Revista Aqua Nº222

marzo de 2019

Microencapsulación: La tecnología de lo diminuto que potencia la salmonicultura

Enzimas, medicamentos o vitaminas, por citar algunos ejemplos, pueden ser encapsulados para que se liberen de mejor forma en el interior de los peces. Los múltiples beneficios en acuicultura ya han comenzado a evidenciarse.

“La microencapsulación industrial tiene como 40 años. Ya la tenemos inserta en la vida diaria”, dice Gustavo Santos, el gerente de Productos de Buchi Latinoamérica, una de las principales proveedoras mundiales de tecnología para microencapsular. El ejecutivo cuenta que los primeros usos de las tecnologías se dieron en industrias como la de los detergentes, donde se encapsulan proteínas que luego se liberaban para disolver grasas. El caso de la industria de la cosmética también es similar. Mientras las cremas microencapsulan diversos componentes para ayudar a la salud de la piel de los humanos, los shampoo hacen lo propio con agradables aromas se que liberan al entrar en contacto con el agua.

En acuicultura la historia es un poco más reciente. En camarones y tilapias se vienen microencapsulando vacunas o probióticos desde hace unos 20 años, mientras que en salmónidos los beneficios de estas tecnologías solo se comenzaron a tener hace unos diez años, existiendo actualmente cinco vacunas orales.

Pero los avances en salmonicultura no se han quedado allí. Las productoras de alimento para peces también están avanzando en esta línea tecnológica al encapsular insumos funcionales que ayudan al bienestar y nutrición de los peces.

Es que las alternativas que está entregando la microencapsulación, una rama de las nanotecnologías, son variadas y el futuro se advierte muy promisorio, por ello es importante conocer un poco más lo que está detrás de estos desarrollos y sus posibles alcances.

Nanotecnologías

“La nanotecnología se ha convertido en uno de los más importantes y novedosos campos de vanguardia en física, química, ingeniería y biología. Esta disciplina científica se enfoca en la caracterización, fabricación y manipulación de estructuras más pequeñas que 10 nanómetros”, dice Óscar Díaz, el director de proyectos de Leitat Chile, centro de excelencia de origen español y que en nuestro país está colaborando con diferentes compañías e iniciativas relacionadas con la microencapsulación.

Respecto de la última, ella se define como la tecnología de empaquetamiento de materiales sólidos, líquidos o gaseosos y donde las microcápsulas selladas pueden liberar sus contenidos a velocidades controladas bajo condiciones específicas, pudiéndose proteger el producto encapsulado de la luz y oxígeno.

Es importante precisar que la microencapsulación consiste en micropartículas conformadas por una membrana polimérica porosa contenedora de una sustancia activa y dentro de las técnicas utilizadas para este desarrollo se encuentran el secado por aspersión, secado por enfriamiento, secado por congelamiento, coacervación y extrusión.

Precisamente, dentro de sus equipos más comercializados, la compañía Buchi tiene dos productos que permiten encapsular enzimas, antibióticos, probióticos o vitaminas, entre otros. Se trata de Mini y de Nano Spry Dryer, que son secadores por aspersión que pueden, como su nombre lo indica, secar una matriz líquida para generar polvo fino por medio de aspersión. “Durante la formación de este polvo en el secado se puede usar una solución encapsulante. Esto permite generar partículas de tamaño y morfología controlables, (0,2 – 60 µm que pueden o no ser encapsuladas con fines de enmascarar sabores, proteger la matriz o preservarla por más tiempo”, dice Gustavo Santos.

Salud de peces

Como ya se adelantó, uno de los principales usos que se le ha dado a las tecnologías de microencapsulación en acuicultura se relaciona con las vacunas. Y la razón es simple. “La protección que entrega una vacuna inyectable puede llegar hasta las 2.000 UTAs (Unidades térmicas acumuladas). Entonces, y al igual que como sucede en humanos u otras especies, se hace necesario revacunar”, comenta David Farcas, el gerente general de Centrovet, compañía que ofrece al mercado salmonicultor nacional cuatro tipos de vacunas orales que se basan en la microencapsulación y con antígenos contra SRS, ISA, SRS+ISA e IPN.

Según relatan desde la farmacéutica, en la fabricación de estas vacunas se utiliza la tecnología MicroMatrix, bajo licencia de Advance BioNutrition Corp., y consiste en la protección del antígeno a través de un polímero que se adhiere a las paredes del intestino  de los peces para, gracias a la acción de macrófagos, iniciar paulatinamente (low release) la liberación del contenido.

“Hemos demostrado que la inmunización que entrega una vacuna oral, incluida en el alimento para peces, está en los mismos rangos que los de una vacuna inyectable”, comenta Farcas, agregando que este booster está siendo empleado por la industria desde la fase de agua dulce hasta los cinco kilos aproximadamente y en las tres especies.

Se puede destacar que estas vacunas se comercializan en sachets de 300 gramos, volumen suficiente para entregar dosis a unos 5.000 ejemplares durante diez días.

En relación con los desafíos que enfrentó este desarrollo se puede destacar la necesidad de reducir el tamaño de las partículas. La idea es que estas microcápsulas ingresen a los poros de los pellets, que pueden llegar a un promedio de 140 micras. “Nosotros entregamos una vacuna micronizada, es decir, la molemos a baja temperatura hasta que se transforma en un polvo muy fino, que está por debajo de las 60 micras”, expresa el gerente de Centrovet, compañía que ya está analizando la implementación de estas tecnologías con otros productos.

Avances en la nutrición

Desde hace un tiempo que Cargill cuenta con la dieta Synergy, la que se basa en el concepto de la microencapsulación. De hecho, gracias a esta tecnología, el alimento para peces puede incluir “medicamentos, aditivos funcionales y algunos cambios en la formulación”, comenta el científico senior del Cargill Innovation Centre (CIC), José Miguel Troncoso.

Las razones de incluir microcápsulas en las dietas son, principalmente, dos. Por un lado se encuentra la baja solubilidad de algunos antibióticos y antiparasitarios. Por otro, la necesidad de proteger los antígenos (en el caso de las vacunas) de las acciones mecánicas y/o ácidos existentes en las estómagos de los peces. El investigador dice que estas tecnologías se pueden comenzar a utilizar desde las dietas con un calibre 500.

Y si bien los resultados obtenidos a la fecha con estas tecnologías podrían tener efectos muy positivos, como la disminución en el uso de antibióticos por parte de la industria del salmón, todavía persisten desafíos. Algunos de ellos son “reducir el tamaño de las microcápsulas y lograr que el producto se libere completamente en la zona donde se desea”, comenta Troncoso, lo cual involucra costos.

A pesar de lo anterior, y mientras se buscan soluciones más costo-eficientes, el potencial de la tecnología es alto. “Todavía estamos resolviendo algunos temas, pero hacia futuro se podrían encapsular pigmentos o nuevos aditivos funcionales. Las alternativas son variadas y así lo establecen los diversos estudios científicos que hay en la materia”, comenta el científico del CIC.

Mientras tanto, los proveedores de tecnologías, de vacunas y alimentos seguirán avanzando en sus estudios para darle nuevas herramientas a los salmonicultores y así enfrentar de mejor forma desafíos que pueden ser abordados con éxito a través de estas herramientas.