de Waldo G Nuez-Ortín, Sam Ceulemans, Dolores I. Batonon-Alavo, Yves Mercier,
Adisseo
Alimentos para la acuicultura a base de plantas y suplementos de aminoácidos
La harina de pescado ha sido la fuente de proteína preferida en las formulaciones de alimentos acuáticos, pero cada vez está menos disponible y es más caro. Las fuentes de proteínas vegetales más baratas se han popularizado dentro de la industria de alimentos para la acuicultura, particularmente harinas a base de soja y maíz. Aunque el contenido de proteína cruda de los ingredientes de origen vegetal podría ser comparable al de la harina de pescado, dichos ingredientes son generalmente menos digeribles y deficientes en uno o más aminoácidos esenciales (EAA). En particular, Los piensos acuícolas a base de harina de soja son deficientes en aminoácidos de azufre totales (TSAA) y los piensos acuícolas a base de harina de maíz son deficientes en lisina (Lys).
Es más, La deficiencia de TSAA aumenta con los niveles crecientes de ingredientes vegetales en las formulaciones de alimentos acuícolas (Goff y Gatlin III, 2004). Por lo tanto, aminoácidos cristalinos, principalmente Lys y metionina (Met), se utilizan cada vez más para suplir las deficiencias de EAA en alimentos acuícolas de origen vegetal para mantener la síntesis de proteínas y un rendimiento óptimo.
Debido a que Met es un precursor de la cisteína (Cys), los niveles de Cys en la dieta afectarán el requerimiento de Met en la dieta. Por lo tanto, estos dos EAA muestran funciones superpuestas, y muchos estudios determinan el requisito de la TSAA (es decir, Met + Cys) en lugar del requisito de Cumplir solo [Consejo Nacional de Investigación (NRC), 2011].
Aunque tanto el requisito de Met por sí solo como el requisito de TSAA deben considerarse en la formulación del pienso, ya que varían ampliamente entre especies (ver Tabla 1; NRC, 2011), Los requisitos de EAA generalmente se han determinado en condiciones experimentales óptimas (es decir, temperatura, suministro de oxígeno, comida disponible, y densidad de población), pero no hay información disponible para los requisitos de EAA en condiciones naturales de producción.
Suplementación de metionina
La metionina se puede complementar en tres formas sintéticas diferentes disponibles en el mercado:L-Met (99 por ciento de sustancia activa), la forma biológicamente activa de Met en proteínas vegetales o animales; DL-Met (99 por ciento de sustancia activa), una mezcla racémica de 50 por ciento de D-Met y 50 por ciento de L-Met, producido por síntesis química y utilizado como aditivo alimentario durante décadas, e hidroximetionina (OH-Met), un ácido hidroxilo con un grupo hidroxilo (OH) en lugar de un grupo amina (NH2) en el carbono asimétrico (Ver Figura 1). OH-Met está disponible como un producto líquido que contiene 88 por ciento de sustancia activa y 12 por ciento de agua o como sal de calcio.
Las diferencias en la estructura química conducen a diferencias en la absorción, conversión, y utilización de estas moléculas. Similar a otros EAA, DL-Met se absorbe mediante transporte activo. A diferencia de, porque el OH-Met es un ácido orgánico, es absorbido tanto por difusión pasiva como por transporte activo (Martín-Venegas et al., 2007), que es dependiente de Na + / H + y operado por el transportador de monocarboxilato 1.
Es más, mientras que tanto el D- como el L-Met se absorben a lo largo del tracto gastrointestinal, La absorción de OH-Met se completa al final del duodeno (Richards et al., 2005; Jendza y col., 2011). La conversión de L- y D-OH-Met en L-Met es un proceso de dos pasos, cada compuesto se convierte primero en ácido cetometiltiobutanoico (KMB) y luego se transamina a L-Met (Vázquez-Añon et al.2017) (Ver Figura 2). Esta conversión es impulsada por diferentes enzimas presentes en el tracto gastrointestinal, hígado y riñón (Fang et al. 2010).
Los efectos de la suplementación con Met van más allá de la síntesis de proteínas. El diferente metabolismo del OH-Met contribuye a mejorar la capacidad antioxidante y el sistema inmunológico de los animales, así como para aliviar las respuestas al estrés (Métayer et al., 2008). El concepto de un mejor efecto antioxidante de OH-Met en comparación con DL-Met está asociado con su mayor tendencia a estar involucrado en el ciclo de transulfuración, y para formar mayores cantidades de Cys, taurina y glutatión (Martín-Venegas et al., 2006), así como para aumentar la relación glutatión reducido / glutatión oxidado (Willemsen et al., 2011).
En peces teleósteos, el papel protector de OH-Met se ha asociado con la producción de taurina y con la mejora de la barrera física en el intestino y las branquias y del estado antioxidante y la inmunidad (Wu et al., 2018). La cys y el glutatión actúan como elementos rompedores de cadena de los procesos oxidativos (Métayer et al., 2008). Su producción mejorada por OH-Met mejora la capacidad de captación de radicales hidroxilo y la capacidad antioxidante enzimática, mejorando así la calidad de la carne y el filete mediante la mitigación de la oxidación de proteínas y lípidos (Xiao et al., 2012; Lebret y col., 2018).
Bioeficacia similar de las fuentes de metionina en animales acuáticos
A pesar del escaso número de estudios que comparan fuentes de metionina en animales acuáticos, múltiples estudios muestran que los peces pueden usar DL-Met u OH-Met con la misma eficacia que L-Met para cumplir con los requisitos de la TSAA. Debido a que la estimación de la bioeficacia (es decir, la eficiencia biológica en términos de rendimiento de crecimiento, como la ganancia de peso corporal y la tasa de conversión alimenticia) de DL-Met y OH-Met no siempre considera las diferencias en la ingesta de alimento, Se encuentran resultados contradictorios en la literatura.
El Met dietético afecta la ingesta de alimento y por lo tanto el rendimiento (Vázquez-Añón et al., 2017). Dada la estrecha asociación entre los niveles circulantes de Met y la ingesta voluntaria de alimento y el hecho de que el OH-Met se administra a los tejidos como OH-Met en lugar de Met, esta diferencia metabólica podría resultar en diferentes patrones de alimentación ad libitum entre animales suplementados con OH-Met y DL-Met (Vázquez-Añón et al., 2017).
Por lo tanto, la cantidad de Met ingerida por un animal (ingesta de Met =Met dietética x ingesta de alimento) debe tenerse en cuenta al comparar las fuentes de Met, ya que este criterio se ha seguido con otros aminoácidos como la lisina (Smiricky-Tjardes et al. 2004). Bajo tal consideración, tanto OH-Met como DL-Met eran 100 por ciento equivalentes a L-Met (Agostini et al., 2015; Vázquez-Añón et al., 2017).
Entre los 54 estudios revisados por pares que informaron la bioeficacia de la suplementación con Met publicados entre 1978 y 2019, 24 compararon la suplementación de diferentes fuentes de Met en diferentes dosis con una dieta deficiente en Met, pero solo 17 de estos estudios se realizaron en condiciones que permitían una comparación precisa entre las fuentes de Met.
En estos estudios, las diferentes fuentes de Met se suministraron en base equimolar o de azufre igual para obtener cantidades similares de Met + Cys en todos los tratamientos experimentales, así como niveles similares de otros nutrientes. Las diferentes fuentes de Met llevaron a rendimientos de crecimiento similares. Por ejemplo, Goff y Gatlin III (2004) informaron L-Met, DL-Met, y OH-Met como fuentes igualmente efectivas de Met para el tímpano rojo (Sciaenops ocellatus) (Ver Figura 3). Forster y Dominy (2006) determinaron que estas fuentes también podrían usarse para cumplir con los requisitos de Met para el camarón blanco del Pacífico (Litopenaeus vannamei). Ma et al. (2013) encontraron que el rodaballo (Psetta maxima) puede utilizar OH-Met tan eficazmente como, o mejor que, L-Met para lograr un máximo rendimiento.
A niveles dietéticos subóptimos, los peces alimentados con L-Met se comportaron mejor que los peces alimentados con OH-Met; a diferencia de, este último se desempeñó mejor en un nivel cercano al cumplimiento de los requisitos. Para el bagre de canal (Ictalurus punctatus), Zhao y col. (2017) encontraron que la suplementación de dietas deficientes en Met con OH-Met y DL-Met microencapsulado, en lugar de DL-Met cristalino, igualmente podría mejorar el rendimiento de crecimiento de esta especie (1,54 La suplementación de 0.1 por ciento de OH-Met en lugar de Met cristalino a una dieta deficiente en Met también promovió el crecimiento y la utilización de alimento del camarón blanco del Pacífico. lo que indica que esta especie puede utilizar eficazmente OH-Met (Chen et al., 2018).
Se observan bioeficacias similares cuando diferentes alimentos acuícolas se complementan con DL-Met u OH-Met. La Figura 4 muestra que se obtuvieron resultados similares de FCR en estudios que abordaron la suplementación de alimentos para peces o camarones con diferentes formas de Met. A pesar de la gran variabilidad entre los estudios, que se puede atribuir a los diferentes entornos experimentales, formulación de piensos, y especies de camarones o peces, Se informaron valores de FCR similares para ambas formas de Met.
En conclusión, Existe evidencia científica que respalda que el OH-Met puede ser utilizado eficientemente por especies acuáticas como precursor del L-Met. Es importante reconocer las diferencias estructurales entre DL-Met y OH-Met que resultan en diferentes mecanismos para la absorción y utilización de estas dos fuentes de Met, y que su bioeficacia debe compararse en función de la ingesta de Met. Por lo tanto, DL-Met y OH-Met son igualmente efectivos que los suplementos de Met para alimentos acuícolas de origen vegetal.
En conclusión, Existe evidencia científica que respalda que el OH-Met puede ser utilizado eficientemente por especies acuáticas como precursor del L-Met. Es importante reconocer las diferencias estructurales entre DL-Met y OH-Met que resultan en diferentes mecanismos para la absorción y utilización de estas dos fuentes de Met, y que su bioeficacia debe compararse en función de la ingesta de Met. Por lo tanto, DL-Met y OH-Met son igualmente efectivos que los suplementos de Met para alimentos acuícolas de origen vegetal.
