Miguel Ángel Pardo¹, Ane del Rio¹, Elisa Jimenez¹, Ana Cristina Sánchez Díaz²; Ana Marta Muñoz Colmenero³ y Carmen González Sotelo^2
1AZTI, lnvestigación Alimentaria, Basque Research and Technology Alliance (BRTA). Parque Tecnológico de Bizkaia, Astondo Bidea, Edificio 609, 48760 Derio – Bizkaia
²Grupo de Bioquímica de Alimentos, Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC), Vigo
³Dpto. Genética, Fisiología y Microbiología, Universidad Complutense de Madrid (UCM), Madrid

El proyecto SEAFOOD-ID, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (PID2020-18012RB-C22), coordinado por el Instituto de Investigaciones Marinas (IIM) del CSIC y AZTI, y con la colaboración del Consello Regulador Mexillón de Galicia y del departamento de Genética de la Universidad Complutense de Madrid, finaliza a comienzos de 2025. Por este motivo, es el momento de compartir los principales resultados que se han obtenido durante los últimos cuatro años.

El principal objetivo del proyecto ha sido desarrollar nuevas estrategias analíticas para identificar el método de producción y el origen geográfico de tres productos del mar y así hacer frente al etiquetado erróneo: los mejillones, el rodaballo y el pulpo.

Los mejillones son moluscos bivalvos que tienen una elevada importancia comercial y ecológica. La producción acuícola mundial de mejillones ha aumentado en las últimas décadas, situando la producción de 2019 en 2,07 millones de toneladas, con un valor aproximado de 4.576 millones de dólares americanos. España es, dentro de la UE, el mayor productor de mejillón, con 236.899,60 t en 2020. La especie cultivada en España es Mytilus galloprovincialis, localizándose la mayor parte de la producción nacional de mejillón en Galicia, con una larga tradición de cultivo de batea en sus rías. El mejillón gallego cuenta con el reconocimiento de Denominación de Origen Protegida (DOP), sello europeo de calidad vinculada al origen que reconoce que las cualidades del producto se deben a los factores ambientales y humanos vinculados al lugar geográfico, y que el producto se cultiva, produce, transforma y prepara en esta zona geográfica concreta. Es por ello que la identificación del origen es de gran interés.

El rodaballo (Scophthalmus maximus) es otro producto acuícola muy importante para los mercados de la UE. El total de rodaballo capturado en España en 2018 fue de 7.450 t y la acuicultura domina el mercado, siendo la contribución de la pesquería salvaje significativamente menor. España no solo es el mayor productor de rodaballo, sino también uno de los mayores mercados. Por lo tanto, el mercado se abastece casi en su totalidad de producto de piscifactoría, que es significativamente más económico que el rodaballo salvaje, por lo que es necesario desarrollar metodologías que permitan identificar el método de producción.

El pulpo común (Octopus vulgaris) es un tipo de cefalópodo que se encuentra en todo el mundo en aguas tropicales y semitropicales. En 2019, se observó que el consumo de pulpo en los hogares españoles iba aumentando de forma constante, pero las existencias de esta valiosa y apreciada especie disminuían paralelamente. Mientras tanto, las importaciones de pulpo aumentaron considerablemente en España entre 2012 y 2018 (71 % en volumen), siendo Mauritania y Marruecos los principales exportadores a España. En este caso, la correcta identificación de la procedencia es necesaria, no solo desde el punto de vista normativo, sino también desde el punto de vista del consumidor, ya que el pulpo local de origen gallego suele ser más apreciado.

Las herramientas de análisis de ADN para el control de la trazabilidad y el etiquetado se han revelado como una herramienta de autentificación muy útil para identificar especies, ingredientes, alérgenos, etc. La identificación de las especies puede lograrse amplificando fragmentos genéticos de ADN, denominados marcadores moleculares, mediante PCR (Polymerase Chain Reaction) y su posterior análisis. Sin embargo, estas técnicas no son adecuadas para la identificación del origen geográfico o el método de producción de los alimentos marinos. De hecho, más allá del sistema de código de barras de ADN (DNA Barcoding), las técnicas de secuenciación masiva o secuenciación de nueva generación (NGS; Next Generation Sequencing) han sido las escogidas en este proyecto SEAFOOD-ID para poder afrontar estos desafíos en los tres productos del mar seleccionados.

La identificación geográfica del origen puede afrontarse mediante el descubrimiento de marcadores moleculares del tipo SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) que permitan describir la diversidad genética y la estructura de las poblaciones de interés como el pulpo. Las técnicas NGS también pueden usarse para perfilar las comunidades microbianas asociadas a distintos tejidos u órganos de las especies marinas para resolver la procedencia de los mejillones y rodaballos. De hecho, la microbiota presente en algún tejido también puede ser utilizada para distinguir el método de producción del rodaballo (salvaje vs cultivado), ya que el medio ambiente donde viven los peces, así como su dieta, afecta directamente a la composición de su microbiota.

PRINCIPALES RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PROYECTO

Se analizó la microbiota presente en las glándulas digestivas de 160 mejillones recolectados estacionalmente en 2019 en cinco granjas diferentes de mejillones ubicadas en tres regiones de España (Galicia, País Vasco y Cataluña). Esta se caracterizó mediante secuenciación masiva del marcador ARNr 16S. Los resultados mostraron que la composición de la comunidad bacteriana fue significativamente diferente entre los lugares de cosecha y las estaciones, con el efecto provocado por el origen que excedió la variabilidad estacional (1).

Se analizaron un total de 164 muestras de pulpo procedentes de ocho localidades diferentes: en Francia (Concarneau), en España (Gipuzkoa, Galicia y Málaga), en Portugal (Setúbal y Algarve), en Marruecos y en Mauritania. Empleando la técnica RAD-seq (Restriction- site Associated DNA sequencing), se identificaron miles de marcadores genéticos que permitieron trazar un mapa detallado de la estructura genética del pulpo. Los resultados revelaron una clara diferenciación entre las poblaciones del Atlántico norte (Concarneau, Gipuzkoa, Galicia, Setúbal y Algarve) y sur (Marruecos y Mauritania), confirmando así la diferenciación genética entre el pulpo gallego y el procedente de Marruecos y Mauritania. Además, se logró asignar correctamente al 83 % de los individuos a una de esas dos poblaciones utilizando un panel reducido de seis marcadores.

Inicialmente se muestrearon 40 rodaballos, 20 de acuicultura y 20 salvajes, 5 por cada estación del año. De cada uno de ellos se extrajo el ADN de la microbiota asociada a tres partes del cuerpo: branquias, intestino y mucus de la piel. Todas ellas se sometieron a un análisis de metabarcoding de la región V4 del gen 16 S (2). Los resultados de los análisis de Beta diversidad mostraron diferencias significativas entre ambos métodos de producción en los tres tipos de tejidos siendo más evidente en las muestras de branquias. Los análisis permitieron identificar varios taxones con potencial biomarcador del método de producción. Así pues, el género Photobacterium destacó en las muestras de mucus y branquias de rodaballo salvaje mientras que en los ejemplares de acuicultura los taxones predominantes fueron Shewanella y Rubritalea en las muestras de mucus y branquia, respectivamente. En las muestras de intestino, tanto para ejemplares salvajes como de acuicultura, únicamente dos cepas del género Mycoplasma (M1 y M2 respectivamente) mostraron potencial biomarcador. Finalmente se aplicó un análisis de predicción del método de producción a 20 nuevas muestras empleando una herramienta de aprendizaje automático (Machine Learning). Los porcentajes de asignación correcta obtenidos fueron del 93.3 % cuando se empleó el modelo de estimación generado por las muestras de intestino y del 88.9 % y 87.5 % para los modelos de branquia y mucus, respectivamente.

En definitiva, podemos concluir que las técnicas de secuenciación masiva son tremendamente útiles para la identificación del método de producción y origen geográfico y podrían tener un gran potencial como herramientas en la trazabilidad de los productos del mar y la seguridad alimentaria.

Referencia:_____________________________________________

(1) Del Rio-Lavin, A., et al., Gut microbiota fingerprinting as a potential tool for tracing the geographical origin of farmed mussels (Mytilus galloprovincialis). PLoS One, 2023. 18 (8): p. e0290776.
(2) Caporaso, J., Gregory, et al., Global Patterns of 16S rRNA Diversity at a Depth of Millions of Sequences per Sample. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 108, 2011, pp. 4516–22. JSTOR, http://www.jstor.org/stable/41125178.