Por: César Molina Poveda, Ph.D.* y Carlos Mora Pinargote, B.Sc.
El cultivo de camarón Litopenaeus vannamei representa el grupo de crustáceos más grande, con un crecimiento promedio anual del 16.4% durante la última década (FAO, 2019). Este sector en constante crecimiento es actualmente dependiente del suministro de nutrientes a través de alimentos peletizados o extruidos (FAO/NACA, 2012), como muestran las estadísticas para Ecuador en el 2018 se produjo alrededor de 550 mil TM de alimentos para camarón (Gibson, 2019). Según el último informe del Grupo IMARC, titulado “Mercado de alimentos para camarones: tendencias, participación, tamaño, crecimiento, oportunidad y pronóstico de la industria mundial 2020-2025”, el mercado de alimentos para camarones alcanzó un valor de US $ 5,3 mil millones en 2019.
La composición de los alimentos balanceados disponibles para la producción de camarón se clasifica acorde al estadio de desarrollo del animal: (a) Alimentos larvarios, desde larvas hasta un estadio PL14; (b) iniciadores, desde PL15 hasta que alcanzan los 4-5 g; (c) engorde para camarones > 5 g; y (d) alimentos para reproductores. En este artículo, nos concentraremos en los alimentos iniciadores, que tienen como prioridad crítica obtener un rápido crecimiento, alta supervivencia y un normal desarrollo del animal (Glencross y Turchini, 2011).
Analizaremos primero la evolución de los métodos de elaboración de los alimentos balanceados y después los nutrientes necesarios para mejorar el crecimiento del camarón Litopenaeus vannamei.
Fabricación de los alimentos balanceados
La investigación sobre los requerimientos nutricionales de penaeidos comenzaron desde 1970 y ha sido recopilada extensivamente en revisiones de NRC (2011) y Molina-Poveda (2016). La necesidad de mejores balanceados ha generado una gran cantidad de investigaciones prácticas que cubrieron no solo la nutrición y fisiología del animal, sino también la tecnología de manufactura del alimento.
Nuevas tecnologías dieron paso a la extrusión usada en la manufactura de balanceado, que por su versatilidad dio como resultado la producción de dietas extruidas de tamaños uniformes y más pequeños a los obtenidos a través de la peletización y granulación.
Si bien es cierto, al inicio de la adopción de esta tecnología para alimentos para camarón, hubo algunos problemas de flotabilidad e incremento de los costos de formulación y fabricación (Hardy y Barrows, 2003). A través de recientes avances en la producción de alimentos extruidos, como los ajustes en el diseño y velocidad de tornillo, los cambios de configuración de la matriz y la ventilación al vacío del cilindro extrusor, ahora es posible producir alimentos para camarones que se hunden al 100% con densidades equivalentes a las de los alimentos peletizados (Delgado y Reyes-Jaquez, 2018). Los extruidos se procesan a niveles más altos de temperatura, presión y a diferentes niveles de humedad que los pellets comprimidos (Hardy y Barrows, 2003).
La manipulación de la condición de procesamiento en la extrusión da como resultado: (a) la gelatinización y expansión del almidón, lo que hace al alimento más estable en el agua y permite regular su densidad, logrando que el producto pueda flotar, hundirse lentamente o hundirse rápidamente en el agua; dependiendo de las condiciones de fabricación; (b) la gelatinización del almidón también aumenta su biodisponibilidad, mejorando con ello su digestibilidad; (c) la integridad física y la composición química de los extrusos se mantienen durante prolongados períodos de almacenamiento, aun después de la manipulación y transporte; (d) por su muy baja presencia de finos, los alimentos extruidos pueden ser igualmente usados en alimentadores automáticos sin causar bloqueos; (e) la alta temperatura y presión del proceso reduce la contaminación microbiana e inactiva enzimas y factores antinutricionales; (f) por su alta de hidroestabilidad reducen la contaminación del agua (Molina y Espinoza 2019, 2020; Bordoloi y Ganguly, 2014; Chinnaswamy y Hanna, 1988; Delgado y Reyes-Jaquez, 2018; Kim et al., 1992; Paton y Spratt, 1984; Singh et al., 2007).
En una serie de estudios realizado por Skretting Ecuador, se logró identificar y comprobar los beneficios que otorgaba la alimentación de dietas con la misma formulación, pero diferente manufactura (extruidas y peletizadas); concluyendo que es posible aumentar significativamente la biomasa, peso final, digestibilidad de proteínas y carbohidratos, sin que se afecte significativamente el factor de conversión alimenticio (FCA) y la supervivencia (Tabla 1). Por lo antes mencionado, el proceso de fabricación para la producción de alimentos acuáticos puede tener un impacto directo en las propiedades físico-químicas, lo que a más de beneficiar la durabilidad y estabilidad del alimento en el agua (Hilton et al., 1981; Misra et al., 2002), puede resultar en una alteración de la calidad nutricional de los ingredientes y como consecuencia, influir en el crecimiento del animal (Barrows et al., 2007; Molina y Espinoza 2019).
Nutrientes necesarios en alimentos iniciadores
Los alimentos iniciadores son considerados de alto valor nutricional para la fase inicial del cultivo en camaronera, por lo que se apunta a tener alimentos con altos niveles de proteínas de fácil digestión, HUFAs, fosfolípidos y colesterol. Estos, producidos a través de procesos de fabricación que permitan tener el tamaño adecuado para la boca del camarón y por ende, que estén disponibles para el consumo con el menor desperdicio posible.
Proteínas
El valor nutricional de la proteína es dependiente de la cantidad, digestibilidad y disponibilidad de sus aminoácidos esenciales. Entre estos, la digestibilidad es considerada el determinante más importante y mejor alcanzado en alimentos extruidos, debido a la desnaturalización a altas temperaturas de las proteínas e inactivación de factores antinutricionales que afectan la digestión.
Dado que los camarones tienen una capacidad limitada para sintetizar proteínas a la velocidad que se requiere para promover el máximo crecimiento del esqueleto de carbono, la proteína debe obtenerse a través del alimento que consume. En los crustáceos, el nivel óptimo de proteína se determina en función de los datos de crecimiento con diferentes niveles de proteína en la dieta, que se define como la cantidad mínima de este nutriente necesario para el máximo crecimiento (Cuzon et al., 2004) . Estudios han establecido requisitos proteicos para Litopenaeus vannamei del 40% (Cousin et al., 1994; Pedrazzoli et al., 1998). Recientemente Lee y Lee (2018) condujeron un ensayo en varios rangos de peso de camarones L. vannamei, observándose que en la etapa inicial (de 0.6 a 5g) se consigue el mayor peso final y ganancia en peso los camarones alimentados con la dieta que contenía 40% de proteína.
Fuentes de proteína
Una de las principales fuentes de proteína usada en la manufactura de dietas para camarón es la harina de pescado. La calidad de la proteína y la composición nutricional de las harinas de pescado varía dependiendo de la frescura, condiciones y tiempo de almacenamiento antes del procesamiento y del tipo de materia prima (subproductos o entero), temperatura y tiempo de secado; así como la reincorporación o no de los solubles que se liberan durante el proceso. Estos factores van a afectar el rendimiento de los camarones menores a 1g, tal como lo ha reportado Cruz-Suárez et al. (2000).
Por este motivo y la cada vez menor disponibilidad, otras fuentes de proteínas disponibles han sido estudiadas buscando ser cada vez menos dependientes de la harina de pescado, como ingrediente en los alimentos para camarones L. vannamei (Molina-Poveda et al., 2015). Un número considerable de estudios ha demostrado que el uso de la harina de soya en combinación con otros ingredientes en las dietas para camarón favorecen el crecimiento, supervivencia y factor de conversión alimenticia (Amaya et al., 2007a, 2007b; Samocha et al., 2004; Sookying y Davis, 2011). Estos resultados han llevado a mejorar incluso más este ingrediente, creando productos refinados de soya, como el concentrado proteico de soya (SPC), con un contenido proteico de hasta 65%. Sus beneficios se deben a que presenta un favorable perfil de aminoácidos, digestibilidad proteica y energética, reducida concentración de factores antinutricionales y una mejor palatabilidad (Cruz-Suárez et al., 2009; Gatlin et al., 2007; National Research Council, 2011).
El uso de SPC en dietas balanceadas es menos común que la harina de soya, pero existe un interés creciente debido a que algunos estudios han evaluado su uso en camarones (Bauer et al., 2012; Forster et al., 2002; Sá et al., 2013). Se ha llegado a reportar que hasta un 75% de harina de pescado se logra un buen crecimiento en camarones L. vannamei, confirmando así que SPC puede apropiadamente ser usado para el cultivo de juveniles L. vannamei. Todo gracias a que desde su proceso de manufactura, los carbohidratos solubles son removidos y la mayoría de los factores antinutricionales son reducidos (Forster et al., 2002) . El valor nutricional en proteínas vegetales es usualmente mejorado por extrusión, debido a un incremento en la digestibilidad.
Hidrolizados de origen marino
Se conoce la poca palatabilidad, atractabilidad ( Davis y Arnold, 2000; Li et al., 2007; Molina-Poveda y Morales, 2004; Nunes et al., 2006) y bajo contenido de nucleótidos (Molina-Poveda 2010) en la soya, los cuales limitan su uso como balanceados acuícolas si no se complementan con ingredientes que puedan cubrir estas deficiencias.
Los hidrolizados provenientes de fuentes como krill, camarón, calamar y de diferentes especies de peces derivados de diversos subproductos, han sido usados extensamente en balanceados acuícolas como suplemento proteico, atrayentes o mejoradores de palatabilidad (Aguila et al., 2007; Suresh, et al. 2011), con el fin de incrementar el crecimiento y la utilización de alimentos para camarón (Córdova-Murueta y García-Carreño, 2002; Forster et al., 2004, 2011; Hernández et al., 2011; Nguyen et al., 2012; Herault, et al., 2014). En estos últimos, sugiriendo que la suplementación de 3% y 9% de hidrolizados de pescado tiene efectos positivos en el desempeño del crecimiento. Estos beneficios han sido atribuidos a las fracciones de péptidos de cadena corta derivadas del pescado hidrolizado, el cual tiene un papel fundamental en el desarrollo de postlarvas de camarón (Quinto et al., 2017). Otra alternativa como uso suplementario de proteínas marinas para dietas acuícolas se encuentra en algunos moluscos; especies con gran interés comercial, pero con descarte de muchas partes, a pesar de ser un subproducto rico en proteínas (Lin y Li, 2006).
Estudios han reportado que los hidrolizados de moluscos pueden ser usados como una fuente de proteína o atrayente en peces (Lian et al., 2008, 2005), demostrando que el uso de esta harina produce un buen crecimiento a un nivel de inclusión del 3%, a pesar de que otros estudios han reportado mejoras en el crecimiento a niveles de inclusión mayores (Cruz-Suárez et al., 1992; Sánchez et al., 2012). En camarón se han registrado diferencias significativas contra el control (Sánchez et al., 2012; Zhou et al., 2016); al igual que estudios llevados a cabo por nuestro equipo, en los que se ha logrado demostrar la mejora de los parámetros zoométricos usando este ingrediente.
Lípidos: ácidos grasos, fosfolípidos y colesterol
La mayoría de los estudios dedicados a definir la mejor cantidad y calidad de lípidos han utilizado individuos con pesos iniciales inferiores a 10 g. Los lípidos se otorgan a los camarones principalmente en forma de aceite de pescado, en forma pura o contenido en harina de pescado.
Alimentando con varias fuentes de lípidos, se analizó el efecto sobre la ganancia de peso, FCA, supervivencia y composición de ácidos grasos en juveniles de L. vannamei. Incorporando una dieta que contenía aceite de pescado de arenque americano, se obtuvo el mejor crecimiento y supervivencia, seguido del aceite de linaza (Lim et al., 1997). Ambos HUFA n-6 y n-3 son esenciales para L. vannamei juveniles. Sin embargo, los ácidos grasos n-3 provocan un mayor crecimiento que los ácidos grasos n-6. Más recientemente, se examinó el valor nutricional del ácido linoleico (LOA)
y ácido linolénico (LNA) (González-Félix et al., 2003b). No se demostraron los requerimientos dietéticos para juveniles de L. vannamei. Sin embargo, los resultados mostraron un mayor valor nutricional de los n-3-HUFA (ácido araquidónico, EPA, DHA), produciendo un peso final y una tasa de crecimiento instantánea significativamente mayor. En resumen, los PUFA (LOA + LNA) fueron inferiores a los HUFA y dicha relación está vinculada con una capacidad para alargar y desaturar la cadena de ácidos grasos linolénicos n-3.
Esto se reflejó en la composición de ácidos grasos de los tejidos (González-Félix et al., 2003a), con un perfil de tejidos de camarones que refleja la composición de los lípidos de la dieta, los cuales variarán según la fuente usada y la relación entre las clases de lípidos presentes en dichos compuestos (Cuzon et al., 2004).De acuerdo a diferentes estudios en requerimientos lipídicos en otras especies de camarones penaeidos y en juveniles de L. vannamei, los niveles recomendados para dietas comerciales no deberían ser superiores al 10% (Pedrazzoli et al., 1998) . El ciclo de los crustáceos, incluido el camarón, es influenciado por la interacción de componentes integrales de la membrana celular como los fosfolípidos (PL), ácidos grasos y colesterol; que tienen un efecto en los procesos biológicos de los crustáceos al ser precursores de las principales enzimas necesarias para el crecimiento y la reproducción (D’Abramo, 1989). Los PL son componentes críticos del tejido lipídico, incluso a niveles bajos. Estos son los mayores constituyentes de la membrana celular y sus lipoproteínas, representando más del 50% de los lípidos totales y el segundo mayor de su clase, después de los triglicéridos, en el hepatopáncreas del camarón (Sriket et al., 2007).
Los camarones tienen la habilidad de sintetizar PL, pero esta biosíntesis usualmente no alcanza sus requerimientos metabólicos para la formación de nuevos componentes celulares durante sus estadios larvarios o juveniles tempranos. Así la implementación a la dieta ayuda a mejorar su metabolismo lipídico, incluido la del colesterol (Coutteau et al., 1997; Teshima et al., 1986), resultando en efectos beneficiosos para varios crustáceos (Molina-Poveda, 2016). Estudios en postlarvas de L. vannamei han mostrado que la suplementación del 1.5% fosfatidilcolina de soya purificada (PC) mejora significativamente el crecimiento y reduce la sensibilidad al estrés osmótico, en comparación con el suministro de huevos de peces marinos (Coutteau et al., 2000). El nivel recomendado de la suplementación de PL en dietas para postlarvas de L. vannamei se encuentra entre 1.5-6.5% (Coutteau et al., 1997) y para juveniles alrededor del 3-5%, el cual puede ser suplido con 3 – 5% de lecitina tipo I (98% PL ) o 4 – 7% lecitina tipo II (71% PL ) (Gong et al., 2000).
El colesterol es uno de los principales esteroles en crustáceos. Puede ser encontrado en sus células ya sea de forma libre o combinado con ácidos grasos. Sin embargo, los crustáceos no son capaces de sintetizarlos. Es generalmente bien aceptado que la ingesta de colesterol en la dieta es esencial para el mantenimiento, crecimiento adecuado, reproducción (Kanazawa et al., 1971; Kumar et al., 2018; Teshima et al., 1997), y defensa a anomalías ambientales como estrés térmico o por salinidad, debido a que promueve una mayor integridad de las membranas celulares (Yang et al., 2016). Los niveles óptimos de colesterol en la dieta para crustáceos pueden variar enormemente dependiendo del estadio de desarrollo o reproducción de la especie, mientras que deficiencias o niveles excesivos pueden llevar a un crecimiento comprometido (Rosa y Nunes, 2004); como se ha observado en juveniles de P. monodon (Sheen et al., 1994) y postlarvas de L. vannamei (Niu et al., 2012).
Ha sido reportado que existe una interacción entre el colesterol y los PL (Gong et al., 2000) porque los PL dispersan y facilitan el transporte del colesterol a los tejidos. Se ha observado que, sin la suplementación de PL en la dieta, el camarón requiere de 0.35% de colesterol para obtener el máximo crecimiento, pero el requerimiento de colesterol disminuye a medida que se incrementa el nivel de PL en la dieta. Crecimientos óptimos de L. vannamei fueron logrados con 0.35, 0.14, 0.13 y 0.05% de colesterol suplementado en dieta, con niveles de PL de 0, 1.5, 3.0, y 5.0%, respectivamente (Gong et al., 2000). El requerimiento de colesterol de L. vannamei se ve afectado por los PL en dieta.
Los requerimientos de PL basados en el crecimiento fueron 5% sin la suplementación del colesterol, y 3 – 5% con la suplementación del colesterol hasta un 0.2% de la dieta basal, y 3% con 0.4% de colesterol incluidos en la dieta (Gong et al., 2000).
Por todo lo antes mencionado, una serie de ensayos fueron realizados para mejorar la efectividad de la fórmula estándar de los alimentos iniciadores para camarones juveniles, que finalmente concluyó con una prueba en un sistema de cultivo sin productividad primaria. El ensayo duró 6 semanas para evaluar diversas variantes de la fórmula estándar y con ello determinar el rendimiento del crecimiento y la resistencia al estrés de los juveniles Litopenaeus vannamei, sembrados a una densidad de 38 camarones / m2. Los resultados muestran un peso y biomasa final significativamente (p <0.05) mayor y estadísticamente menor FCA (Tabla 2).
No fueron encontradas diferencias (p > 0.05) en las tasas de supervivencia de los camarones. Además, se realizó un experimento para investigar el efecto de las nuevas formulaciones sobre la supervivencia bajo estrés agudo de hipoxia. Después de 44 horas de exposición a una baja concentración de oxígeno disuelto de 0.9 ± 0.2 mg O2 L-1, la supervivencia del camarón no mostró diferencias estadísticas (p > 0.05) en comparación con la dieta original. Por lo que los resultados del experimento de estrés hipóxico, sugieren que el alimento mejorado ofrece la misma resistencia al estrés que el alimento original.
Por todo lo descrito en este artículo, la investigación en alimentos iniciadores a través de los años nos ha llevado a mejoras en su composición nutricional y fabricación. Esta área del conocimiento promete una constante mejora en el valor nutricional, la calidad y funcionalidad de los alimentos iniciadores que se reflejará cada vez en un mayor desempeño del camarón•
* Contacto:
César Molina Poveda
Investigación y Desarrollo
Skretting Ecuador
Email: cesar.molina@skretting.com
