El camarón está ahora establecido como uno de los productos del mar más consumidos y goza de una popularidad considerable en todo el mundo. con una expansión creciente en muchos países y regiones. Es un sector importante de la lucrativa industria de la acuicultura.
El mercado mundial del camarón fue de US $ 18.30 mil millones en 2020 y se proyecta que alcance unos US $ 23.4 mil millones para 2026 con la expansión de la producción en muchas regiones del mundo. Los camarones están disponibles en varias especies como L. vannamei, P. monodon , y M. rosenbergii , el camarón gigante de agua dulce.
Todos estos son muy populares en el mercado internacional, y muchos países están fomentando la producción de camarón dando incentivos a los agricultores y ofreciendo incentivos financieros. Para satisfacer las crecientes demandas en Europa y América del Norte, los principales países productores de camarón como India, Porcelana, Vietnam, Indonesia, Tailandia México y Ecuador continúan requiriendo una oferta lo suficientemente grande para satisfacer sus fuertes mercados nacionales y de exportación.
La necesidad de dietas comerciales eficientes
Como todas las empresas de acuicultura intensiva, la principal limitación es la necesidad de dietas comerciales eficientes que puedan satisfacer sus estrictos requisitos nutricionales (NRC 2011) y que se basen en una plataforma sostenible de ingredientes que suministren nutrientes clave en una formulación equilibrada para permitir un crecimiento máximo y una eficiencia alimentaria óptima.
Las dietas de camarón pueden contener niveles bajos de ingredientes marinos como harina de pescado y subproductos de la pesca (harina de calamar, e hidrolizados de pescado), pero en gran parte comprenden ingredientes vegetales como la harina de soja, harina y granos de gluten de maíz como ingredientes de relleno y fuentes de almidón ricas en energía, como fracciones de harina de trigo y maíz, colocando cargas adicionales a la sostenibilidad de los recursos disponibles.
Ahora se tienen en cuenta las consecuencias a largo plazo de una industria mundial de camarones de cultivo en expansión y el uso sostenible de las harinas de soja debido a las presiones ambientales asociadas con su producción en países como Brasil y al aumento de la deforestación, así como a la necesidad de agua y nutrientes. .
Este es el principal motivo de la controvertida relación PEPS in:fish out para varias especies, recientemente refinada por Kok et al 2020. En consecuencia, la industria de la acuicultura está cambiando la atención hacia ingredientes novedosos que pueden cumplir los objetivos y requisitos con una huella de carbono reducida, una mayor transparencia de la cadena de suministro de piensos y el reconocimiento de los consumidores por cumplir con la agenda de sostenibilidad.
Existe un potencial considerable para los concentrados de proteína a base de granos derivados de las industrias de fermentación clásicas para el alcohol potable, pero más recientemente los coproductos que se originan en el sector de biorefinería industrial para la generación de combustible de etanol a partir de maíz y trigo están ganando impulso. Estos han sido defendidos y probados para la acuicultura y en dietas formuladas para carpa y tilapia con mucho éxito.
Plataforma de biotecnología innovadora
Una empresa con sede en EE. UU. Con esta intención es POETA Nutrición , que tienen su sede en Sioux Falls, Dakota del Sur. Su innovadora plataforma de biotecnología asociada con la generación de biocombustibles a partir de maíz ahora ha producido coproductos avanzados, a saber, una gama de proteínas fermentadas de maíz combinadas con levadura y de un perfil de aminoácidos digestible muy alto y energía digestible que se puede utilizar tanto para peces como para camarones.
Proteína fermentada de maíz NexPro®, resulta de la separación mecánica posterior a la fermentación del producto DDG utilizando una tecnología patentada llamada Coproductos de vinaza maximizada. Al fraccionar el material después de la fermentación, permitiendo que el proceso de fermentación aumente la separación y debilite la matriz de la pared celular de las fracciones fibrosas.
Esto también permite una mayor concentración de levadura Saccharomyces cerevisae inactiva utilizada para la producción de alcohol. La solución tiene una proteína cruda superior (~ 50 vs ~ 28%), niveles más bajos de fibra cruda y una composición nutricional mejorada en comparación con los DDGS tradicionales.
Poet Nutrition ha realizado una serie de ensayos independientes con varias especies, incluido el salmón del Atlántico ( Salmo salar ) y trucha arcoiris ( Onchorhyncus mykiss ), tilapia y camarón con excelentes resultados. El trabajo de los salmónidos se informó anteriormente en IAF en 2020, 2021.
Este artículo presentará ensayos con L.vannamei para evaluar el rendimiento de NexPro® en condiciones experimentales clásicas.
Para evaluar su eficacia, ensayos de alimentación realizados con el objetivo principal de evaluar la eficacia de una proteína fermentada de maíz (CFP) en camarones, y su viabilidad como fuente de proteína de alta calidad para uso en formulaciones de alimentos acuícolas.
Nuestros objetivos son caracterizar el rendimiento del crecimiento y las métricas de utilización de alimento para camarones juveniles y determinar
el nivel óptimo de inclusión práctica de CFP en dietas típicas de tipo de producción para L. vannamei . Se realizaron ensayos de crecimiento secuencial para evaluar el uso de proteína fermentada de maíz en camarones de patas blancas del Pacífico prácticos ( L. vannamei ) formulaciones de piensos.
Dietas experimentales y ensayos de crecimiento
Se llevaron a cabo ensayos de crecimiento secuencial en la Estación de Investigación Pesquera E. W. Shell en Auburn, ALABAMA, ESTADOS UNIDOS. Los productos de CFP se obtuvieron de Flint Hills Resources (Wichita, KANSAS, EE. UU.) (Ahora grupo POET Nutrition) Un ensayo preliminar (Ensayo 1) con 4 dietas y un segundo ensayo (Ensayo II) con cinco dietas experimentales (Tablas 1, 2) se formularon utilizando CFP como sustituto de la harina de pescado en el ensayo 1 y luego una combinación de harina de pescado y harina de soja en el ensayo II.
La composición aproximada de las dietas se analizó en los Laboratorios Químicos de la Estación Experimental Agrícola de la Universidad de Missouri (Columbia, MES, EE. UU.) Según los métodos de la AOAC (2000) y presentados para las respectivas formulaciones de dietas (Tablas 1 y 2).
Las dietas se prepararon mezclando los ingredientes secos en una batidora (Hobart, Troya OH, EE. UU.) Durante aproximadamente 15 minutos.
Luego se incorporó aceite de pescado, seguido de la adición gradual de agua hirviendo a la mezcla hasta obtener una consistencia adecuada para la granulación. A continuación, las dietas se pasaron a través de un troquel de 2,5 mm en una picadora de carne. Los gránulos húmedos se colocaron luego en un horno de aire forzado (<50 ° C) durante la noche para alcanzar un contenido de humedad de menos de 10. Los gránulos secos se desmenuzaron, embalado en bolsas selladas, y se almacena en un congelador hasta que se requiera.
En el primer ensayo, camarones juveniles L. vannamei ) (1,24 g de peso inicial) se sembraron en acuarios replicados (cuatro repeticiones asignadas al azar por tratamiento) con un volumen de 80 L cada uno como componente de un sistema de recirculación a una densidad de población de 10 camarones por tanque. El sistema de cultivo de recirculación interior consistió en tanques de cultivo, sumidero con filtro biológico, filtro de cuentas, bomba de circulación y aireación suplementaria.
Cada dieta experimental se asignó al azar a cuatro tanques replicados por tratamiento. Los camarones se pesaron en grupo al inicio y al final de la prueba de crecimiento (cinco semanas). Fueron alimentados con las dietas experimentales cuatro veces al día con dos tomas por la mañana y dos por la tarde.
Los insumos de alimento se fijaron en función del crecimiento histórico y la ingesta de alimento, con la cantidad de alimento consumido cuidadosamente monitoreado para los cálculos de la tasa de conversión de alimento (FCR) y métricas relacionadas como el coeficiente de crecimiento térmico (TGC), un parámetro de crecimiento que incorpora los efectos de la temperatura sobre el metabolismo.
Probando un rango de inclusión más específico
Este estudio utilizó los mismos ingredientes que en la primera prueba, pero probó un rango de inclusión más específico y más estrecho para encontrar mejor la inclusión para un rendimiento optimizado. entonces 6, 12, 18 y 24 por ciento, por ejemplo. Se emplearon los mismos sistemas experimentales de explotación y condiciones de cría. De nuevo, Se utilizaron camarones postlarvales con un peso medio inicial menor de 0.25 gy una capacidad para un mayor coeficiente de crecimiento térmico (TGC).
Durante el período de crianza de los dos ensayos I y II, oxígeno disuelto (OD), temperatura, salinidad, y el pH se midió dos veces al día en uno de los tanques de cría usando un medidor YSI 556 MPS (Yellow Spring Instrument Co, Manantiales amarillos OH, ESTADOS UNIDOS). Se tomaron muestras de agua en uno de los tanques para determinar el nitrógeno amoniacal total (TAN) semanalmente.
Todos los datos se analizaron estadísticamente mediante un análisis de varianza de una vía para determinar diferencias significativas (P <0,05). La prueba de comparación múltiple se utilizó para determinar diferencias significativas entre las medias de tratamiento si se observaba un efecto de tratamiento significativo.
Se utilizó una prueba Dunnet T para comparar el basal con los otros tratamientos. Todos los análisis estadísticos se llevaron a cabo utilizando SAS (V9.4. SAS Institute, Cary, CAROLINA DEL NORTE, ESTADOS UNIDOS).
Resumen de resultados
En el primer ensayo, la harina de pescado se reemplazó sobre una base iso-nitrogenada e iso-lipídica con hasta un 30 por ciento de CFP. Los resultados indicaron que hasta un 20 y un 30 por ciento eran niveles factibles incluidos en la dieta. Los datos de rendimiento de crecimiento completo y utilización de alimento se muestran en la Tabla 3.
En el segundo juicio, Se evaluaron 5 dietas con una inclusión máxima del 24 por ciento en niveles incrementales de 0, 6, 12, 18 y 24 por ciento. En este juicio, el nivel más bajo (6% CFP) en realidad mejoró el crecimiento por encima del grupo de control.
Aunque, no hubo diferencias significativas entre el más alto de inclusión y la dieta basal, pero se consideró que un nivel del 24 por ciento era máximo en estas condiciones, según lo validado por la prueba Dunnet T, en comparación con el nivel más alto de inclusión de CFP en el camarón alimentado con dieta basal (Cuadro 4).
Una inclusión óptima del 18 por ciento para NexPro® en un nivel de inclusión mucho más alto, algunas limitaciones de nutrientes, incluidos los niveles marginales de aminoácidos esenciales, La diferencia de digestibilidad o el hecho de que la harina de pescado se encuentra en niveles muy bajos de la dieta se hace evidente. Sin embargo, La ventaja económica sigue siendo para el agricultor debido al ahorro en los costos generales de alimentación.
La sostenibilidad es un objetivo internacional importante
El uso de ingredientes alternativos para reemplazar la harina de pescado y la harina de soja es ahora un objetivo internacional importante, que tiene como objetivo compensar las consecuencias ambientales y éticas asociadas con el uso de concentrados de alta proteína marinos y terrestres como la harina de soja.
Ha habido muchas estrategias para utilizar otros ingredientes en las dietas comerciales de camarones y, más recientemente, en la harina de insectos, algas y varias proteínas unicelulares (SCP) de microbios y levaduras como Roy et al (2009).
Estos han sido probados en camarones con buen éxito. Sin embargo, Estos ingredientes exóticos han resultado costosos debido a las limitaciones de suministro y al alto costo de producción. También pueden tener algunas limitaciones debido a la presencia de componentes estructurales de la pared celular y especificaciones nutricionales variables.
Las alternativas han incluido con éxito coproductos de procesos industriales que incluyen corrientes tanto de la industria potable como del bioetanol y esta última atrae mucho interés para las dietas acuícolas. Aunque existen muchos estudios para promover la consideración de granos secos de destilería y diversas formas de DDG y DDGS de alto contenido proteico, estos productos son de calidad variable para la acuicultura y tienen amplios rangos de contenido de proteína y valor energético.
También suelen tener un contenido apreciable de fibra insoluble y, por lo tanto, es posible que no se digieran completamente dentro del tracto gastrointestinal de los peces o para los camarones, donde el intestino es corto y el tiempo de tránsito de la digesta es bastante rápido. El margen de restricción actual para la inclusión de HP-DDGS con alto contenido de proteínas puede atribuirse en parte a la fibra (NSP de polisacáridos sin almidón) en productos a base de granos, pero también a los niveles reducidos de colesterol y fosfolípidos cuando se reduce la harina de pescado. Estos se consideran esenciales para el crecimiento y la salud del camarón y deben incluirse en las dietas.
También, existen problemas relacionados con la digestibilidad general y la disponibilidad de aminoácidos indispensables y estos pueden volverse limitantes en inclusiones más altas de productos de tipo HD-DDGS. También existe un problema de palatabilidad potencial cuando la harina de pescado se reduce en las formulaciones y los camarones son particularmente sensibles con respecto a las propiedades gustativas y olfativas de la dieta.
Estos trabajadores estudiaron la capacidad de los hidrolizados de proteínas de subproductos del atún (TBPH) para mejorar la calidad y digestibilidad del camarón blanco del Pacífico ( Litopenaeus vannamei ) alimentados con dietas bajas en harina de pescado. Muchos de estos factores pueden corregirse mediante el uso de enzimas exógenas para ayudar a la digestión, como las proteasas, carbohidrasas que degradan mejor las proteínas y los polisacáridos sin almidón (NSP). El uso de fitasa puede aumentar enormemente la disponibilidad de P en dietas formuladas en especies acuáticas y camarones.
En efecto, se necesita más trabajo para complementar las dietas con alto contenido de proteínas en cereales con aminoácidos esenciales como la metionina, lisina y treonina para elevar la barrera para cumplir con el concepto de 'aminoácido ideal' conocido por ser importante para lograr el máximo rendimiento y cumplir con los requisitos para la acumulación de proteínas en los tejidos clave, órganos como el músculo durante las fases de crecimiento intensivo.
La palatabilidad y la aceptación de la dieta se pueden mejorar en gran medida mediante la adición de atrayentes en la dieta, como extractos / aceites de harina de almejas y calamares y suplementos como glicina-betaína, Solubles de pescado seco:aminas con alto contenido biogénico en la dieta para iniciar una respuesta robusta al pienso.
Muy eficaz dentro de márgenes óptimos
Nuestros resultados indican que NexPro® es muy eficaz dentro de los márgenes óptimos cuando se adapta a las dietas para camarones a expensas de la harina de pescado y la harina de soja, mientras mantiene los niveles equilibrados de proteínas y lípidos para L. vannamei .
Se descubrió que podíamos incluir sin comprometer el rendimiento hasta un 18-20 por ciento y reducir significativamente los componentes de la dieta de la soja y la harina de pescado. El rendimiento del crecimiento del camarón y los parámetros de utilización del alimento estuvieron dentro de la normalidad esperada para esta especie y solo en el 24 por ciento observamos alguna reducción en el crecimiento en comparación con los grupos de dieta de control para ambos ensayos.
Sin embargo, el rendimiento de este tratamiento fue rentable debido al costo reducido del alimento y generaría un margen de ganancia para el agricultor con un período de crecimiento de 100 días hasta la cosecha en comparación con una formulación con alto contenido de harina de pescado.
El trabajo futuro se dirige a optimizar el uso del producto y ampliar su nivel de inclusión. También, Existe la necesidad de evaluar las propiedades funcionales potenciales sobre la integridad de la salud intestinal en camarones en condiciones típicas de cultivo. Las investigaciones incluirán un examen de sus efectos sobre la resistencia a enfermedades basado en pruebas de provocación de patógenos, supervivencia y también equilibrio microbiano intestinal y examen de las características histológicas de los indicadores del estado de salud del intestino y del hepatopancreas.
La inclusión de NexPro® ya genera beneficios de costos, ya que el precio de la formulación de la dieta se reduce significativamente con un 20 por ciento de inclusión, medido por la tasa de crecimiento y la tasa de conversión económica (FCR) económica.
Esto promete mayores ganancias para el agricultor al tiempo que cumple con la importante agenda sostenible y contribuye a la reducción de proteínas marinas y terrestres al llenar la 'brecha de proteínas' emergente en la producción acuícola mundial.
Sobre los autores
Este artículo fue muy amablemente contribuido a esta publicación por el profesor Simon J. Davies, Editor de la revista International Aquafeed, Profesor auxiliar, Universidad Nacional de Irlanda, Galway, Irlanda y Derek Balk y Melissa Jolly-Breithaupt, Poeta Nutrición, Sioux Falls, ESTADOS UNIDOS.
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