Dietas Esenciales para Peces en la Acuicultura: Nutrición, Ingredientes y Sostenibilidad
La pregunta “¿Cómo nos alimentaremos?” ha sido una constante en la historia de la humanidad, impulsando el desarrollo de civilizaciones desde la caza y la recolección hasta la agricultura. En este contexto, la acuicultura, entendida como el cultivo de organismos acuáticos, ha sido practicada durante más de 2500 años, siendo la carpa (Cyrpinus carpio) la especie más antigua de la que se tiene registro, remontándose al siglo V a.C. en China.
Inicialmente, la acuicultura se realizaba de manera artesanal, con conocimientos transmitidos de generación en generación y mejoras obtenidas a través del ensayo y error. Sin embargo, desde 1960, la acuicultura ha ganado relevancia como fuente de alimento, con los últimos 35 años destacándose por el incremento en la tecnificación de la industria. La acuicultura ha mostrado una tasa de expansión del 5,3% entre 2001 y 2018, destacándose como el sector productivo de alimentos de mayor crecimiento mundial.
Este crecimiento se debe a la necesidad de cubrir los requerimientos nutricionales de una población en aumento, que se espera alcance los 9,5 billones de habitantes en 2050, con recursos naturales limitados, especialmente tierra cultivable y agua dulce. La alimentación y nutrición son fundamentales en la producción de peces en cultivo, especialmente en sistemas intensivos, donde el alimento representa el 50-60% del costo total de producción y depende del acuicultor.
Avances en la Producción de Alimentos para Acuicultura
El progreso en la industria de alimentos para la acuicultura ha sido clave para el desarrollo e intensificación de los cultivos de peces. Este progreso se refleja en la tecnología de producción de alimentos y la formulación de dietas:
- Tecnología de producción de alimentos: Se han logrado avances en la calidad de los alimentos mediante tecnologías que permiten un mejor proceso de molienda, mezcla y peletización (ej: extruido), alcanzando una mayor estabilidad y manteniendo los componentes nutricionales durante el transporte y almacenamiento.
- Formulación de dietas: Se ha logrado disminuir la dependencia de ingredientes de origen marino, en particular harina y aceite de pescado, reduciendo la presión sobre las poblaciones de peces marinos.
La tecnología de extrusión es la más reciente en la producción de pellets para peces y crustáceos, permitiendo regular la flotabilidad del pellet según las necesidades del acuicultor. En el pasado, la investigación se centró en determinar los requerimientos nutricionales de las especies de interés acuícola, pero en las últimas décadas se ha avanzado en la formulación de dietas.
Lea también: Crecimiento y Alimentación Adolescente
Disminución de la Dependencia de Ingredientes Marinos
Se ha logrado un gran progreso en disminuir la dependencia de las dietas para peces del uso de ingredientes de origen marino, en particular harina y aceite de pescado. Esto se refleja en la fuerte caída en la relación existente entre kilogramos de pez marino requerido para producir un kilo de pez de cultivo, que hoy en día ronda los 0,60 - 0,63 kg comparado con 1,04 kg hace 30-35 años. Los ingredientes alternativos deben cumplir con requisitos como disponibilidad, precio competitivo, fácil manipulación, transporte, almacenamiento y uso en la producción de alimentos. Destacan las proteínas y aceites de origen vegetal terrestre, subproductos derivados de la industria animal terrestre y derivados de la industria procesadora de productos marinos.
Las proteínas vegetales terrestres son las que más desarrollo han experimentado en el reemplazo de harina de pescado en la formulación de dietas para peces en la industria acuícola, en particular para especies carnívoras como son los salmónidos. Estas fuentes de proteínas deben tener un contenido proteico relativamente alto, un perfil de aminoácidos adecuado, elevada digestibilidad de los nutrientes, palatabilidad aceptable y bajo contenido de factores anti-nutricionales.
Sin embargo, en peces carnívoros, el rendimiento del crecimiento suele ser inferior (10% o más) comparado con dietas a base de harina de pescado, a pesar de ser dietas equivalentes en concentración proteica y densidad energética. Se requiere más investigación para mejorar estos aspectos y aumentar la sostenibilidad de la acuicultura.
Las ERA Producen Su Propio Alimento Para Peces
El Uso de Ingredientes Vegetales en Dietas para Peces
La industria acuícola ha logrado introducir una cantidad elevada de ingredientes vegetales en el alimento para peces, sin alterar significativamente el crecimiento y el índice de conversión del alimento de los peces. Esto se ha logrado mediante un procesamiento apropiado del alimento, una formulación óptima de dietas, y una suplementación de aminoácidos y micro nutrientes.
La incorporación de vegetales en dietas de salmónidos en Noruega, a modo de ejemplo, se incrementó abruptamente durante los últimos diez años, constituyendo hoy en día más del 80% de la dieta. Porque estos ingredientes son más económicos y abundantes que los ingredientes marinos. Los coproductos del poroto de soya, como la harina de soya, han demostrado tener el mejor perfil de aminoácidos para salmónidos (por ejemplo, salmón del Atlántico (Salmo salar) y la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss)).
Lea también: Dietas líquidas para adelgazar
Fuente: Torrissen et al., 2011
Los peces de cultivo, como los salmónidos, no requieren harina de pescado o aceite de pescado para crecer, pero si requieren aminoácidos, lípidos, algunos minerales y vitaminas. Esto significa que los peces pueden ser alimentados con una amplia gama de ingredientes para satisfacer sus requerimientos nutricionales.
Sin embargo, el uso de ciertos ingredientes vegetales en dietas de salmónidos, como leguminosas u oleaginosas, no está exento de desafíos y desventajas. La mayoría de las plantas contienen factores antinutricionales que pueden elevar el riesgo de trastornos relacionados con la nutrición en peces. También hay muchos otros factores antinutricionales que pueden afectar el crecimiento, el índice de conversión del alimento, la palatabilidad, y la salud de los peces.
A pesar de que muchos de estos problemas pueden ser resueltos a través del procesamiento de ingredientes alimenticios y mejoramiento genético de plantas, se ha documentado que una alta inclusión dietaria de leguminosas (por ejemplo, harina de soya o de concentrado proteico de arveja) causa inflamación del intestino distal en peces de cultivo, especialmente en salmónidos.
Un reciente meta-análisis del efecto de proteínas vegetales sobre la tasa específica de crecimiento (SGR) en salmónidos, reveló que incrementando la inclusión dietaria de harina de soya, concentrado proteico de soya, y de harina de canola, disminuye significativamente la SGR. Por lo tanto, pueden surgir muchas preguntas acerca del uso de vegetales como ingredientes alimenticios en la industria acuícola.
Lea también: K-Pop y Dietas Extremas
Ingredientes Microbianos como Alternativa Sostenible
El uso de ingredientes microbianos puede ayudar a resolver los desafíos que hoy enfrenta la industria acuícola para lograr un crecimiento sostenido, ya que éstos son prominentes ingredientes sustentables de alta calidad nutricional para peces. Por lo tanto, en el futuro, las dietas para peces deberían basarse en materias primas alimenticias y en subproductos vegetales que no sean aptas para el consumo humano.
Los ingredientes microbianos que provienen de bacterias, levaduras y microalgas se consideran sustentables, ya que estos últimos presentan una tasa de crecimiento rápida, no requieren tierras de cultivo o grandes cantidades de agua dulce para ser cultivados y, finalmente, pueden ser cultivados independientemente de las condiciones climáticas presentes. Además, bacterias y levaduras tienen la capacidad de convertir recursos naturales de bajo valor, como el gas natural y subproductos procedentes de la agricultura y silvicultura, como árboles y bagazo de caña de azúcar, en proteínas de alta calidad, para ser usadas en dietas de salmones. Asimismo, las microalgas pueden convertir el CO2 y la luz solar, en proteínas y en lípidos de alta calidad.
Fuente: Departamento de Ciencias Animales y Acuícolas de la “Norwegian University of Life Sciences” (NMBU)
El grupo de investigación en nutrición de peces del Departamento de Ciencias Animales y Acuícolas de la “Norwegian University of Life Sciences” (NMBU), ha estado trabajando durante los últimos 20 años con diferentes ingredientes microbianos provenientes de bacterias, levaduras y microalgas. Este equipo de investigadores ha documentado que salmónidos alimentados con ingredientes microbianos presentan un crecimiento similar a esos alimentados con harina de pescado de alta calidad y sin mostrar efectos negativos en la salud, lo cual destaca la calidad e inocuidad de estos ingredientes. Sorprendentemente, este grupo también reveló que ciertos ingredientes microbianos fueron capaces de contrarrestar significativamente los efectos negativos de dietas con alto contenido de ingredientes vegetales (por ejemplo, harina de soya) sobre la salud de salmónidos.
Harina Bacteriana como Ingrediente Alimenticio
Uno de estos ingredientes microbianos es una harina bacteriana producida a partir de gas natural, la cual consiste principalmente de Methylococcus capsulatus (Bath) y en una menor medida de Ralstonia sp., Brevibacillus agri, y Aneurinibacillus sp. Los lectores pueden referirse a Øverland et al. (2010b) para obtener una revisión detallada sobre esta harina bacteriana como ingrediente alimenticio para especies monogástricas.
La composición nutricional de la harina bacteriana es similar a la de harina de pescado, conteniendo aproximadamente un 70% de proteína cruda y un 8% de lípidos (Tabla 1). Esta harina bacteriana también presenta un muy buen perfil de aminoácidos comparado con al requerimiento nutricional de los peces, y contiene además un 10% de ácido nucléico y otros componentes que poseen un efecto positivo para la salud de los peces.
Al evaluar el efecto de la harina bacteriana sobre el crecimiento de peces marinos carnívoros, se demostró que ésta puede sustituir hasta el 52% de la harina de pescado de alta calidad en dietas de salmón del Atlántico y un 38% en dietas de trucha arcoíris. Además, el salmón del Atlántico y la trucha arcoíris demostraron una adaptación rápida a dietas conteniendo harina bacteriana.
El grupo de investigaciones en el NMBU también demostró lo valioso que son las levaduras Candida utilis y Kluyveromyces marxianus, y la microalga Chlorella vulgaris, como fuentes proteicas en dietas de salmón del Atlántico. En detalle, las levaduras Candida utilis y Kluyveromyces marxianus lograron reemplazar el 40% de la proteína de harina de pescado de alta calidad en dietas, sin afectar negativamente el crecimiento, la retención de nutrientes, y el índice de conversión del alimento en el salmón del Atlántico. Por lo tanto, los resultados sugieren que estos ingredientes microbianos son prometedores recursos alimenticios para los salmónidos.
Enteritis Inducida por Harina de Soya (SBMIE)
Salmónidos alimentados con dietas conteniendo niveles moderados y elevados de harina de soya en reemplazo de harina de pescado, desarrollan una inflamación del intestino distal, que es conocida como enteritis inducida por harina de soya (SBMIE). Como el establecimiento de la SBMIE es muy reproducible en el salmón del Atlántico, la SBMIE ha sido utilizada extensivamente como modelo para investigar las respuestas digestivas e inflamatorias de los peces a la inclusión dietaría, tanto de ingredientes vegetales como de ingredientes con efectos beneficiosos para la homeostasis intestinal.
Generalmente, la SBMIE es caracterizada por un conjunto de cambios en la morfología, proliferación celular, microbiota, y expresión génica del intestino distal de salmónidos. Desaparición de vacuolización supranuclear en enterocitos, ensanchamiento de la lamina propria por infiltrado inflamatorio, edema, reducción en la altura de los pliegues, y disrupción difusa de la barrera epitelial son los típicos cambios morfológicos del intestino asociados a SBMIE.
Fuente: van den Ingh et al., 1991
La regeneración epitelial es una respuesta característica al daño tisular inducido por inflamación. Un aumento en la proliferación celular y en la migración ascendente de células epiteliales, desde la cripta hasta la punta de los pliegues en el intestino distal del salmón del Atlántico, es también descrito como signo patognómico de SBMIE. La proliferación y migración celular han sido evaluadas a través del uso de marcadores, como el antígeno nuclear de proliferación celular (PCNA) y la bromodesoxiuridina (BrdU) en epitelio intestinal de peces, respectivamente.
)
Fuente: Grammes et al., 2013
Salmones del Atlántico cursando SBMIE, han sido recientemente caracterizados con una mayor cantidad relativa de Lactococcus lactis subsp. lactis en el intestino distal, en comparación con peces alimentados con una dieta basada en harina de pescado. El rol exacto de esta mayor cantidad relativa de Lactococcus lactis subsp. lactis, el cual es un conocido probiótico, en peces con SBMIE, aún es desconocido.
Proyecto para Mejorar la Alimentación de Peces Marinos Nativos
Una propuesta innovadora liderada por la Dra. Katherine Alveal, investigadora científica del Centro de Innovación Acuícola AquaPacífico, es la que se está desarrollando con Fondos de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico (FONDEF) de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), cuyo objetivo es investigar los potenciales beneficios de incorporar levaduras marinas a dietas formuladas para peces marinos nativos de cultivo, que podrían mejorar tanto la tasa de crecimiento como de supervivencia.
El proyecto consiste en desarrollar un prototipo de alimento formulado que será suplementado con una mezcla de levaduras marinas autóctonas, con el objetivo de mejorar el bienestar fisiológico y productivo en la etapa de preengorda de peces marinos. La hipótesis que plantea el proyecto es que la inclusión de estas levaduras mejorará la tasa de crecimiento y la sobrevida de ejemplares expuestos a eventos de hipoxia (bajas de oxígeno).
Las levaduras marinas son hongos unicelulares o microorganismos presentes de forma natural en el intestino de los peces. Forman parte de la microbiota intestinal de peces sanos, estimulan su sistema inmune mediante compuestos que forman parte de su pared celular como β-glucanos y manoproteínas y los protege de enfermedades infecciosas. Además, producen compuestos de alto valor biológico y nutricional como proteínas, vitaminas, pigmentos, enzimas, ácidos nucleicos y poliaminas”, explica la Dra. Alveal.
En la misma línea, la investigadora señala que “las levaduras marinas autóctonas pueden ser incluidas como suplementos en el alimento formulado para peces marinos, pudiendo contribuir con un efecto benéfico en la etapa de preengorda de juveniles de Palometa (Seriola lalandi), una especie que actualmente ha adquirido un especial interés comercial a nivel nacional e internacional”.
Quínoa como Componente Clave en Dietas para Peces
La quínoa, grano ancestral de Los Andes, promete ser un componente fundamental en las nuevas dietas de peces cultivados en el norte de Chile. Las características de la quínoa la sitúan como una alternativa valiosa como ingrediente para la fabricación de alimentos para animales.
En comparación con cereales tradicionales como el maíz y el trigo, la quínoa exhibe elevados niveles de aminoácidos esenciales como la lisina y la metionina. El Dr. Claudio Álvarez, líder de la iniciativa e investigador del CEAZA, señala que las investigaciones actuales apuntan a “buscar nuevos ingredientes que permitan generar alimentos para peces marinos reemplazando un porcentaje de lo que es el principal ingrediente de cultivo de peces, que es la harina de pescado. “En ese contexto, nace esta propuesta que trata de introducir la harina de quínoa.
“La harina de pescado tiene 20 aminoácidos que son súper importantes para la producción de tejido muscular. Es lo que se hace en acuicultura, producir músculo que vamos a consumir con el pescado. En el caso de las harinas vegetales, normalmente no tienen todos los aminoácidos mencionados. Pero la quínoa sí los tiene, contiene los veinte aminoácidos más importantes “, contrasta el Dr.
Creatina como Suplemento Nutricional
La creatina como suplemento nutricional también ha sido evaluada en el cultivo de diversas especies de peces, en particular peces carnívoros. Algunos de los beneficios observados incluyen aumento de la actividad antioxidante y de la calidad organoléptica de la carne, mejora en la homeostasis de los lípidos, mayor reclutamiento de nuevas fibras musculares y un aumento en el rendimiento productivo de los peces. También se ha evaluado su potencial efecto en la capacidad osmorreguladora de los peces, sin embargo, estos resultados han sido inconsistentes y, por lo tanto, se requiere de más estudios al respecto.
Si bien la creatina no es considerada esencial desde el punto de vista nutricional en peces, debido a que poseen la capacidad endógena de sintetizarla, bajo ciertas circunstancias, como al consumir dietas con alto contenido de proteínas de origen vegetal terrestre en reemplazo de harinas de origen animal, podría clasificarse como 'nutriente condicionalmente esencial' (Villasante et al., 2023), tal como se ha sugerido para veganos o vegetarianos (Ostojic 2021). Esto se debe a que para su síntesis se requieren dos aminoácidos esenciales: arginina y metionina.
tags: #Dieta
Publicaciones populares:
