Las ventajas nutricionales que aporta el plasma secado por atomización (SDP) están muy infrautilizadas en las dietas acuícolas actuales.Este artículo revisa varios estudios que demuestran el efecto positivo del SDP sobre el crecimiento, la conversión alimenticia, la condición de salud y la función inmune en varias especies acuáticas. Los resultados sugieren que el SDP tiene un gran potencial como ingrediente que podría resultar clave en acuicultura debido a sus efectos reduciendo los impactos derivados del estrés y de las enfermedades, y mejorando al mismo tiempo el crecimiento y la eficiencia.
Durante décadas los productores de alimento y los piscicultores se han focalizado principalmente en el crecimiento del pez, teniendo como objetivos fundamentales el obtener una buena eficiencia en la conversión de alimento y en la asimilación de nutrientes. El desarrollo de la acuicultura, la producción intensiva y la fuerte competencia entre productores ha forzado al sector a reducir los costes de producción y a buscar nuevas vías para crear una ventaja competitiva.En este marco resulta crítico mantener la salud y el bienestar de los peces, particularmente a la luz de los potenciales efectos del cambio climático y a la súper- intensificación de la producción. Por otro lado también son necesarias nuevas estrategias de manejo para sustentar el crecimiento y la salud, tal y como reporta la European Aquaculture Technology and Innovation Platform (EATIP) en su publicación del 2012 “Future of European Aquaculture”.
Los piscicultores pueden optimizar el rendimiento de los animales junto a la eficiencia operacional adoptando estrategias nutricionales concretas dirigidas a situaciones de estrés específico, condiciones ambientales, requerimientos en las diferentes etapas vitales y patologías. El uso de alimentos funcionales puede ser considerado como una estrategia adecuada para gestionar el riesgo de los stocks acuícolas. Con un manejo preventivo de salud a través de los ingredientes alimenticios, los animales acuáticos podríandesviar más energía para el crecimiento de tejidos en lugar de utilizar parte de esa energía en mantener activo el sistema inmune para combatir enfermedades.
LAS PROTEINAS PLASMÁTICAS BENEFICIAN A MULTIPLES ESPECIES
Globalmente se reconoce que las harinas de subproductos animales terrestres, incluyendo la harina de sangre y los productos derivados de la sangre, son una gran fuente de proteínas y lípidos sin explotar que se encuentran disponibles en el mercado internacional para la industria acuícola (Bureau, 2000; Tacon, 2000). Las proteínas plasmáticas han demostrado ser un ingrediente seguro y de alta calidad para muchas especies animales, incluyendo el ganado porcino y vacuno, y las aves (Campbell y col.2003; Ferreira y col.2009; Fruge y col.2009; Henn y col.2013).
El plasma secado por atomización (SDP) se procesa utilizando temperaturas y condiciones de secado adecuadas para preservar la calidad y la funcionalidad de las proteínas. SDP es una mezcla diversa de proteínas que tiene efectos biológicos funcionales cuando se incorpora y es ingerido en dietas animales.Durante el proceso de secado por atomización utilizado en la fabricación del SDP, las proteínas se someten a un menor daño por temperatura y desnaturalización comparado con el proceso tradicional de tratamiento de subproductos animales (Luzier y col.1995).El SDP tiene un excelente perfil de amino ácidos y cerca del 99% de digestibilidad (Bureau y col.1999).
Las proteínas plasmáticas se utilizan comúnmente en dietas para cerdos, terneros y aves, principalmente para mejorar los parámetros productivos durante los periodos de estrés. La inclusión de SDP en dietas de cerdo mejora el consumo de alimento, el crecimiento del animal y la eficiencia de alimentación (Torrallardona y col.2010). Varias publicaciones han demostradoen cerdos mejoras de más de un 25% en la tasa de crecimiento durante las dos primeras semanas post-destete utilizando dietas con SDP(Van Dijk y col.2001; Torrallardona, 2010).
La inclusión de SDP en la dieta también se recomienda para animales como fuente de soporte inmunológico debido a sus componentes inmunomoduladores, que incluyen inmunoglobulinas, péptidos bioactivos y factores de crecimiento (Pérez-Bosque y col.2006; Campbell y col.2010; Gao y col.2011). Este efecto puede ser parcialmente atribuido a la alta digestibilidad del SDP pero también a los efectos bien documentados sobre la mejora en el estado inmunológico de cerdos bajo condiciones de estrés, como el causado por el destete y otros factores de estrés ambientales y productivos. Se han obtenido resultados similares en terneros y aves alimentados con dietas conteniendo SDP, particularmente bajo condiciones de estrés.
Aunque los beneficios de incluir SDP en dietas de animales terrestres son bien conocidos, la literatura existente sobre los efectos de dietas que incluyen SDP en la alimentación de organismos acuáticos es muy limitada (Johnson y Summerfelt 2000). El objetivo de este artículo es la revisión delos diferentes estudios realizados utilizando SDP en dietas de animales acuáticos y los beneficios que la industria acuícola puede esperar derivados del uso de la proteína funcional plasmática como ingrediente en las dietas acuícolas. Los estudios revisados son los que describen los efectos derivados de la nutrición proporcionada por el SDP en dietas de animales acuáticos sobre el rendimiento productivo y parámetrosinmunológicos.
MEJORA EN LA DISTRIBUCIÓN DEL TAMAÑO DEL SALMÓN CONDIETAS CONTENIENDO SDP
El estudio fue diseñado para evaluar la inclusión de SDP derivado de sangre porcina (AP820P, APC Europe,SA) como ingrediente en alimento comercial para alevines de salmón del Atlántico,Salmo salar, y sus efectos sobre crecimiento, utilización de alimento, organización y funcionalidad del sistema digestivo y diferentes parámetros hematológicos (Gisbert y col.2013). El SDP fue incorporado en las dietas en dosis crecientes (0, 3,6 y 9%) previamente dispersadas en aceite de oliva que posteriormente fue rociado sobre el alimento. Las dietas se formularon para ser isolipídicas (31%) por lo que no presentaban niveles similares de proteína (los valores fueron desde 43.3% de CP en la dieta sin inclusión de SDP a 50.1% CP en la dieta conteniendo 9% de SDP). La variación en el contenido proteico de las dietas no afectó a los resultados del estudio porque los niveles de proteína de las dietas fueron mayores a las recomendadas generalmente para esta especie en la etapa de desarrollo estudiada (Bendiksen y col.2003).
Los alevines de salmón (45g de peso inicial) fueron alimentados durante 86 días a 13oc. Cada tanque de 450 litroscontenía 100 peces y estaba equipado con un comedero automático para alimentar a los peces continuamente durante 2 minutos en 4 periodos de alimentación diarios con una ración de alimento del 0,9% de la biomasa. El día 87 los peces fueron transferidos a agua de mar (35g/L de salinidad) y la temperatura se incrementó a 16oC durante 15 días para evaluar su capacidad de esmoltificación.
Al final del ensayo, el peso medio de los animales alimentados con las diferentes dietas fue similar (92,8-98,5g) independientemente de los niveles de SDP incorporados en el alimento. Sin embargo, la dieta afectó significativamente a la distribución de tamaño de pesos individuales. La heterogeneidad de tamaño es una característica común a todas las granjas de salmón que afecta al rendimiento global del proceso de crianza. Debido a la jerarquía que se establece en la población de salmones, el grupo de peces dominante no permiten a los menores (subordinados) alimentarse normalmente.Por lo tanto, en condiciones que promueven la formación de jerarquías, es de esperar de inicio que los peces más grandes consuman la mayor parte del alimento, crezcan más rápido y obtengan un mayor peso al final del ciclo de producción, por lo que se establecerá un amplio rango de distribución de tamaño entre los peces.
Bajo condiciones experimentales, la dieta de salmón conteniendo 6% de SDP presentó la distribución de peso más homogénea de todas las dietas ensayadas.El grupo alimentado con la dieta con un 6% de SDP tuvo mayor proporción de peces dentro del intervalo de peso medio (81-120g)y menor proporción de peces en el intervalo de peso menor (40-80g) o mayor (121-170g) comparado con el grupo alimentado con la dieta control sin plasma (Fig. 1). La misma tendencia se observó cuando los datos se expresaron en forma de longitud o utilizando el factor de condición de Fulton. La mejora en la distribución de tamaño podría reducir las tareas de selección durante el procesamiento y disminuir las situaciones de dominio jerárquico. En última instancia ambas mejoras maximizarían la cosecha de biomasa y reducirían los costes asociados al crecimiento. Basándonos en la conversión alimenticia (FCR) y en la tasa de eficiencia proteica (PER), el nivel óptimo de inclusión de SDP en la dieta para salmón del Atlántico fue calculada en un 4,1%.
PROCESAMIENTO DEL ALIMENTO PARA PECES CON PLASMA
La mayoría de alimentos para peces son peletizados por extrusión a temperaturas superiores a 100oC para mejorar la digestibilidad de los nutrientes y aumentar la flotabilidad. Esta realidad nos plantea la siguiente pregunta: ¿las condiciones típicas de procesamiento de las dietas de piscifactorías afectará a la respuesta potencial en peces alimentados con dietas conteniendo SDP, o el SDP debería ser aplicado post-procesamiento?
Estudios previos relacionados con la temperatura de peletización de dietas conteniendo SDP demuestran que:
- Acondicionar a 77oC o menos, no afectó negativamente la respuesta obtenida en el rendimiento de cerdos alimentados con dietas conteniendo SDP (Steidinger y col. 2000).
- Pollos de engorde alimentados con SDP incluido en dietas procesadas a temperaturas de 85-95oC o expandidas a 149oC mejoraron la respuesta en crecimiento (Campbell y col. 2006).
- La inclusión de SDP en la harina previa al proceso de extrusión de un alimento seco para perros, produjo una mejora en la digestibilidad de la materia seca (Quigley y col. 2004).
Todos estos resultados sugieren que la respuesta de los animales a las dietas con SDP no se ve afectada por las condiciones deprocesamiento del alimento en pollos de engorde o perros, pero podría afectar a la dieta de cerdos si la temperatura del acondicionador supera los 77oC.
La diferente respuesta obtenida en cerdos, de la obtenida en pollos de engorde y perros es debida probablemente a las diferencias en la matriz de la dieta para cerdos, ya que típicamente estas dietas contienen más carbohidratos y azúcares lo que podría impactar en la reacción de Maillard cuando se procesan dentro del alimento.
AUMENTO DE LA SUPERVIVENCIA, DIGESTIBILIDAD PROTEICA Y BIOMASA EN TRUCHA ARCOÍRIS
El estudio fue diseñado para evaluar los efectos de niveles graduales crecientes de SDP en el alimento sobre la digestibilidad y el rendimiento de la trucha Arcoíris (Campbell y col.2014). En este estudio, el SDP fue incorporado dentro de la harina (IN) antes de extrusión, o en el recubrimiento de la parte exterior del pellet (OUT) después de extrusión. Se trabajó con grupos de 60 truchas Oncorhynchus mykiss (peso promedio: 11g) distribuidos en tanques (15-1.300L) suministrados con 20L/min de agua de segundo uso a temperatura constante (15o C). Los tratamientos fueron: control (sin SDP), 3% o 6% SDP IN y 3% o 6% SDP OUT. Todas las dietas fueron formuladas para ser iso-nitrógeno e iso-lipídicas alcanzando o excediendo los requerimientos nutricionales de la trucha Arcoíris. Las dietas fueron suministradas durante 84 días.
Los resultados mostraron un incremento en la digestibilidad de la proteína cruda con las dietas que contenían SDP (Fig. 2). La biomasa obtenida fue mayor con las dietas que contenían SDP al 6% IN, y 3 y 6% OUT, comparándolas con la dieta control; mientras en las dietas con 3% de SDP IN la biomasa fue ligeramente inferior. La supervivencia promedio obtenida con las dietas de SDP tanto IN como OUT comparada con la dieta control (Fig. 2) fue superior y se observó mayor supervivencia en las dietas conteniendo mayor inclusión de SDP.
La inclusión de SDP mejoró la supervivencia , la digestibilidad de la proteína y la biomasa obtenida, independientemente de si fue incorporada dentro o fuera del alimento, lo que demuestra que el SDP puede ser aplicado antes de la extrusión manteniendo la mejora en el rendimiento. Estos resultados son significativos tanto para la fabricación de alimentos como para conocer la inclusión optima de SDP en dietas comerciales para trucha Arcoíris.
MEJOR CRECIMIENTO, DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO Y CONDICIÓN DE SALUD EN LA DORADA
El estudio evaluó la inclusión de SDP como proteína funcional en alimento comercial para alevines de dorada,Sparus aurata,en términos de crecimiento, utilización de alimento, organización de la mucosa intestinal, actividad de los enzimas de estrés oxidativo en hígado e intestino, y parámetros inmunológicos inespecíficos en suero (lisozimay actividad bactericida) (Gisbert y col.2014).Las dietas (extrusadas, tamaño de pellet 0,8-15mm) fueron formuladas sustituyendo harina de pescado de alta calidad por 0,3 y 6% de SDP (AP820P, APC Europe, SA). Las dietas se administraron durante 60 días a 22o C. Los peces (1,3g de peso inicial) fueron alimentados hasta saciedad y cada dieta fue testada con 4 repeticiones (tanques de 400L, 150 alevines/tanque).
Las dietas que contenían SDP promovieron el crecimiento; el peso final de las doradas alimentadas con pellets suplementados con un 3% de SDP fue 10,5% mayor que las alimentadas con la dieta control (Fig. 3). Además, al utilizar una dieta con SDP, se produjo una mayor uniformidad en la distribución de tamaño, mejor condición y una conversión alimenticia más eficiente con respecto a la dieta control. Estos resultados son consistentes con los resultados previos observados en el salmón del Atlántico.
Además, la nutrición que proporcionó el SDP redujo los niveles de estrés oxidativo en el hígado y el intestino, mejorando la condición de salud de los peces. Igualmente, las doradas alimentadas con dietas que contenía SDP tuvieron mayor densidad de células caliciformes en el intestino, lo que les beneficia ya que les provee de una eficiente barrera contra la microflora patógena del intestino, lo cual sugiere una mejora en la función inmune innata del intestino (Fig. 3). Estos resultados fueron respaldados por mejoras obtenidas en los parámetros inmunes no específicos de la sangre que fueron mayores en los animales alimentados con dietas conteniendo SDP respecto a los alimentados con la dieta control.
MANEJO DEL ESTRÉS Y ENFERMEDADES CON DIETAS QUE CONTIENEN SDP
Además de los beneficios asociados a la administración de dietas suplementadas con SDP sobre el crecimiento animal, la nutrición que el SDP proporciona mejora igualmente la salud de animales terrestres gracias a una mejor competencia inmune (Torrallardona y col.2003; Moretó y Pérez-Bosque, 2009; Che y col.2012), reduciendo el estado oxidativo del intestino (Gao y col.2011) y mejorando la capacidad del animal para hacer frente al estrés (Peace y col.2011).
Numerosos estudios reportan efectos beneficiosos derivados de la administración de dietas con SDP sobre la respuesta inmune y la resistencia contra enfermedades en el camarón japonés Penaeus japonicus y el camarón blanco P. vannamei (Russel y Campbell, 2000), en la anguila europea Anguilla anguilla (Jensen y Nielsen, 2003) y en la trucha arco iris (Aljaro, 1998). Los resultados obtenidos en estos estudios de desafío concuerdan con los efectos inmuno moduladores (incremento de las células caliciformes en la mucosa intestinal, sistema de defensa antioxidante y función inmune innata) observados en dorada.
INCREMENTO DE LA SUPERVIVENCIA DEL CAMARÓN JAPONÉS FRENTE AL VIRUS DE LA MANCHA BLANCA
El experimento fue realizado para determinar el efecto de la inclusión de SDP al 0, 2,4 y 6 % sobre parámetros inmunológicos del camarón japonés (Penaeus japonicus). Los animales se alojaron en grupos de 15 en tanques de 60cm x 30cm x 40cm, la temperatura del agua se mantuvo a 25o C. Para el estudio muestras de hemolinfa fueron tomadas los días 0, 3 y 7. La actividad de los hemocitos aislados se determinó mediante la medición de la velocidad y extensión de la fagocitosis de perlas de látex con microscopio fluorescente. Inicialmente (día 0) no hubo diferencias significativas entre los tratamientos. Los días 3 y 7 se detectó un incremento en la actividad fagocítica de los hemocitos aislados relacionado con los niveles de SDP utilizados (Russell y Campbell, 2000).
En un segundo estudio, Russell y Campbell (2000) intentaron determinar el efecto protector del SDP durante el desafío del virus de la mancha blanca (WSSV). Los Penaeus japonicus con un peso promedio de 13g fueron alimentados con 4 dietas conteniendo 0, 2,4 y 6% de SDP. Los animales fueron alojados en tanques de laboratorio, similares a los utilizados en el primer experimento, con 15 camarones por tanque mantenidos a 25o C y alimentados durante un periodo de 18 días. El alimento fue ofrecido diariamente al 2% del peso corporal. En el día 8 los animales fueron expuestos al WSSV por inmersión en un tanque contaminado y posteriormente fueron devueltos al tanque original. El desafío contra WSSV fue severo porque todos los camarones del grupo control (0% SDP) murieron antes de finalizar el día 10 del periodo de observación. Sin embargo, la supervivencia de los animales que consumieron dietas con SDP fue entre el 33 y 67% (Fig. 4).
Otro estudio realizado en juveniles de anguilas Anguilla anguilla evaluó el efecto de una dieta que contenía SDP (APC datos internos, 2000) bajo condiciones de desafío. Las anguilas juveniles fueron alimentadas con una dieta de control (CON) que contenía 4% de SDP con recubrimiento al vacío (SDP 4%) y una dieta con 4% de SDP añadido externamente (SDP 4% recubierta). Las anguilas se distribuyeron en 12 tanques (4 repeticiones por tratamiento) conteniendo 0,5 kg de anguilas juveniles. Después de 6 semanas de alimentación con las dietas ensayadas, se midió el peso promedido (2,0±0,1g) y se indujo la enfermedad de la cabeza roja en los tanques. Esta enfermedad generalmente provoca bajo apetito y en algunas granjas incremento de mortalidad. La duración del ensayo fue de 40 días después del desafío y los parámetros analizados fueron supervivencia, tasa de crecimiento, índice de apetito y eficiencia alimentaria (F:G).
Los resultados indicaron que la inclusión de SDP en las dietas, indistintamente del método de procesamiento, mejoraba la tasa de crecimiento comparada con la dieta control (Tabla 1). La eficiencia alimentaria solo mejoró cuando el SDP se añadió a la dieta al vacío, y no cuando fue incluido en el recubrimiento externo. La supervivencia de todos los grupos fue casi del 100% lo que indicó bajas condiciones de estrés durante el ensayo. Los promedios en los niveles de apetito no fueron muy diferentes entre tratamientos a pesar de que las dietas con SDP mejoraron significativamente el crecimiento. En general hubo un alto nivel de apetito dado la condición óptima del agua y el efecto negativo muy limitado del desafío con la enfermedad.
REDUCCIÓN DE LA MORTALIDAD EN TRUCHA ARCOÍRIS DESAFIADA CON YERSINIA RUCKERI
El estudio se realizó para evaluar el efecto de una dieta con un 4% de SDP en la supervivencia y el crecimiento de la trucha Arcoíris desafiada con Yersinia ruckeri (Aljaro, 1998). Quinientos alevines de trucha Arcoíris (peso inicial 20g) fueron alojados en 10 tanques circulares (1,0m3) con 50 truchas por tanque. Los tanques fueron asignados al azar para los 10 grupos experimentales (Tabla 2) .Todos los grupos fueron alimentados con la dieta control por un periodo de 14 días para aclimatación previo inicio del estudio.
Se emplearon dos dietas experimentales de alimento comercial para truchas conteniendo 0% o 4% de SDP (reemplazando la harina de pescado en la fórmula) que fueron administradas durante el periodo de estudio de 30 días. La dieta con 4% de SDP fue preparada mezclando SDP con aceite y aplicando tópicamente la mezcla a los pellets antes de realizar la alimentación. La asignación del alimento por grupo se ajustó diariamente y fue de alrededor del 2,5-3,5% del peso corporal en 2 administraciones diarias. Los grupos 7 y 8 solo recibieron LA dieta de control, mientras que los grupos 1-6 y 9-10 recibieron la dieta con SDP, desde los días 1,15 o 30 del estudio, tal y como se indicada en la Tabla 2.
Las truchas en los grupos 1-5 y 8 fueron desafiadas los días 1, 15 o 30 del estudio por inyección intra-peritoneal de 0,2mL de un inóculo de Yersinia ruckeride 2,5×107cfu/mL. Las truchas de los grupos 9 y 10 fueron desafiadas con inóculo de control en los días 15 y 30 respectivamente. Las truchas delos grupos 6 y 7 no tuvieron desafío.
Las truchas alimentadas con la dieta conteniendo SDP desde los 15 o 30 días previos al desafío (tratamientos 4 y 5) tuvieron menos mortalidad comparadas con los otros grupos desafiados. La supervivencia al desafío fue del 90% y 84% en las truchas que recibieron dietas con SDP a los 15 o 30 días previos al desafío, respectivamente. La inclusión de SDP en la dieta después del desafío (días 15 o 30), o simultáneamente con el desafío (días 1, 15 o 30) no redujo la mortalidad comparada con la observada en el grupo desafiado que consumió dieta control sin SDP (Tabla 2).
CONCLUSIONES
Los resultados de la investigación son claros: la nutrición que proporciona la inclusión de SDP en dietas de piscifactorías para peces y camarones, mejoró el crecimiento (peso corporal, longitud específica y tasa de eficiencia proteica) y la eficiencia alimenticia. Resultados similares se han obtenido también en múltiples especies de animales terrestres y acuáticos. La nutrición proporcionada por las dietas suplementadas con SDP, puede mejorar la salud intestinal y la función inmune innata en peces y otras especies acuáticas. Los acuicultores y productores acuícolas en general deberían considerar atentamente los ingredientes de los alimentos acuícolas, ya que la inclusión de SDP podría reducir el impacto negativo asociado al estrés y a las enfermedades, en los sistemas de piscifactoría y mejorar el crecimiento y la eficiencia durante la crianza.
Autores: Enric Gisbert y Cristóbal Aguilera, IRTA, Sant Carles de la Ràpita, España Fuente: APC Latinoamérica Contacto: Gustavo Hakoishi Email: Gustavo.Hakoishi@functionalproteins.com Tel: +5411-4544-0614
