa), Actinia equina (actinia) y Anemonia viridis
(anemona) así como la de Mytilus galloprovincialis (mejillón) con la cual
se compararon. Desde el punto de vista nutricional, no sólo es importante la
cantidad de proteína sino también su calidad, que depende de la composición
en amino ácidos, razón por la cual se determinó este parámetro en las especies
anteriormente mencionadas. Por otra parte, en los organismos vivos, el
daño oxidativo a macromoléculas puede controlarse mediante dos tipos de
sistemas antioxidantes, uno de ellos está representado por enzimas capaces
de eliminar especies reactivas de oxígeno, como la superóxido dismutasa,
peroxidasa y catalasa, dependientes de cobre, selenio, hierro, manganeso y
cinc (Passi y col., 2002), lo que justifica el interés de averiguar también su
contenido en minerales.
2. MATERIAL Y MÉTODOS
2.1. Material utilizado
Todas las especies estudiadas se recogieron en las costas de Galicia y se
trasladaron al laboratorio, lo antes posible, en recipientes refrigerados con
agua de mar. Las determinaciones se realizaron en la vianda de mejillón,
caramujo, pepino de mar, lapa, actinia y anémona y en las gónadas de erizo y
estrella de mar. Todas las determinaciones se realizaron por triplicado.
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2.2. Composición en macronutrientes
La determinación de humedad se realizó por desecación a 105º C hasta
peso constante utilizando un analizador Scaltec SMO 01 (AOAC, 2001).
La cantidad total de proteína se determinó en cada muestra por
conversión del contenido en nitrógeno determinado por el método Kjeldahl
(AOAC, 2001).
Para el cálculo del contenido en grasa se utilizó el procedimiento de
extracción con éter etílico usando el sistema Shoxlet system (AOAC, 2001).
Con Anemonia viridis y Actinia equina, las determinaciones se realizaron
tanto con el material crudo como después de someterlo a fritura en aceite de
oliva para eliminar los polipéptidos tóxicos termolábiles que contienen.
2.4. Análisis de aminoácidos
El contenido en aminoácidos de las proteínas se determinó mediante HPLC.
Para ello se situaron las muestras en recipientes con ClH 6M, se hidrolizaron
a 110º y cada solución se secó en rotavapor. Los residuos disueltos en ClH
20 mM y filtrados se derivatizaron mediante un sistema AccQ Tag (Waters,
Milford, MA). El sistema HPLC consistió en una bomba binaria, un módulo
desgasificador y un detector de fluorescencia, todos ellos Waters, usando una
longitud de onda de excitación y emisión de 250 y 395nm respectivamente.
Los cromatogramas se registraron con un software Breeze. Las soluciones
patrón de aminoácidos se obtuvieron de Waters, excepto para la norleucina,
que se preparó en agua MilliQ a partir de un estándar individual (Sigma
Chemicals Co, USA, Ref. N-8513).
2.5. Contenido en minerales
El contenido en minerales se determinó mediante la técnica de
espectrometría de emisión óptica ICP-OES en un espectrofotómetro Parkin
Elmer 4300DV. Para la preparación de los blancos y de las muestras de las
especies marinas ensayadas, se siguió el método de Förstenr y Wittmann (1983)
modificado. Para ello se situaron las muestras en recipientes con H2O2 al 30%
(Merck Suprapur) y se calentaron progresivamente hasta que se volvieron
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transparentes. Los residuos obtenidos tras la evaporación se disolvieron en
HNO3-HCl (1:3) (Merck Supapur), se digirieron a 110º C y se filtraron.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Estudiamos la composición del músculo de cinco invertebrados marinos
y las gónadas de dos, todos ellos de escaso valor en el mercado, y se
compararon con la del mejillón, molusco que se considera un buen alimento,
con objeto de conocer las posibilidades que presentan estas posibles nuevas
fuentes de alimento.
Tabla 1. Composición en macronutrientes (%) de invertebrados marinos.
Además, el contenido en aminoácidos de todas ellas, se comparó con el
de la caseína puesto que, junto con la albúmina, se considera una proteína
patrón.
3.1. Humedad, proteína y grasa
El contenido en agua, proteína y grasa de las especies estudiadas se
recoge en la Tabla 1. El porcentaje de humedad osciló entre un 78,4 %, en
el caso del caramujo, y el 92,1% para actinia, siendo 85% el valor obtenido
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con el mejillón. En general, la humedad de pescados y mariscos utilizados
para consumo humano se sitúa entre el 60 y el 85% (Sikorski y col., 1990).
El menor contenido en grasa correspondió a la holoturia con sólo un 0,22%
y el valor más elevado se registró en las gónadas de la estrella de mar con un
5,48%, siendo 1,9 el porcentaje de grasa que contiene el mejillón. Como cabía
esperar, las muestras frescas de huevas son las que presentan niveles más
altos de grasa, así como las sometidas a proceso de fritura. Comparando estos
datos con los que se pueden recoger en la bibliografía para invertebrados
marinos, el contenido lipídico de la oreja de mar oscila entre un 0,70%
según datos de González y col. (2001) y un 0,80% en el trabajo publicado
por Dunstan y col. (1996). King y col. (1990) señalan valores de grasa en
marisco de consumo habitual, que se sitúan entre el 0,7% de las vieras y el
3,1% en mejillones, mientras que Gökoolu y Yerlikaya (2003) consideran que
el contenido lipídico del cangrejo de mar es prácticamente irrelevante en su
composición. En un reciente trabajo realizado por Sirot y col. (2008) sobre la
composición lipídica de mariscos y pescados consumidos en Francia, indican
un 0,4% en berberechos, el 1,1% en mejillones, un 0,55% para las ostras y un
1,8% para el caramujo, cifra esta última algo superior a la que obtuvimos en
nuestro estudio. De todos modos, hay que tener presente que el contenido en
agua y humedad depende del tamaño de las especies y de la época entre otros
factores, siendo mayores las variaciones en moluscos que en crustáceos. En
relación con la proteína, se sitúa en un rango que va desde un 9% en el caso de
actinias hasta un 13,5% para lapas, correspondiéndoles valores intermedios
a éstos al resto de las especies. Sikorski y col. (1990), encontraron niveles
proteicos entre el 10 y el 24% en pescados e invertebrados marinos. De todos
modos, si consideramos solamente los datos publicados para invertebrados
que actualmente están en el mercado, como es el caso de la almeja, la ostra o
el berberecho, podemos ver que las especies objeto de este trabajo tienen una
cantidad de proteína similar o incluso superior.
En resumen, en lo que respecta a macronutrientes, podemos afirmar
que la composición encontrada en los invertebrados marinos objeto de este
estudio concuerda con los datos publicados para otras especies habituales
en la dieta humana.
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Tabla 2. Composición en aminoácidos (mg amino acido/g proteína) de los invertebrados
marinos estudiados.
3.2. Composición en aminoácidos
La composición en aminoácido, expresada en mg de amino ácido/g de
proteína, se indica en la Tabla 2. Todas las especies analizadas contienen todos
los amino ácidos esenciales, y el ácido aspártico, glicina, arginina, treonina,
alanina y ácido glutámico fueron los amino ácidos
Tabla 2 (Continuación).
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predominantes en la fracción proteica a pesar de que este último se encontró
en todas las muestras en valores inferiores a los de la caseína. El glutámico
fue también muy abundante en cangrejo de mar, seguido de aspártico,
arginina, lisina y leucina, según los datos publicados por Nack y col. (2004)
así como en muchos cefalópodos (Zlatanos y col. 2006). El ácido glutámico
es también el predominante en holoturias, seguido de glicina y aspártico,
con leucina y lisina presentes en cantidades elevadas (Zhong y col., 2007),
mientras que en ostras los más abundantes son también el ácido glutámico
pero en este caso junto con la taurina (Tapiero y Tew, 1996). Glutámico,
treonina y alanina, junto con otros compuestos, son responsables del olor
y sabor característicos de los productos marinos en general, y además,
la arginina intensifica estas propiedades organolépticas, aminoácido, por
otra parte, muy adecuado para el consumo humano por ser precursor del
óxido nítrico, importante vasodilatador. En caso del glutámico, aunque se
considera un aminoácido no esencial, hay que tener presente que pasa a
ser condicionalmente esencial en casos de traumatismos, cirugías, sepsis,
quimioterapia y radioterapia, situaciones en las que la utilización excede a la
síntesis. Además, la sal sódica del glutámico se añade a diversos alimentos
para mejorar e intensificar el sabor (Tapiero y col., 2002). Según los resultados
obtenidos, las huevas de estrella de mar contienen en general valores más
altos de aminoácidos esenciales que el mejillón, lo que también ocurre con
el caramujo con excepción de fenilalanina, lisina e isoleucina. El contenido
en treonina en caramujos y estrella de mar es incluso superior al de la
Tabla 3. Composición mineral de los invertebrados marinos estudiados. El contenido en
Mn, Fe, Zn, Cu y Se se expresa en μg/g materia seca y el de K y Ca en mg/g materia seca.
caseína, proteína considerada de referencia por la FAO.
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El aminoácido limitante es la metionina excepto en el caso del caramujo,
en el que aunque es baja la cifra para este aminoácido, es la histidina el que
está presente en menor concentración.
3.3. Composición mineral
Los datos correspondientes a macrominerales y elementos traza
analizados se recogen en la Tabla 3, en la que se puede ver que los resultados
varían en función de la especie considerada. Manganeso, hierro, zinc, cobre
y selenio son minerales que están implicados en los mecanismos de actividad
antioxidante en humanos, por lo que su inclusión en la dieta puede ser
beneficioso. Generalmente el marisco es una buena fuente de zinc y ostras,
almejas y mejillones lo son también de hierro (King y col., 1990). Análisis de
camarones realizados por Tsanev y col. (1996), revelaron un alto contenido
en hierro, cobre, manganeso y zinc. También encontramos que el caramujo es
más rico en minerales antioxidantes, salvo en selenio, que el mejillón, siendo
especialmente alta la cantidad de cobre que contienen. Además, caramujo
y lapa son ricos en hierro, mientras que a las huevas de estrella de mar les
corresponden los valores más altos de zinc, elemento de función estructural
e imprescindible para el normal crecimiento y maduración. Por su parte el
selenio es un elemento traza esencial que actúa a través de su presencia en
diversas proteínas biológicamente activas (Young, 1981; Holben y Smith,
1999). Actúa como antioxidante inhibiendo la oxidación de lípidos ya que
entre las selenoproteínas, la glutatión peroxidada, que se encuentra en
células de diferentes tejidos así como en plasma, es la enzima antioxidante
mejor caracterizada (Burk, 1997). La concentración de selenio en alimentos
marinos incrementa en el orden siguiente: moluscos < crustáceos < pescados
(Chien, y col., 2003).
Con respecto al calcio, aunque el marisco es rico en este mineral, la
cifra más alta se encontró en holoturias, 139.5 mg/g frente a 80 mg/g en
mejillón, valores ambos superiores a 30 mg/g citado por Heu y col. (2003) en
camarones.
El potasio es fundamental para el buen funcionamiento del sistema
nervioso y para el ritmo normal del corazón, y su deficiencia generalmente
causa trastornos cognoscitivos, intolerancia a la glucosa y alteraciones en el
ritmo cardíaco. Teniendo en cuenta que los alimentos de origen marino son
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ricos en sodio, su contenido en potasio es importante a la hora de mantener
una ratio sodio/potasio equilibrada.
Ni cobalto ni plomo se encontraron en las partes comestibles de las
especies analizadas.
En conclusión, teniendo en cuenta la composición de los invertebrados
marinos objeto de este trabajo, y la buena calidad de su proteína que se
puede deducir de su contenido en aminoácidos, parecen adecuados para su
explotación comercial y podrían ser útiles para consumo humano. El elevado
contenido en minerales antioxidantes junto con el papel que se le atribuye a
la administración oral de arginina para mejorar la función cardiovascular, los
hace susceptibles de la necesidad de profundizar en el estudio de los efectos
de la ingesta de estas especies, que incluso podrían llegar a considerarse
alimentos funcionales.
Agradecimientos
Este trabajo fue financiado por la Xunta de Galicia. Proyecto número
PGIDT01PX120310PR.
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BIBLIOGRAFIA
AOAC (2001). Official methods of analyses. Association of Official Analytical Chemists.
Washington DC.
BURK, R.F. (1997) Selenium-dependent glutathione peroxidises. In F.P. Guengerich, Comprehensive
toxicology, Biotransformation, vol. 3, 229-242. Oxford: Pergamon.
CHIEN, L.C., YEH, C.Y., HUANG, S.Y., SHIEH, M.J., HAN, B.C. (2003). Pharmacokinetic model of
daily selenium intake from contaminated seafood in Taiwan. Sci. Total Environ., 311: 57-64.
DUNSTAN, G.A., BAILLIE, H.J., BARRET, S.M., VOLKMAN, J.K. (1996). Effect of diet on the lipid
composition of wild and cultured abalone. Aquaculture, 140: 115-127.
FÖRSTNER, U., WITTMANN, G.T.W. (1983). Metal pollution in the aquatic environment. Berlin:
Springer-Verlag.
GONZALEZ, M., CARIDE, B., LAMAS, A., TABOADA, C. (2001). Dietary effects of marine
food intake on intestinal and hepatic enzyme activities in rats. Int. J. Vitamin and Nutrition Res.,
71:128-132.
GÖKOOLU, N., YERLIKAYA, P. (2003). Determination of proximate composition and mineral
contents of blue crab (Callinectes sapidus) and swin crab (Portunus pelagicus) caught off the Gulf of
Antalya. Food Chemistry, 80: 495-498.
HEU, M.S., KIM, J.S., SHAHIDI, F. (2003). Components and nutritional quality of shrimp processing
by-products. Food Chemistry, 82:235-242.
HOLBEN, D.H., SMITH, A.M. (1999). The diverse role of selenium with seleno proteins: A review. J.
Amer. Dietetic Asso., 99: 836-843.
KING, I., CHILDS, M.T., DORSET, C., OSTRANDER, J.G., MONSEN, E.R. (1990). Shellfish:
proximate composition, minerals, fatty acids and sterols. J. Amer. Dietetic Asso., 90: 677-685.
NACZK, M., WILLIAMS, J., BRENNAN, K., LIYANAPATHIRANA, C., SHAHIDI, F. (2004).
Compositional characteristics of green crab (Carcinus maenas). Food Chemistry, 88: 429-434.
PASSI, S., CATAUDELLA, S., DI MARCO, P., DE SIMONA, F., RASTRELLI, L. (2002). Fatty acid
composition and antioxidant levels in muscle tissue of different Mediterranean marine species of fish
and shellfish. J. Agric. Food Chem., 50:7314-7322.
ROCHE, H.M. (2006). Nutrigenomics-new approaches for human nutrition research. J. Sci. Food
Agric., 86: 1156-1163.
ROSSANO, R., CAGGIANO, M.A., MASTRANGELO, L., DI LAURO, R., HÚNGARO, N.,
ETTORRE, M., RICCIO, P. (2005). Proteins, fatty acids and nutritional value in the muscle of the fish
species Mora moro (Risso, 1810). Molecular Nutrition & Food Research, 49: 926-931.
SHAHIDI, F. (2004). Functional seafood products. ACS Symposium Series, 702: 29-49.
SIKORSKI, Z.E., KOLAKOWSKA, A., AND SUN PAN, B. (1990). Nutritional composition of
the main groups of marine foodstuffs organisms. In Z.E. Sikorski, Seafood: Resources, Nutritional
Composition and Preservation, 41-72. Florida: CRC Press, Inc.
SIROT, V., OSEREDCZUK, M., BEMRAR-AOUACHIRIA, N., VOLATIER, J.L., LEBLANC, J. C.
(2008)2008. Lipid and fatty acid composición of fish and seafood consumed in France: CALIPSO
study. J. Food Compo. Analalysis,1: 8-16.
SLOAN, E. (1999). The new market: foods for the not-so-healthy. Food Tech., 53: 54-60.
106
Revista Real Academia Galega de Ciencias. Vol. XXVII
SORIGUER, F., SERNA, S., VALVERDE, E., HERNANDO, J., MARTIN-REYES, A., SORIGUER,
M., PAREJA, A., TINAHONES, F., ESTEVA, I. (1997). Lipid, protein and calorie content of different
Atlantic and Mediterranean fish, shellfish, and molluscs commonly eaten in the south of Spain. Eur. J.
Epidem., 13: 451-463.
TAPIERO, H., TEW, K.D. (1996). Increased glutathione expression in cells induced by Crassostera
gigas extract (JCOE). Biom. Pharmacother., 50: 149-153.
TAPIERO, H., MATHE, G., COUVREUR, P., TEW, K.D. (2002). Glutamine and glutamate. Biom.
Pharmacother., 56: 446-457.
TSANEV, R., RIBAROVA, F., MECHKUEVA, L., RUSEVA, A., BAKARDZHIEVA, M., RIZOV, N.,
SHISHKOV, S. (1996). Black sea shrimps nutritive value determination. Khigiena i Zdraveopazvane,
39: 40-42.
VENUGOPAL, V., SHAHIDI, F. (1995). Value-added products from underutilized fish species. Critic.
Reviews Food Sci. Nutrition, 35: 431-453.
WIJKSTROM, U. (2004). More efficient utilization of fish and fisheries products. En, M. M. Sakaguchi
(ed.), Future demand for, and supply, fish and shellfish as food. 9-23. Oxford: Elsevier.
YOUNG, V.R. (1981). Selenium: a case for its essentiality in man. New England J. Medicine,
304: 1228-1230.
ZHONG, Y., KHAN, M.A., SHAHIDI, F. (2007). Compositional characteristics and antioxidant
properties of fresh and processed sea cucumber (Cucumaria frondosa). J. Agric. Food Chem.,
55: 1188-1192.
ZLATANOS, S., LASKARIDIS, K., FEIST, C., SAGREDOS, A. (2006). Proximate composition, fatty
acid analysis and protein digestibility-corrected amino acid score of three Mediterranean cephalopods.
Mol. Nutri. Food Res. 50: 967-970.