Por: Redacción PAM*
La competencia por alimentos es una realidad actual, pero insostenible en la acuicultura, en la cual se destinan recursos para alimentar los organismos de cultivo en lugar de alimentar a los seres humanos. Este estudio analiza esta competencia empleando niveles tróficos naturales y tasas de conversión de proteínas comestibles para humanos específicas de cada especie.
Muy probablemente en el futuro, el papel de la acuicultura, en los sistemas alimentarios circulares, consistirá en una mezcla equilibrada de especies de diferentes niveles tróficos naturales (TL, por sus siglas en inglés) y sistemas acuícolas, en función de los subproductos disponibles. En este paradigma, los animales de granja, incluidas las especies acuícolas, no deberían consumir biomasa comestible humana, sino convertir en biomasa comestible los subproductos de los cultivos, ganadería y pesca, que no son comestibles para los humanos.
Además de estos subproductos, los animales de los sistemas alimentarios circulares también pueden convertir en alimentos los residuos alimentarios de origen vegetal y los recursos de los pastos.
El índice FIFO (fish-in: fish-out ratio) es un indicador de la eficiencia alimentaria de las especies acuícolas, el cual difiere mucho entre especies. A lo largo de los años, el FIFO ha disminuido hasta situarse en torno al 0.3 en la acuicultura mundial, debido a la creciente tendencia a sustituir la harina de pescado por fuentes proteínicas de origen vegetal, como el concentrado de proteína de soya.
Estos ingredientes de sustitución suelen provocar una competencia entre alimentos destinados a humanos y a animales. Los ingredientes de origen vegetal, como la soya, podrían influir de forma indirecta en esta competencia al aumentar el uso de tierra para la producción de alimentos para animales en lugar de alimentos para humanos.
Pescados y mariscos son ricos en macro y micronutrientes, y pueden constituir un valioso complemento de una dieta sana, incluso cuando se consumen en pequeñas cantidades. También son la principal fuente de ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga omega-3, esenciales en la dieta humana. Los peces de piscifactoría convierten el alimento acuícola en alimento para seres humanos de forma relativamente eficiente, y el salmón del Atlántico tiene una eficiencia de conversión del alimento similar a la del pollo.
El estudio pretende comprender la competencia entre alimentos para humanos y animales en la acuicultura, empleando el factor de conversión de proteína comestible humana (HePCR, por sus siglas en inglés) para cuantificar la contribución neta de los peces de piscifactoría al suministro de proteína comestible humana.
El HePCR es igual a la relación entre la proteína humana comestible en el alimento (entrada) y la proteína humana comestible en el producto animal (salida). La investigación se centra en la situación actual y las tendencias de la producción acuícola a partir de los TL y los HePCR calculados de los sistemas de acuicultura intensiva existentes.
Métodos
En primer lugar, se revisaron los datos genéricos sobre producción acuícola (peso húmedo) y los datos económicos (USD) a escala mundial y continental (obtenidos de FishstatJ). Para cuantificar la contribución relativa de cada TL a la producción acuícola mundial actual (en kg de peso húmedo y proteína comestible), agregada por grupos de especies, los investigadores clasificaron los datos de producción de las 50 especies acuícolas más producidas por rango de TL. El TL natural de cada especie (1-5) se basó en la información de FishBase (Figura 1), una fuente de datos apropiada sobre la ecología trófica de los peces de aleta.
El contenido proteínico de cada especie de pescado se obtuvo de la base de datos del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA, por sus siglas en inglés), específicamente en el pescado crudo sin incluir pérdidas por cocción. Se cuantificó la tendencia del TL medio de la producción acuícola mundial y por continentes entre 1980 y 2019, obteniendo valores de producción anual y TL natural de las 25 especies más producidas (peso húmedo) a nivel mundial y se clasificaron por continentes.
Para integrar los resultados del HePCR existentes en la bibliografía sobre acuicultura, se calculó el factor de conversión de proteínas (PCR, por sus siglas en inglés) como indicador de la eficiencia del alimento. Se eligieron cuatro especies de estudio (tres peces de aleta, uno de cada TL natural, y un crustáceo) en función de dos criterios: mayor valor económico y producción en sistemas intensivos.
En consecuencia, se seleccionaron el salmón del Atlántico (TL 4-5), la carpa común (TL 3-4), la tilapia del Nilo (TL 2-3) y el camarón blanco del Pacífico (TL 2-3), para su cultivo intensivo en 2020.
La composición de la dieta se basó en encuestas confidenciales a cinco personas activas en la industria de los alimentos acuícolas, calculándose el contenido de proteína bruta de los ingredientes a partir de la base de datos International Aquaculture Feed Formulation.
La comestibilidad humana de cada ingrediente de la dieta se definió como competitiva o no competitiva con los alimentos según Sandström et al. (2022) y Mottet et al. (2016). Ambos estudios informaron de la misma comestibilidad humana para la mayoría de los ingredientes, excepto harina de soya y harina de pescado. Para captar estas diferencias se analizaron dos escenarios, en los que la harina de soya y la harina de pescado se consideraron: (escenario 1) no competitivas y (escenario 2) competitivas.
Los ingredientes de origen animal incluyen harina de sangre, harina de plumas, harina de pescado, harina de krill, harina de carne y huesos, harina de ave. Entre los ingredientes de origen vegetal se encuentran harina de yuca, salvado de maíz, harina de gluten de maíz, granos de destilería, frijol, proteína de guar, flor de guisante, concentrado de proteína de guisante, salvado de arroz, lecitina de soya, harina de soya, harina de girasol, harina de gluten de trigo, harina de trigo, salvado de trigo y harina de trigo.
La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) recomienda la puntuación de aminoácidos digestibles indispensables (DIAAS, por sus siglas en inglés) como medida de la calidad de las proteínas.
La DIAAS refleja el contenido del primer aminoácido limitante indispensable en un ingrediente de alimentos para humanos/animales en relación con las necesidades humanas del mismo aminoácido. Como perfil de aminoácidos de la proteína de referencia se empleó el patrón de necesidades de aminoácidos de un niño de entre 6 meses y 3 años, de forma similar a los estudios de Laisse et al. (2018) y Ertl et al. (2016), y según las recomendaciones de la FAO.
Las DIAAS de los ingredientes de los alimentos se extrajeron de Ertl et al. (2016) o, si no estaban incluidos por ellos, se estimaron a través de su mismo método. Debido a la falta de datos sobre la digestibilidad intestinal humana de los aminoácidos de los filetes de pescado, las DIAAS de las especies estudiadas se calcularon a partir de las puntuaciones de aminoácidos del USDA, asumiendo una digestibilidad de aminoácidos del 94% para filete/carne.
Resultados
La producción acuícola mundial ha experimentado un aumento del 50% en volumen, con Asia dominando el sector en un 90%, seguida de América (4%), Europa (3%), África (2%) y Oceanía (0.2%). En 2019, la contribución de cada grupo de especies acuícolas a esta producción fue variable, los TL 2-3 aportaron la mayor parte del peso húmedo (59%) y de la proteína comestible (60%), principalmente peces de agua dulce y moluscos (Figura 2).
Las especies acuícolas de TL inferior (TL 1-3) contribuyeron menos a la producción mundial de proteínas que a los volúmenes de peso húmedo de la acuicultura, debido a su alto contenido en agua y su bajo contenido en proteínas; mientras que los peces de TL bajos tienen un menor rendimiento comestible que los de TL más altos.
En los últimos 40 años, el TL natural medio de las especies acuícolas aumentó ligeramente, pero difirió mucho entre regiones, en especial en China y Europa. En Europa aumentó en los últimos 35 años, debido al gran incremento de la producción de peces diádromos, sobre todo de salmón del Atlántico.
Sin embargo, el TL medio de las especies acuícolas en Asia/China se mantuvo relativamente bajo y estable durante los últimos 30 años, debido al mayor crecimiento de la producción de peces de agua dulce, moluscos y plantas acuáticas en comparación con otros grupos de especies.
En el escenario 1, la harina de soya y la de pescado no se consideran competitivas, el salmón del Atlántico presentó el mayor porcentaje de ingredientes competidores de alimentos en la dieta (45%), ya que el concentrado de proteína de soya es la principal fuente de proteínas (Figura 3).
La carpa común, el camarón blanco del Pacífico y la tilapia del Nilo, tuvieron un menor porcentaje de competencia en sus dietas (3%, 12% y 12% respectivamente) con la mayor parte de las proteínas comestibles provenientes de los productos derivados del trigo.
En el escenario 2, las harinas de soya y pescado consideradas en competencia alimentaria, el porcentaje de proteína comestible humana aumentó en todas las dietas, oscilando entre el 49% y el 65%. El salmón del Atlántico y el camarón blanco del Pacífico presentaron los porcentajes más elevados de competencia. Los ingredientes no competitivos presentes en las dietas acuícolas en porcentajes relativamente elevados incluyen subproductos ganaderos, harinas de gluten y salvado de cereales.
Los factores de conversión de las especies estudiadas oscilaron entre 3.4 y 8.7, siendo el salmón del Atlántico el que convertía las proteínas con mayor eficacia. Las diferencias de PCR entre especies se debieron a diferencias en el factor de conversión alimenticia (FCR, por sus siglas en inglés), el rendimiento comestible y el contenido proteico del alimento. El salmón del Atlántico tuvo el FCR más bajo y el mayor rendimiento de filete/carne.
En el escenario 1, el salmón del Atlántico consumió más proteína comestible humana de la que produjo, mientras que otras especies tuvieron valores más bajos debido a la mayor calidad proteínica de los filetes. En el escenario 2, las cuatro especies fueron consumidoras netas de proteínas, con un aumento de HePCR comestible (HePCRe) a 2.0 – 4.6, y de HePCR digerible (HePCRd) a 1.7 – 3.5. El rango de HePCRe/d se solapó, lo que indica cambios menores en la comestibilidad humana de proteínas en las dietas del salmón en comparación con otras especies.
Este estudio sirve como punto de partida para explorar y analizar la competencia entre alimentos destinados a humanos y animales en otras especies, sistemas y lugares.
Discusión y conclusiones
El estudio se centra en el potencial de la acuicultura para producir alimentos evitando la competencia entre alimentos destinados a humanos y cultivos. Se basa en los TL como punto de partida para analizar la competencia alimentaria, ya que la capacidad natural de un organismo para transformar subproductos específicos en alimentos puede determinar su papel en un sistema alimentario circular.
Tanto en Europa como en América, el salmón del Atlántico fue una especie con un TL elevado, cuya producción fue mayor y creció más rápidamente, impulsando el aumento del TL natural medio. En general, la alimentación con ingredientes compuestos ha dado lugar a dietas acuícolas con un TL efectivo inferior al de las dietas naturales (TL natural).
Esta disminución puede parecer positiva, si se parte de la base de que las dietas con TL más bajos suelen generar una menor competencia entre alimentos para humanos y cultivos acuícolas, porque incluyen más ingredientes de origen vegetal y menos harina de pescado.
Sin embargo, cuando la harina de pescado se sustituye por concentrado de proteína de soya, como en el caso del salmón, el impacto positivo sobre la competencia alimentaria no es evidente, ya que el concentrado de proteína de soya es comestible para humanos y tiene una mayor calidad proteica (es decir, una DIAAS más alta) que la harina de pescado. En consecuencia, las especies con un TL naturalmente elevado, como el salmón, siguen recibiendo ingredientes (de origen vegetal) de calidad relativa superior, lo que da lugar a dietas altamente comestibles para el consumo humano.
Al investigar la competencia alimentaria en el presente estudio, la clasificación de la harina de soya y la harina de pescado como ingredientes que compiten o no en los alimentos tuvo gran influencia en la contribución neta al suministro de proteínas de las cuatro especies acuícolas. La harina de soya se considera no comestible, pero su producción es el principal nivel trófico medio de la producción acuícola por continentes.
Esto origina una competencia indirecta entre alimentos para consumo humano y animal, debido a que la tierra empleada para producir harina de soya podría haberse destinado al cultivo de alimentos para consumo humano directo. La harina de pescado no requiere tierra, pero su producción puede provocar sobrepesca y emisiones de gases de efecto invernadero.
Sustituir la harina de soya en las dietas acuícolas reduciría de manera drástica la competencia entre alimentos en la acuicultura. Cuando se consideró que la harina de soya y la harina de pescado competían en la alimentación, la tilapia del Nilo, con un TL bajo, tuvo el HePCR más alto, mientras que el salmón del Atlántico, con un TL alto, tuvo el HePCR más bajo. Esto puede parecer sorprendente, pero puede explicarse por su tasa de crecimiento y eficiencia alimentaria relativamente altas.
Los sistemas de acuicultura intensiva no se ajustan de forma óptima, a la capacidad natural de las especies con un TL bajo, para mejorar los subproductos de menor calidad o la biomasa natural. Para estas especies son más adecuados los sistemas extensivos y la intensificación ecológica, como los estanques nutritivos.
El estudio se centra en la competencia entre alimentos para humanos y para cultivos en la acuicultura, que solo representa el 1.2% del consumo mundial de alimentos, en comparación con el ganado vacuno (73%), el porcino (20%) y el avícola (7%). Sin embargo, representa un porcentaje mayor (3.8%) del consumo mundial de alimentos para consumo humano, probablemente debido a las elevadas necesidades proteínicas de las especies acuícolas alimentadas.
La mejora más significativa para reducir la competencia entre alimentos se encuentra en la ganadería. Las diferencias en metabolismo y hábitat dificultan la comparación entre el índice de conversión de proteínas comestibles para humanos (HePCR) provenientes de la ganadería y la acuicultura.
La comparación más lógica es con especies monogástricas, como las aves de corral y los cerdos. Al comparar sus tasas de HePCR, los pollos de engorde (HePCRe ∼ 5.2) y los cerdos de producción industrial (HePCRe ∼ 4.5) tienen HePCR más altos que las especies acuícolas examinadas.
Los animales pueden desempeñar un papel crucial en los sistemas alimentarios circulares mediante el reciclaje de subproductos. La transición hacia sistemas circulares debería centrarse en minimizar la competencia entre alimentos y dietas. Con el fin de garantizar una contribución neta de la acuicultura a la seguridad alimentaria, es necesario enfocarse en métricas de eficiencia de los alimentos como FCR y HePCR.
Por ejemplo, el salmón del Atlántico consume más proteínas de las que produce (HePCR > 1), lo que indica la importancia del HePCR. En los últimos años, cada vez se usan más subproductos animales y vegetales como alimentos para la acuicultura. Los subproductos de ganado y la harina de pescado (procedente de subproductos de pescado) podrían sustituir el 99% de la harina de pescado entero.
Las nuevas fuentes de proteínas para sustituir la harina de pescado, como insectos, algas y levaduras, no deben incorporarse a los alimentos acuícolas. Una combinación de nuevas fuentes de proteínas y subproductos podría sustituir a los actuales ingredientes que compiten con los alimentos para humanos.
Los gobiernos podrían establecer objetivos de inclusión de subproductos en los alimentos acuícolas a los fabricantes o gravar con impuestos el uso de materias primas de calidad alimentaria, con la finalidad de animar a la industria de balanceados a desarrollar y aplicar innovaciones que incrementen el uso de subproductos. Los sistemas de certificación, como el Aquaculture Stewardship Council, el Best Aquaculture Practices y el SafeFeed/ Safe Food (SF/SF) Certification Program, podrían incluir objetivos para la inclusión de subproductos en los alimentos acuícolas.
El control de la eficacia de estas políticas o sistemas de certificación, pasa por la necesidad de establecer indicadores de competencia alimentaria, como el HePCR.
Una última estrategia para optimizar el papel de la acuicultura en el sistema alimentario es aumentar el rendimiento comestible de las especies capturadas. Si los humanos consumieran no solo filetes, sino también todas las partes comestibles, la HePCRe/d disminuiría un 27% en el caso del salmón del Atlántico, un 37% en el de la carpa común, un 21% en el del camarón blanco del Pacífico y un 35% en el de la tilapia del Nilo.
Consumir una mayor parte del pescado tiene un beneficio medioambiental, ya que permite un mejor uso de todas las materias primas y recursos primarios a lo largo del ciclo de vida del pescado.
Lo más probable es que el papel de la acuicultura en los sistemas alimentarios circulares consista en una mezcla equilibrada de especies de diferentes TL y procedentes de distintos sistemas de acuicultura de los subproductos disponibles. Dado que el TL natural no es el único factor que influye en la competencia entre alimentos para humanos y animales, la investigación futura debería centrarse en incluir más especies (por ejemplo, dietas, FCR) y sistemas (por ejemplo, intensidades).
La acuicultura puede contribuir al sistema alimentario mundial aumentando la disponibilidad de alimentos y reduciendo el impacto ambiental de la producción de alimentos de origen animal, insistiendo en la necesidad de seguir investigando y desarrollando en este ámbito para garantizar la sostenibilidad y perdurabilidad de las prácticas acuícolas.
Esta es una versión resumida desarrollada por el equipo editorial de Panorama Acuícola Magazine del artículo “FEED-FOOD COMPETITION IN GLOBAL AQUACULTURE: CURRENT TRENDS AND PROSPECTS” escrito por: VAN RIEL, A.; NEDERLOF, M.; CHARY, K.; WIEGERTJES, G. y DE BOER, I. – Wageningen University & Research, The Netherlands. La versión original, incluyendo tablas y figuras, fue publicada en JUNIO de 2023 en REVIEWS IN AQUACULTURE. Se puede acceder a la versión completa a través deL DOI: 10.1111/raq.12804.
