¿Hay más selenio inorgánico en la levadura selenizada de lo que se creía?

Durante muchos años, la eficacia de las fuentes de selenio (Se) orgánico, y de las seleno levaduras (SY) en particular, ha estado vinculada al nivel de selenometionina (SeMet), lo que hace que la evaluación del contenido de Se y su forma sea crucial para garantizar su bioeficacia. Siendo esta composición y la especificación del producto tan críticas, la seleno levadura (SY) tiene un nivel mínimo reglamentario europeo de 97-99% de Se total en forma de Se orgánico, así como un mínimo de 63% de Se total como SeMet. Recientes mejoras analíticas han permitido medir una forma adicional de Se inorgánico, es decir, el Se elemental (Se⁰), antes no caracterizado en los productos. Cuando se aplica a las levaduras selenizadas (SY), diferencia mejor el selenio inorgánico y el orgánico y, por tanto, el Se⁰ debe tenerse en cuenta ahora para obtener una evaluación precisa de la composición variable de las seleno levaduras (SY). También podrían surgir nuevas cuestiones relacionadas con la categorización de estas formas de Se y su importancia nutricional.

El selenio es un mineral esencial para la nutrición animal, sobre todo por su papel clave en los procesos de defensa antioxidante, inmunidad y modulación inflamatoria. Dado que la mayoría de los ingredientes de los alimentos balanceados de todo el mundo son deficientes en Se, la suplementación dietética con Se es una práctica comercial habitual. El Se se incluye en las premezclas para ganado en formas inorgánicas (principalmente selenito de sodio), cuya bioeficacia es muy baja, o en formas orgánicas, como la seleno levadura (SY) inactivada o en formas puras sintetizadas químicamente (SeMet, hidroxiselenometionina: OH-SeMet), que se sabe que tienen una mayor bioeficacia. Es bien sabido que el contenido de SeMet de las seleno levaduras (SY) varía en gran medida de un proveedor a otro, así como de un lote de producción a otro (Fagan et al. 2015).
El proceso de fabricación de la seleno levadura (SY) implica alimentar a una levadura en crecimiento, principalmente Saccharomyces cerevisiae, con Se inorgánico, y permitir que la levadura sintetice algunas cantidades de SeMet y lo incorpore de forma no específica a las proteínas de la levadura en forma de SeMet. Se sabe que la tecnología de producción de la seleno levadura (SY) es bastante compleja, y que la eficiencia de la síntesis de SeMet y su incorporación en la levadura depende de muchos factores (las condiciones de fermentación, la cepa de levadura, el protocolo de adición de Se, el medio base, las fuentes de energía (melaza), el pH, la temperatura, la velocidad de agitación, la aireación, el tamaño del inóculo, el tiempo de incubación y la concentración de Se inorgánico, que es altamente tóxico).  El manejo de todos estos factores es difícil de estandarizar, lo que explica la gran variabilidad en la eficiencia del proceso. Esta variabilidad conduce a grandes oscilaciones en el contenido de SeMet, el principal impulsor de la bioeficacia del Se en los animales de granja (De Marco et al. 2021).
Recientemente se ha investigado la composición de Se de 13 muestras comerciales frescas de selenio levadura (SY) de diferentes lotes (CNCM I-3060, CNCM I-3399, NCYC R397, NCYC R645 y NCYC R646) utilizando nuevos métodos analíticos de última generación. Dichas seleno levaduras (SY) son autorizadas como suplementos para el alimento balanceado con un requisito de especificación del producto de un mínimo del 97% del Se total en forma de Se orgánico, así como un mínimo del 63% del Se total como SeMet, de conformidad con la normativa europea.

La alta variabilidad en la proporción de SeMet en la seleno levadura (SY) se conoce desde hace tiempo. De hecho, varios estudios revisados por colegas, así como opiniones autorizadas, han informado de diferentes rangos de variabilidad (del 50 al 75%; Surai et al. 2018). Esta nueva evaluación realizada con productos comerciales de reciente adquisición confirma que aunque la concentración total de Se de los productos comerciales se ajustaba a las indicaciones de la etiqueta, la mencionada variabilidad de la proporción de SeMet es inherente al proceso productivo (Figura 1). Se ha comprobado que el porcentaje de SeMet varía entre el 19% y el 72%, mientras que los requerimientos europeos para las levaduras selenizadas (SY) exigen un mínimo del 63%. De los 13 productos probados, 8 presentaron menos del 63% del Se total en forma de SeMet y no se ajustaban a las especificaciones del producto, y sólo 5 superaban este nivel mínimo de SeMet. Los diferentes factores mencionados anteriormente explican dicha variabilidad.

El Se es un elemento no esencial para las levaduras, porque, a diferencia de otros organismos superiores, las levaduras no tienen ningún gen que codifique las selenoproteínas, las formas biológicamente funcionales del Se que tienen la especificidad de contener un aminoácido selenocisteína (SeCys). Recientemente se ha descubierto que parte de la SeMet presente en la seleno levadura (SY) también podría estar orientada inespecíficamente hacia la vía de transulfuración, dando lugar así a la incorporación inespecífica de SeCys en las proteínas de la levadura. Sin embargo, este tipo de SeCys, si se alimenta a los animales, no puede almacenarse de la misma manera que el SeMet ni utilizarse directamente durante la síntesis de selenoproteínas, debido al mecanismo obligatorio de síntesis de selenoproteínas in situ. De hecho, se ha demostrado que la SeCys dietética es similar al selenito de sodio, en términos de bioeficacia animal (De Marco et al. 2021). Además, se ha informado de que la proporción de SeCys se sitúa generalmente entre el 10 y el 22% en los productos de seleno levadura (SY), aunque las últimas mediciones realizadas han mostrado la presencia de sólo entre el 1,2 y el 6,6% de SeCys (Figura 1).

Las especificaciones de las seleno levaduras (SY) actualmente en el mercado son de 97-99% de Se orgánico, principalmente SeMet (63%), y las restantes especies de Se orgánico, se clasifican normalmente como cantidades variables de SeCys, selenometabolitos solubles en agua y especies de Se desconocidas. Muchos de estos otros compuestos orgánicos de Se han sido reportados y caracterizados, en diferentes seleno levaduras (SY). En la actualidad se cree que las seleno levaduras (SY) podrían representar más de 100 especies de Se caracterizadas cualitativamente. Sin embargo, a pesar de la disponibilidad de tecnologías analíticas avanzadas, todavía no se ha logrado un equilibrio de masas entre las especies orgánicas de Se identificadas y el supuesto Se orgánico total. Por lo tanto, estas otras especies de Se necesitan más investigaciones de cuantificación y caracterización.

En general, se acepta que los productos de levadura selenizada (SY) sólo contienen concentraciones residuales de Se inorgánico como selenito (Se-IV) o selenato (Se-VI), lo que ha sido confirmado por el presente estudio sobre 13 muestras de seleno levaduras (SY) (Figura 1). Hasta ahora, cuando evaluamos la concentración de Se de las levaduras selenizadas (SY) sólo se habían considerado las proporciones de Se total, SeMet y Se inorgánico (Se-IV y Se-VI). Sin embargo, estas proporciones de Se inorgánico han sido cuestionadas recientemente, como resultado de la disponibilidad de nuevos métodos analíticos avanzados.

En productos a base de levaduras selenizadas (SY), el Se orgánico siempre se ha considerado como la diferencia entre el Se total y el Se inorgánico, mientras que el Se inorgánico, como se ha mencionado anteriormente, se limita al Se-IV y al Se-VI.  Sin embargo, como resultado del avance de los métodos analíticos, recientemente se ha informado de la detección y cuantificación precisa del Se elemental (Se⁰) en la seleno levadura (SY). Este Se⁰ recién identificado representa una forma inorgánica adicional de Se. Vacchina et al. 2021, han desarrollado recientemente un método preciso para cuantificar el Se⁰ en la levadura selenizada (SY). Los autores encontraron que la proporción de Se⁰ presente en 7 seleno levaduras (SY) representaba en promedio el 10-15% del Se total y podía llegar a representar hasta el 40%.  Recientemente se ha medido el Se⁰ en 13 muestras comerciales de levadura selenizada (SY), utilizando el mismo método, y se ha demostrado que la proporción de Se⁰ variaba entre el 3,6% y el 51,8% (Tabla 1). Considerando la suma de las especies de Se inorgánico (Se-IV, Se-VI y Se0), la proporción del Se orgánico en todos los productos estaba muy por debajo de la especificación del 97%, (Figura 2). Si se tiene en cuenta la compleja mezcla de fermentación utilizada en el proceso de producción de la seleno levadura (SY), y el hecho de que el selenito de sodio (la fuente de Se en la producción de levadura selenizada SY)) puede ser reducido a Se⁰ por varios agentes reductores, la precipitación de Se en forma de Se⁰ es una reacción que es muy probable que ocurra. Por lo tanto, la concentración de Se⁰ puede medirse ahora utilizando las nuevas técnicas analíticas avanzadas. Además, se ha demostrado que las fuentes orgánicas puras de Se, incluyendo SeMet, Zn-SeMet y OH-SeMet, no tienen Se⁰ detectable. De hecho, estas formas puras sólo suministran Se en forma de SeMet, lo que constituye un paso importante en la creación de reservas de Se en el organismo, y esto, a su vez, puede ayudar a aliviar el impacto de las condiciones de estrés comercialmente relevantes, mejorar la adaptabilidad de los animales de granja y ayudar a mantener su salud, con lo que contribuye a su productividad y rendimiento reproductivo.

Los recientes avances en las metodologías analíticas han conducido a una determinación cada vez más precisa, fiable y completa de la composición de la levadura selenizada (SY). Estos análisis revelan la presencia de Se⁰ inorgánico, que explica una gran parte de las especies de Se hasta ahora desconocidas. Estos resultados demuestran que los productos de seleno levadura (SY) utilizados en la alimentación animal contienen mucho menos del 97% del Se total como Se orgánico. Por lo tanto, debiera revisarse la proporción de Se inorgánico en los productos de seleno levadura (SY) y, posiblemente, deba realizarse una caracterización completa de las especies de Se orgánico. De acuerdo con estos hallazgos, la caracterización de la levadura selenizada (SY) como una forma orgánica completa de Se puede ahora cuestionarse y, en consecuencia, los usuarios finales y la industria tendrán ahora la oportunidad de hacer una elección más reflexiva a la hora de decidir cuánto invertir en una forma de Se orgánico.

Figura 1: Especiación de Se comparada con el Selenio total (%) de varios productos comerciales de seleno levadura (SY)

La concentración de selenometionina (SeMet), selenocisteína (SeCys), Se elemental (Se⁰), selenito (Se-IV)), selenato (Se-VI)) y otras especies de Se se expresan en % del Se total. El análisis se realizó mediante la técnica HPLC-ICP MS para todas las especies de Se e ICP AES para el Se total. La línea de puntos representa los umbrales de % de SeMet en la seleno levadura (SY), tal como se indica en su especificación de producto.

Tabla 1: Contenido en Se elemental (Se⁰) de varios productos comerciales de seleno levadura (SY)

Figura 2: El contenido de Se orgánico e inorgánico comparado con el Se total (%) de varios productos comerciales frescos de seleno levadura (SY)