Por César Molina*, Ph.D.
Manuel Espinoza, M.Sc.
El proceso utilizado para producir alimentos en acuacultura tiene un impacto directo sobre las propiedades fisicoquímicas del producto, que pueden afectar la durabilidad y la estabilidad de los pellets y la calidad del agua resultante. Sin embargo, las condiciones durante el procesamiento también pueden alterar la calidad nutricional de los ingredientes y por ende, influir en la digestibilidad y biodisponibilidad (Welker et al., 2018).
Aunque la peletización ha sido históricamente la técnica más comúnmente utilizada en producción de alimento balanceado la ventaja nutricional de un extruido ha permitido que los beneficios de este tipo de alimento sean evaluados y constatados en la producción (Rout et al., 1999).
Mantener la calidad nutricional de los ingredientes durante el procesamiento es clave en la fabricación de alimentos acuícolas. El deterioro de la calidad nutricional y el mal aprovechamiento de nutrientes, constituye un desafío en la mayoría de los métodos de cocción tradicionales. La tecnología de extrusión tiene algunas características favorables únicas al compararse con otros procesos de cocción, ya que es capaz de transformar nutrientes (proteínas, almidones) de tal manera que sus propiedades mejoran; logrando así una mayor disponibilidad para su aprovechamiento.
Además, el proceso de extrusión desnaturaliza desactiva algunos factores antinutricionales; lo que potencia la biodisponibilidad de los ingredientes (Singh et al., 2007). La precisión en la biodisponibilidad de un alimento es relevante para la correcta formulación y producción de las dietas.
Sin embargo, el éxito de este tipo de alimento no solo depende de la maquinaria utilizada, sino que está ligado al conocimiento y “pericia” en el proceso. Desde este punto de vista, fabricantes independientes resaltan el papel que ha tenido la extrusión en la alimentación acuícola. Botting, ya en 1991 ilustra este hecho al comentar: “las empresas y los clientes se cuestionan a menudo sobre la necesidad de producir o consumir alimento extruido, especialmente cuando están logrando buenos resultados con pellet, pero hay una gran posibilidad de mejorar aún mas en la calidad y la costo-eficiencia del producto con el alimento extruido; un buen alimento extruido es siempre mejor que un buen alimento pelletizado”.
En el presente trabajo se expone las mejoras observadas en camarones juveniles alimentados con alimento extruido. Las condiciones de fabricación del alimento mostraron incidir sobre la calidad nutricional de los ingredientes.
Digestibilidad de proteínas, aminoácidos y carbohidratos
La digestibilidad aparente de la proteína (DAP), aminoácidos (DAAA) y carbohidratos (DAC) se determinó en camarones Litopenaeus vannamei de 6-10 g, obtenidos de una granja comercial local, con una salinidad de 7,0 ± 0,4 ppt. Los camarones fueron aclimatados a la salinidad de la unidad experimental y alimentados con dietas extruidas y pelletizadas con una misma fórmula base (35,0% de proteína cruda y 7,5% de grasa cruda) a la cual se le incluyó óxido de cromo como marcador inerte.
Esta evaluación se la realizó en un sistema de recirculación que contenía tanques de 60 litros, donde se recirculó el agua a una tasa diaria del 400%. Los camarones fueron distribuidos a 10 por tanque y fueron adaptados 5 días antes de iniciar a colectar las heces. Los animales fueron alimentados una vez en la mañana y otra en la tarde, con un incremento de la tasa de alimentación del 3% diario. La dieta extruida y pelletizada se asignaron al azar a cada tanque experimental por cuadruplicado. Al comienzo de cada día de recolección, las heces y el alimento no consumido se retiraban de los tanques para minimizar cualquier efecto indeseable que pudiera deberse a la lixiviación. Las heces se recolectaron después de cada alimentación por un sistema de sifón. Se colectaron en una malla, se lavaron para evitar cualquier efecto de la salinidad y se almacenaron en refrigeración hasta su liofilización y posterior análisis. La digestibilidad aparente de la proteína, aminoácidos y carbohidratos para los alimentos extruidos y pelletizados se calculó usando la siguiente fórmula (Maynard et al., 1969):
El análisis de óxido crómico en dietas se realizó por espectrofotometría, siguiendo la metodología (McGinnis et al., 1964); mientras que la proteína, aminoácidos y carbohidratos se analizó mediante el método AOAC 990.03 (AOAC, 2015), EC 152/2009 y antrona (Dreywood, 1946), respectivamente.
Se encontró diferencia estadística (p < 0,05) en los niveles de digestibilidad de la proteína (Tabla 1). El porcentaje de proteína digerida en el alimento extruido fue más alto que el pelletizado. Es decir, el camarón aprovechó de mejor manera y en mayor proporción el contenido proteico de la dieta extruida.
Las proteínas son componentes esenciales de la célula y por lo tanto constituyen el grueso del tejido muscular del camarón (FAO, 1989) cuyo desarrollo está basado en la liberación de aminoácidos esenciales para cumplir funciones estructurales, reguladoras y homeostáticas. Se ha demostrado que el tratamiento térmico involucrado en el proceso de extrusión húmeda, utilizado para la fabricación de alimentos para camarón, puede ser suficiente para inactivar la mayor parte de los inhibidores de tripsina en la harina de soya (Molina y Espinoza, 2019). Esto es importante por que la tripsina es la proteasa encargada de romper los enlaces peptídicos y liberar péptidos de cadena corta y aminoácidos (Romarheim et al., 2005).
La digestibilidad de aminoácidos muestra una diferencia significativa en arginina, isoleucina, lisina, metionina, treonina, glicina y prolina. En estos casos, el porcentaje de digestibilidad fue mayor para el extruido. Teniendo presente los resultados de la digestibilidad de proteína, donde el producto extruido mostró mejor biodisponibilidad. Por lo tanto existe congruencia con lo reportado en la tabla 1, ya que las moléculas estructurales de la proteína son los aminoácidos.
Lo remarcable del porcentaje de digestibilidad de los aminoácidos en la dieta extruida es la lisina y metionina, dos aminoácidos esenciales cuya biodisponibilidad en un alimento para camarón es de suma importancia para la metabolización y formación de tejidos a base de proteínas complejas (Molina-Poveda, 2016). Esto incide en la formación de tejido del camarón y por tanto en la velocidad de crecimiento. Una mayor velocidad de crecimiento a su vez permite mayor eficiencia y rentabilidad, acortando el ciclo de producción.
La fuente de energía más adecuada para la alimentación de camarón son los ingredientes con alto contenido de carbohidratos (Molina-Poveda, 2016). Los almidones de la gran mayoría de tubérculos, cereales y leguminosas que son utilizados en la dieta animal, no son de fácil acceso para la enzima α-amilasa; a menos que se realice un tratamiento físico del grano.
La cocción húmeda con temperaturas superiores a los 70 oC durante varios minutos, es el principal método que facilita la disponibilidad del almidón para la penetración del agua y en consecuencia permitir la acción de la α-amilasa (Svihus et al., 2005). Cuando los almidones son procesados por extrusión, su estructura cambia radicalmente permitiendo tener mas puntos de contacto para que la enzima desdoble el almidon en moleculas pequeñas liberando glucosa. Por lo tanto, los almidones cocidos o gelatinizados tienen una mayor digestibilidad, en comparación con los almidones poco cocidos o crudos (Cousin et al., 1996).
Los resultados en el presente estudio muestran que el contenido de carbohidratos digeridos del alimento extruido es significativamente mayor que el del pelletizado (Tabla 1). Esto se debe a que el proceso de cocción por extrusión de los ingredientes con alto contenido de carbohidratos incrementa la biodisponibilidad y por ende su asimilación.
Rendimiento en condiciones controladas
En este estudio, se sembraron camarones de 3.86 ± 0.06 g (n = 200) en una densidad de 15 camarones por m2 y se criaron durante 54 días con dos dietas experimentales en 8 tanques (cuatro tanques réplicas por tratamiento dietético). Los camarones fueron alimentados en ligero exceso 3 veces por dias con el proposito de no limitar, en lo posible, la demanda de alimento.
Los resultados mostraron diferencias estadísticas (p < 0.05) en el crecimiento semanal, peso y biomasa final (Tabla 2). La supervivencia y el factor de conversion alimenticia (FCA) no mostraron diferencias entre los tratamientos. Los grupos de camarones que fueron alimentados con extruidos mostraron un 9% más de biomasa final y un 10% más de peso final, lo que indica que el proceso de extrusión incide en el rendimiento del camarón.
El alimento extruido en estudios previos en camarones ha mostrado mejores resultados que el alimento pelletizado. Varios autores han encontrado ventajas en el uso de alimentos extruidos en L. vannamei. Tacon et al. (2003) demostró que el alimento manufacturado por extrusión fue superior al pelletizado en términos de crecimiento (8.35g vs. 7.11g) cuando se alimentó a juveniles de 0.95g (50/m2) a saciedad cuatro veces por día durante 12 semanas, en un sistema controlado con recambio de agua. Misra et al. (2002) en postlarvas de Macrobranchium rosembergii (14.5-14.9 mg) alimentadas con alimento extruido por 60 días, presentaron una mejor tasa de crecimiento específico, hidroestabilidad y tasa de eficiencia proteica comparado con pelletizado. La pérdida de nutrientes y el FCA fueron menores en el tratamiento con alimento extruido.
Rendimiento en campo
A fin de demostrar que el efecto que tiene el alimento extruido sobre el crecimiento, supervivencia, FCA, costo de producción y la utilidad, se llevó a cabo una evaluación de datos de 271 ciclos de producción entre enero y octubre del 2019 en camaroneras ubicadas en el Golfo de Guayaquil. Para su análisis se seleccionaron piscinas que recibieron alimentos nutricionalmente completos de 35% de proteína y que fueron alimentadas manualmente. A su vez las piscinas fueron agrupadas en función de si recibieron alimento extruido o pelletizado para realizar el análisis respectivo.
El peso inicial de los camarones estuvo en un rango de 0,4-0,6 g, con densidades de 13-15 pl/m2. La duración de los ciclos de cultivo fue entre 104-119 días, dependiendo del peso de cosecha. Los resultados muestran que alimentando de manera manual se encontró una reducción del FCA de 17% en el grupo de piscinas alimentadas con extruido, comparado contra aquellas alimentadas con pelletizado (Fig. 1).
El incremento en peso semanal (Fig. 2) también se vio beneficiado en un 11% por el suministro de alimento extruido, lo cual se reflejó en mayores pesos de cosecha en un significativo menor número de días (Fig. 2) de alrededor de 15 días. La tasa de supervivencia fue 7% superior en las piscinas que fueron alimentadas con extruido comparada al pelletizado (Fig. 3). Es probable que el acortar el ciclo de producción tuvo un efecto sobre este parámetro, al tener el camarón menos tiempo de exposición a cambios ambientales y patógenos.
En cuanto a la parte económica (Fig. 4) aún alimentando 1 o 2 veces por día se encontró una reducción del 9% en el costo de producción de la libra de camarón. Asi también la utilidad se vio mejorada en aproximadamente 13% como consecuencia del uso de alimento extruido, a pesar de la caída de los precios del camarón que se presentó a lo largo del 2019.
Conclusiones
Los resultados del presente estudio demostraron los efectos beneficiosos sobre la digestibilidad de las proteínas, aminoácidos y carbohidratos en los alimentos producidos mediante extrusión, en comparación con los alimentos pelletizados. Aumentar la biodisponibilidad de estos nutrientes significó un impacto en campo, donde se pudo evidenciar ciclos de cultivos mas cortos y por ende un mayor rendimiento de producción con menor cantidad de alimento extruido por libra de camarón producido; reflejándose en una reducción del costo.
* Investigación y Desarrollo
Skretting Ecuador
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