En los albores del siglo XIX, Braconnot aisló los carotenoides del pimentón, (Latscha, 1990), mientras que Wackenroder aisló el β-caroteno en 1831 (Isler, 1971). Sin embargo, el conocimiento de su estructura tuvo que esperar al trabajo del premio Nobel Paul Karrer en 1928-1931. El nombre de carotenoides es derivado de la primera fuente conocida de β-caroteno: la zanahoria (daucus carota). El compuesto que se aisló inicialmente fue lo que hoy conocemos como β-caroteno, que cuando se parte, da origen a dos moléculas de vitamina A.
Al β-caroteno se le conoce como el carotenoide madre, ya que a partir de él y mediante oxigenaciones, hidrólisis e hidroxilaciones, se pueden obtener una gran gama de compuestos conocidos genéricamente como carotenoides. Éstos son moléculas orgánicas con unidades isoprenoides que van en pares y que forman una unidad cromófora con capacidad de absorción de luz entre los 400 y 600 nm/amarillo-naranja-rojo. Esta característica los hace únicos, ya que interfieren dando los colores primigenios a un sinfín de aves, peces, frutos, flores y plantas. En este artículo se hace una breve revisión del papel de los carotenoides en la naturaleza, en la nutrición de las aves domésticas, así como del uso y evaluación de las prácticas de pigmentación de yema de huevo y pollo de engorda.
Los carotenoides en la naturaleza
Las aves y los mamíferos son incapaces de sintetizar carotenoides, por lo que tienen que recurrir a fuentes alimenticias. Las aves en libertad obtienen los carotenoides a través del consumo de granos, insectos y moluscos, de tal manera que los carotenoides se absorben y depositan (según el sexo) en distintos órganos. En los machos, los carotenoides se depositan en las plumas para darles el colorido que les permite sobresalir y atraer a las hembras (y a los predadores). Sólo los machos más sanos pueden mostrar esos vivos colores, ya que los carotenoides necesitan ingerirse, absorberse y depositarse. Por ende, se necesita movilidad, integridad intestinal y, además, integridad inmunitaria para no tener que usarlos como antioxidantes o como fuentes de vitamina A (Chew, 2010).
La hembra (en función de la especie), por el contrario, necesita un bajo perfil para no atraer a los predadores. De este modo, deposita todos los carotenoides en la grasa y sobre todo en los ovarios, donde se convierten en una fuente de antioxidantes para que el futuro embrión pueda sortear el estrés oxidativo de la transformación de óvulo germinado a polluelo (Blount, at al. 2000).
En una revisión hecha por Goodwin (1984) acerca de la relativa abundancia de carotenoides en diversas especies de aves, se encontró que entre las 56 aves revisadas, la luteína fue el carotenoide más depositado, seguido de la cantaxantina y astaxantina, mientras que zeaxantina se encontró en solo 5 por ciento de las especies estudiadas. Las aves del genero Gallus no pueden convertir el β-caroteno en cantaxantina, mientras que los mamíferos poseen poca capacidad de transformación metabólica de carotenoides, limitándose en la mayoría de los casos a su transformación en vitamina A.
Uso de carotenoides en la avicultura
El uso de carotenoids para modificar parámetros en aves se inicia con una especie no doméstica. A mediados del siglo XX, los flamencos eran aves que se reproducían con poca efectividad en cautiverio y que además no conservaban el color rosa característico de sus congéneres salvajes. Los biólogos del Zoológico de Basilea no habían podido descifrar el enigma e iniciaron un trabajo conjunto con los científicos de Hoffmann-La Roche con el fin de descifrarlo. Se descubrió que la dieta de los animales en cautiverio carecía de los carotenoides necesarios para la reproducción, por lo que se dieron a la tarea de suplementar cantaxantina a los ejemplares. Gracias a ello, se convirtieron en la primera estación de flamencos en el mundo que logró multiplicarse en cautiverio y conservar el colorido que caracteriza a sus congéneres salvajes. (Thommen y Wackernagel, 1963).
En el otro lado del Atlántico, la incipiente avicultura mexicana se enfrentaba a un problema de rechazo del público consumidor. Al inicio de la industrialización de la avicultura, el cambio de maíz amarillo a sorgo provocaba que los huevos y pollos perdieran la pigmentación que los caracterizaba y que el público consumidor rechazara a los nuevos pollos de granja y a las yemas de huevo de inferior tonalidad. Un grupo de científicos mexicanos encabezados por el Dr. Sergio Brambila del Instituto Nacional de Investigaciones Pecuarias (INIP, hoy INIFAP) se dio a la tarea de resolver el problema. El uso de alfalfa era una posibilidad, pero resultaba cara y poco práctica.
La solución que encontró el Dr. Brambila y la Química Carmen Mendoza fue la de utilizar harina de flor de cempasúchil o marigold (fuente rica en luteína/zeaxantina), que ellos mismos prepararon, como una alternativa barata y disponible para pigmentar pollo y yema de huevo (Brambila et al., 1963; Cuca, et al., 1963). Este proceso, y la posterior esterificación y aplicación líquida en los laboratorios de Bioquimex, iniciaron la multimillonaria industria de los tagetes; hoy en día la principal fuente de luteína para la alimentación animal y humana.
Funciones metabólicas
Los carotenoides cumplen con diversos papeles metabólicos, entre los que destacan: comunicadores visuales a través de mimetismo y coloración, precursores de vitamina A, inmunomoduladores y antioxidantes. Por esto se les ha comprobado funciones de resistencia al envejecimiento y control de artritis reumatoide, (Chew, 2010).
Además, la luteína y la zeaxantina funcionan como filtros de luz azul y antioxidantes en la retina de los primates, en donde forman el pigmento macular (Kijlstra, 2012).
La estructura de los carotenoides determina en buena medida cuál es su función en determinados organismos. Se dice que los carotenoides que contienen nueve o más dobles enlaces conjugados, poseen características superiores de antioxidación. Esta función ha cobrado cada vez mayor importancia, ya que se ha demostrado que los huevos que contienen cantaxantina poseen una capacidad antioxidante superior a la de los controles (Zhang, 2011). Además, los pollitos provenientes de gallinas alimentadas con cantaxantina poseen macrófagos con una capacidad bactericida superior. (Johnson, 2011).
Pigmentación de la yema de huevo
Las preferencias por determinado color de yema son altamente variables, en función de la cultura y del país. Algunos estudios de mercado en la última década marcan que en diversas culturas, existe una preferencia por yemas de color naranja obscuro como un reflejo de la calidad interna del producto. En los estudios mencionados, se prefieren yemas con tonalidades anaranjado oscuro (DSMYCF > 13) hasta en un 60 por ciento de los casos en distintos países de Europa, América y Asia. El consumidor relaciona el color intenso de la yema, con un huevo fresco y rico en nutrientes. Lo cierto es que un huevo pigmentado, siempre provendrá de una gallina sana (Fernández, 2010), ya que la malabsorción intestinal conduce a una pérdida de pigmentación (Tyczowski, et al. 1991) en gallinas y pollos de engorda.
Otro factor importante en algunos mercados es el uso de carotenoides para diferenciar a los huevos de determinadas marcas o características nutricionales. En un estudio reciente en Pekín, se descubrió que por cada unidad de aumento en el DSMYCF, el precio subía 0.18 RMB (aprox. 0.02 €) por huevo. En otros países y mercados, también es frecuente aumentar la pigmentación para productos enriquecidos con omega-3 o sin antibióticos. En la India, el color de la yema se indica en el paquete exterior del huevo de marca.
La gallina logra depositar carotenoides en el huevo con suma eficiencia; llega a tasas de deposición del 40 por ciento. Debido a esto, las dietas para gallina de postura generalmente contienen menos carotenoides que las de pollo de engorda. Este factor ha permitido el desarrollo de huevos enriquecidos con luteína y zeaxantina (Leeson y Caston, 2004).
Los carotenoides más frecuentemente usados para pigmentación de huevo son la cantaxantina y los extractos de pimentón para la base roja, mientras que para la base amarilla se usan apoéster y luteína/zeaxantina (tagetes) (cuadro 1). El maíz y coproductos (gluten, DDGS) se reconocen como una buena fuente de carotenoides (especialmente de luteína/zeaxantina).
Las recomendaciones están claramente establecidas y guían un proceso que se puede llevar sin mayores contratiempos, siempre y cuando:
- Se conozca el contenido exacto de carotenoides en las diversas fuentes.
- Se determine y se ajuste la formulación para considerar pérdidas en el proceso. El valor que importa es el que el ave tiene en el comedero.
- Se mantenga un proceso óptimo de mezclado. De preferencia incorporar los pigmentos en la premezcla.
- Mantener a los animales libres de problemas sanitarios.
Las deficiencias en cualquiera de estas recomendaciones, conducen a huevos de tonalidades variables que no se pagan bien en el mercado o que no contribuyen a la reputación de una marca. La fuente de carotenoides debe ser estable, consistente y biodisponible.
Pigmentación de pollos
En mercados muy específicos, el color de pollo es muy importante y se considera un símbolo de calidad, frescura y valor nutritivo. En mercados como México, España, Francia, Italia y China se venden pollos con piel con coloraciones variadas de amarillo a naranja–dorado. En el pollo de engorda, los carotenoides se depositan principalmente en tarsos, piel y grasa subcutánea y, por supuesto, son de trascendental importancia las condiciones de matanza y desplume. Los carotenoides usados para pigmentación de piel son la cantaxantina para la base roja, y el apoéster y la luteína/zeaxantina para la base amarilla (cuadro 1). Las recomendaciones de pigmentación son muy variadas y dependen de la región y los requerimientos de mercado. Sin embargo, el común denominador en la demanda del consumidor es la homogeneidad de color.
En Europa (Hamelin y Hernández, 2010) se usa un sistema basado en un abanico que sirve como estándar para fijar metas y evaluarlas, como también en un programa de formulación que considera las fuentes de carotenoides disponibles para alcanzar diversas metas de pigmentación. El programa se adapta perfectamente a las condiciones europeas y asiáticas de pigmentación media y se ha venido utilizado desde hace varios años.
Para poder pigmentar pollos con éxito, se deben seguir todas las precauciones mencionadas para los huevos, además de las siguientes, que son específicas para pollos:
- La temperatura de escaldado debe mantenerse por debajo (pero cerca) de los 54C.
- Los carotenoides pigmentantes deben estar presentes en el alimento por lo menos tres semanas antes del sacrificio.
- En el verano se debe cuidar el consumo y hacer los ajustes de formulación para que no se vea afectada la pigmentación. En algunas condiciones se pueden usar carotenoides en el agua de beber para reforzarla.
Evaluación de la pigmentación
Este siempre es un problema delicado, ya que al medir el color, se está valorando algo subjetivo que depende de la luz reflejada, el color de los alrededores, la luz presente y el ojo del observador. Sin embargo, a lo largo del siglo pasado y de este, se han y seguirán afinando los procedimientos. A continuación se analizan cuatro métodos:
- Abanico colorimétrico de DSM para yemas de huevo. Inició su uso en 1957 (Steinegger et al., 1957) y desde entonces evolucionó para convertirse en el estándar de referencia para determinar el objetivo de pigmentación del huevo. Se basó en la curva cromatográfica de la Comisión Internacional de la Iluminación (CIE) de 1931, con un ajuste en 1971. Es fácil de usar, efectivo y económico; además de que provee un idioma universal para hablar de color, aunque puede presentar variaciones entre observadores. En varios mercados, este instrumento se usa también para medir la pigmentación del tarso.
- Colorímetro (Minolta) para yemas de huevo y pollos de engorda, que se basa en la expresión de los grados de colores en una esfera que va del blanco al negro en los polos y gira entre verde, amarillo, azul y rojo en el ecuador (usando la tierra como símil). Es una medición sumamente objetiva que permite hacer una evaluación instantánea y computarizada del color exacto de la superficie en estudio. Su principal desventaja es que el color requerido en huevos y pollos está entre amarillo y rojo y, por lo tanto, requiere tres medidas (amarillo, rojo y el tono) para poder identificar el color deseado, amén de la dificultad de medirlo en tres dimensiones. En mercados con pollos de pigmentación alta, se puede utilizar el amarillo como medida única, esperando tener un 42 como mínimo. A partir de este número, el ojo humano no es capaz de distinguir la diferencias en tonalidad y los pollos aparecen como homogéneos (Fernández, 2010).
- HPLC. Una forma indirecta de medir el color es a través de la medición de carotenoides en la yema, plasma y piel de pollo por medio del HPLC. Este método, por supuesto, es sumamente exacto cuando se trata de la parte linear de la curva de saturación. Sin embargo, a concentraciones altas, el color tiende a nivelarse y se pierde la linealidad. Es sumamente útil en el caso de huevos industriales con altas concentraciones de carotenoides (Sirri, 2007). El costo de operación es de alrededor de US$100/kg.
- icheck (BioAnalyt). Este aparato permite evaluar rápidamente en condiciones de campo la cantidad de carotenoides totales en la yema de huevo y en el plasma, expresándolos como equivalentes de β-caroteno (Schweigert, et al. 2010). Tiene una correlación cercana a 1 con las mediciones hechas con HPLC. El costo de procesamiento es relativamente económico (alrededor de los US$8 por muestra) y es portátil. No existe diferencia entre los distintos carotenoides.
Conclusión
Para un buen programa de pigmentación, se debe siempre considerar la especie objetivo, el color deseado, la fuente de carotenoides a utilizar y sobre todo se debe siempre mantener a las aves en excelentes condiciones de salud.
La bibliografía se puede solicitar a la redacción de Industria Avícola.
