El papel de la nutrición de peces en la mejoría de la salud humana y la seguridad mundial. The role of fish nutrition in improving human health and global good security
Malnutrition represents the world’s greatest preventable health challenge, including both undernutrition and overnutrition. The role play by fish and seafood in global food supply and within the Americas is discussed, with aquatic food products offering a much healthier alternative to farmed terrestrial meat products. The paper highlights the important role played by fish nutrition in the formulation of fish and shrimp feeds, and in particular for the nutritional enhancement of farmed fish products through dietary fortification with essential nutrients and improved health attributes.
Derechos de autor 2022 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Últimos avances en el estudio de la biosíntesis de ácidos grasos Omega-3 de cadena larga en invertebrados Acuáticos
Los lípidos de la dieta son compuestos que proporcionan energía y nutrientes esenciales a los animales, incluidas las especies acuáticas cultivadas. Entre los compuestos lipídicos con mayor importancia en acuicultura destacan los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (≥C20) (en inglés, long-chain polyunsaturated fatty acids, LC-PUFA), concretamente el ácido eicosapentaenoico (EPA), el ácido docosahexaenoico (DHA) y el ácido araquidónico (ARA). Además de cubrir necesidades fisiológicas en los peces de acuicultura, asegurando su normal crecimiento y desarrollo, EPA y DHA, conocidos como “omega-3 de cadena larga” (en adelante “ω3 LC-PUFAs”), son considerados compuestos saludables para el ser humano. Tradicionalmente, los requerimientos de ácidos grasos esenciales de peces de cultivo y la provisión de ω3 LC-PUFAs en el pescado de acuicultura se han garantizado mediante la inclusión de ingredientes marinos como la harina y, especialmente, el aceite de pescado, ambos naturalmente ricos en EPA y DHA. La industria de piensos para acuicultura utiliza alrededor del 75 % de las harinas y aceites de pescado producidas a escala global. El carácter finito de estas materias primas, unido al previsible aumento en su demanda para garantizar la predecible expansión del sector, han impulsado la búsqueda de alternativas que permitan aliviar la presión sobre la explotación de pesquerías de las que derivan. Entre estas alternativas, los invertebrados marinos se han postulado como una fuente alternativa de ω3 LC-PUFAs para acuicultura y eso ha motivado, en parte, el interés por conocer los mecanismos endógenos por los que estos animales pueden biosintetizar ω3 LC-PUFAs esenciales como EPA y DHA.
Acuicultura Simbiótica como Nuevo Paradigma Productivo: Reduciendo Impactos y Aumentando Beneficios
La acuicultura simbiótica se basa en la utilización de microorganismos que ejercen una acción beneficiosa directa o indirecta sobre la salud del animal y sobre la calidad del agua de cultivo. Se reproducen varios tipos de microorganismos, bacterias, protozoos, levaduras y plancton que entablarán una relación simbiótica con camarones y peces que adicionalmente les servirán también como alimento de altísima calidad. Las bacterias que se utilizan pueden ejercer un efecto biorremediador. Esto se puede observar en el caso de las bacterias nitrificantes, las cuales eliminan amonio. Otros organismos biorremediadores son las bacterias heterótrofas, los protozoos y los hongos los cuales eliminan materia orgánica tal como heces y alimento no ingerido. También se usan las bacterias probióticas en esta tecnología. Estas tienen un efecto beneficioso en el tracto digestivo de camarones y peces, mejorando la supervivencia. Por último, el plancton ayuda a la biorremediación y sirve de alimento altamente nutritivo para peces y camarones. Las tecnologías biofloc y aquamimciry son en realidad dos tecnologías simbióticas. La tecnología simbiótica es toda aquella que utiliza microorganismos para el beneficio del cultivo. Asimismo, debe haber presencia de bioflóculos o coloides que no es más que esos microorganismos aglutinados en pequeñas formaciones globosas y de aspecto irregular. Actualmente la compañía BIOAQUAFLOC, desarrolla una tecnología simbiótica muy particular. En ella se tiene en cuenta los principios estrictos de la tecnología biofloc respecto del control de la calidad de agua y la corrección de sustancias nitrogenadas se realiza la adición de melaza. Sin embargo, se utilizan también algunos principios de la tecnología aquamimicry tal como la utilización de un toilet en el estanque que extrae sólidos sedimentados. También, como en aquamimciry, se apuesta por la adición de fermentos de cereal, leguminosos. Se usa aireadores que garanticen un movimiento y oxigenación del agua suficiente. Por último, se siembra a altas densidades, por encima de los 250 camarones/m2 y 100 peces/m3. Aunque también estamos haciendo experiencias en sistemas rústicos extensivos con acuicultura simbiótica sin aireación ni extracción de sólidos con espectaculares resultados productivos (densidades de 30 camarones/m2 y 10 peces/m3) Bioaquafloc usa un protocolo de generación de bioflóculos tanto para la maduración del agua antes de la siembra como a lo largo del ciclo. Esta combinación de técnicas simbióticas es extraordinariamente exitosa y principalmente evita la acumulación de nitrógeno amoniacal, afección de enfermedades y buenos desempeños en conversión del alimento (FCA<1). Los beneficios son muchos, pero principalmente los podemos agrupar en el aumento de la seguridad en la actividad acuícola, reducción de enfermedades, reducción de costos de alimentación, aumento de la calidad de agua y cuidado del medio ambiente (no utilización de harinas de pescado en el alimento, recambio cero de agua y no adición de productos químicos) entre otros.
Application of Poly-β-hydroxybutyrate in Shrimp Health Management. Aplicación de poli- β-hydroxybutyrato en el manejo de la salud del camarón.
Shrimp is one of the most cultured crustacean worldwide due to its high protein and nutrient content. At the same time shrimp aquaculture faces a huge challenge in controlling disease outbreaks. The extensive use of antibiotics to combat the infectious organisms has led to the emergence of antibiotic resistance which is a huge threat to humans and other living forms. Therefore, a more environment friendly treatment strategy should be devised. One such treatment option is the use of biopolymers such as polyhydroxyalkanoates (PHAs). The most widely used PHA is the anti-infective poly-β-hydroxybutyrate which can be fermented into immune stimulating short chain fatty acids by host bacteria or digestive enzymes. PHB produced by marine microorganisms are widely studied and considered to be a good source of PHB for industrial use. PHB has been found to possess multiple benefits to shrimp health which includes immune stimulation, antibacterial properties, increased secretion of digestive enzymes and growth promotion. Moreover, PHB-diet positively influences the gut microbiome of shrimp, therefore, promoting the overall health and growth.
Proteínas y péptidos de residuos líquidos pesqueros: Obtención, bioactividad y uso en la alimentación acuícola
La industria procesadora de productos pesqueros, derivado de sus actividades productivas, genera una importante cantidad de residuos líquidos, los cuales son comúnmente conocidos como efluentes pesqueros. Muchos de estos efluentes, son descargados al medio ambiente sin recibir algún tratamiento, generando un impacto negativo en los cuerpos de agua y zonas costeras donde son vertidos. Por otro lado, estudios han determinado que estos efluentes poseen concentraciones importantes de materia sólida, principalmente proteínas. Dicha proteína es de alta calidad considerando su perfil de aminoácidos, por lo cual es de interés emplear tecnologías para poder concentrarlas y recuperarlas. Una vez recuperada la fracción proteica de los efluentes pesqueros, a partir de esta se pueden obtener productos con alto valor agregado (p.ej. hidrolizados proteicos y péptidos bioactivos) aplicando tecnología enzimática. Las aplicaciones de estos nuevos productos en la industria alimentaria (humana o animal), pueden ser amplias y de importante valor económico. En esta revisión, se discutirá lo relacionado a alternativas de aprovechamiento de los efluentes generados en la industria pesquera, enfocándose en la recuperación y la utilización de fracciones proteicas. Se incluyen algunas técnicas empleadas para su obtención, mencionando sus ventajas y requerimientos; así como las propiedades tecno-funcionales y biológicas de las proteínas o sus hidrolizados proteicos obtenidos a partir de los efluentes pesqueros, y finalmente, se discutirá los usos y aplicaciones de efluentes pesqueros y sus hidrolizados como reemplazo de harina de pescado para la formulación de alimentos acuícolas, lo cual acarrea ventajas sobre el desempeño productivo y/o sobre distintos indicadores de la salud de los organismos.
Bacteriófagos: Herramientas de control biológico para una acuicultura sostenible
La terapia con fagos, trata infecciones bacterianas con bacteriófagos solos o en combinación con antibióticos tradicionales, se ha demostrado en casos de emergencia en diversos países; sin embargo, para que un bacteriófago sea útil para la terapia, debe aislarse del medio ambiente y demostrar que tiene ciertas características más allá de simplemente lisar cepas patogenas (bacteriana diana). Esto incluyen características deseables tales como un rango de hospedadores relativamente amplio y la capacidad de formar un lisógeno. Algunas de estas variaciones son utilizadas regularmente por algunos grupos de investigación. En esta revisión, describimos (1) los procedimientos de aislamiento y las variaciones que están diseñadas para aislar fagos con rangos de hospedadores más amplios, (2) los procedimientos de caracterización utilizados para mostrar que un fago puede tener utilidad en la terapia con fagos, incluidos algunos de los límites de dicha caracterización y (3) las advertencias de análisis esenciales para obtener genomas de alta calidad, excluyendo candidatos no deseados, evaluando rigurosamente la seguridad de un genoma de fagos y evaluando la contaminación de secuenciación. Este flujo de trabajo se ha desarrollado de acuerdo con los estándares de la comunidad para la secuenciación de alto rendimiento de genomas virales, así como los principios para los fagos ideales utilizados para la terapia. Proponemos estas pautas como un estándar mínimo como nuevos candidatos a fármacos en investigación.
Effects of nutritional status and environmental factors on the endocrine regulation of feeding in freshwater fish
In fish, food intake is ultimately regulated by feeding centers of the brain, which receive and process information from endocrine signals from both brain and peripheral tissues such as the gastrointestinal tract. These endocrine signals induce [orexigenic, such as orexin, neuropeptide Y (NPY) and ghrelin] or inhibit [anorexigenic, such as cocaine and amphetamine regulated transcript (CART), leptin, peptide Y (PYY), cholecystokinin (CCK), proopiomelanocortin (POMC)] food intake, and maintain energy homeostasis (1, 2). Levels of energy stores, feeding status (e.g. fasting) and diet composition, as well as environmental conditions (e.g. temperature, pH, oxygen levels) influence feeding and the expression of endocrine appetite regulators.
El Titarro (Lathyrus cicera L.) como una alternativa sustentable para el reemplazo de harina de soya en alimentos de Oncorhynchus mykiss
La sustentabilidad de la acuicultura se basa en la identificación e incorporación de nuevas materias primas alternativas (MPAs) para reemplazar la harina y/o aceite de pescado. Actualmente, se consideran distintas MPAs como la harina de soya, insectos o algas, entre otras. Sin embargo, la harina de soya es una de las harinas alternativas más ampliamente utilizada en la sustitución de la harina de pescado, importándose de países como EU, Argentina, Brasil, entre otros. Esto ocasiona una dependencia de las producciones de terceros países, el aumento de la huella de carbono, y un mayor costo de manufactura de los alimentos. Por lo tanto, es urgente la identificación de MPAs producidas localmente para sustituir la harina de soya. La harina de titarro (Lathyrus cicera) es una MPAs de producción local en España, y que ha sido seleccionada y caracterizada mediante un proceso que integró herramientas multiparamétricas. Y en este estudio, mediante una aproximación dosis-respuesta in vivo, se evaluó la sustitución de la harina de soya por la harina de titarro en dietas de trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss). El experimento se realizó en un sistema de recirculación con parámetros controlados (temperatura 15°C, oxígeno disuelto de > 7 mg/L, etc.). Se utilizaron un total de 360 juveniles (de 10 ± 0.5 g) que fueron alimentados diariamente al 3% de su biomasa durante un periodo de 90 días con dietas donde el 0, 8, 16, 33, 66 y 100% de la harina de soya fue sustituido por harina de titarro (nombradas como Control, T8, T16, T33, T66 y T100, respectivamente). Al finalizar el ensayo se evaluó el crecimiento de los juveniles y los niveles postprandiales de glucosa y triglicéridos en plasma. Los resultados de crecimiento mostraron valores significativamente menores en todos los parámetros de crecimiento (peso húmedo, ganancia en peso, tasa de crecimiento instantáneo, factor de conversión, entre otros) solo cuando los peces fueron alimentados con la dieta T100 (ANOVA, p>0.05). Estos efectos pudieron estar inducidos por la presencia de factores anti-nutricionales (FANs) y/o polisacáridos no amiláceos (PNAs) en la harina de titarro. La caracterización de PNAs, indicó que la fracción total está representada mayormente por los monosacáridos de glucosa y arabinosa. En este sentido, en los resultados del análisis postprandial en plasma se observó un efecto de hipoglucemia en las dietas con mayor porcentaje de sustitución de la harina de soya (T66 y T100), sugiriéndose que los PNAs del titarro podrían limitar la digestión y/o absorción de otros carbohidratos También, en el contenido de triglicéridos se observó una disminución en los niveles postprandiales a las 3 y 6 horas después de la alimentación en los peces alimentados con una dieta con sustitución mayor del 8%. A falta de resultados complementarios a nivel histológico y del valor nutricional del filete, los resultados sugieren que la sustitución de la harina de soya por harina de titarro es posible hasta el 66% en dietas para juveniles de trucha arcoíris sin efectos a nivel de crecimiento.
Comparative analysis of soybean meal effects in commercial strains of rainbow trout Oncorhynchus mykiss
A strain of rainbow trout (CX strain) at the Hagerman Fish Culture Experiment Station has been selected for growth on a plant-based diet for ten generations. We Compared fish from the CX strain that were age (CXA) and size (CXS) matched to three commonly available commercial strains selected for growth (RBT1, RBT2, RBT3). We compared differences in overall growth, oxidative stress and intestinal inflammation between fish fed a fishmeal (FM) or soybean-meal (SBM) diet for 12 weeks. Fish of each strain were randomly assigned to FM or SBM diet groups and fed daily to satiation. Tissues from each experimental group were sampled every four weeks to assess gene expression and growth parameters. Both CX strains had higher growth rates compared with similar feed consumption among all groups. Expression of intestinal and hepatic biomarkers for oxidative stress varied between liver and intestine. Expression varied between CXA and CXS fish despite being from the same strain indicating size at age affects gene expression and care should be taken when comparing different strains with different growth rates. Expression of calcium binding protein S100I2 in the intestine was elevated initially at 4 weeks, diminished at 8 weeks, then elevated again by 12 weeks. This pattern was also observed in intestinal SOD expression and GPx expression in the liver. Overall, these results provide further information on current commercial strains of rainbow trout to help improve the utilization on plant protein sources in their diets.
Nutrigenomic Approaches Improve the Efficiency of Soybean Meal Utilization in Salmonids Aquaculture
The USDA ARS and UofI have developed several rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) lines that show higher growth rates when fed an all-plant protein diet than non-selected lines of trout fed the plant protein diet or a fishmeal-based diet. So far, no commercial breeding programs has yet started to improve feed utilization efficiency in fish, mainly because of the difficulty in accurately measuring individual feed intake of fish reared in groups. Using these selected lines we proposed to test if feed conversion ratio (FCR) and body weight variations during successive periods of feed deprivation (FD) and re-feeding (RF) are correlated using a compensatory feeding regime. The goal of this study was to determine if indirect selection for the above traits could be used to develop alternative criteria to improve feed intake of the plant-based fed selected strain.
Effect of taurine precursor on growth and taurine content of rarine fish
Taurine is thought to be synthesized from methionine and cysteine ​​by the cysteine ​​sulfinic acid pathway in freshwater fish, but not in carnivorous marine fish. However, there are two biosynthetic pathways of taurine: cysteamine pathway and cysteic acid pathway. However, the synthesis via these two pathways has not been investigated by a feeding trial using these taurine precursors. We investigated possible taurine synthesis from these two pathways using freshwater fish (carp) and marine carnivorous fish such as red sea bream and Japanese flounder. As a result, it was found that taurine can be synthesized from the two pathways, and that cysteic acid has a higher potency of taurine accumulation than cysteamine. Also, there is a risk of occurrence of malformations in fish when fed excessive cysteamine in diet. Considering risk of having malformation in fish fed cysteamine, cysteic acid is a better choice as taurine precursor. We also examined effect of taurine supplementation to non-fishmeal diet on distal intestine of juvenile red sea bream. We observed that plant protein-based non-fishmeal diet caused lower growth, pathological changes of the intestine with high expression of cytokine genes of red sea bream but these changes can be ameliorated by taurine. This improvement was observed by 1-2% taurine which is beyond the requirement for red seabream estimated by growth study, suggesting that taurine supplementation is beneficial for fish fed plant-based diet in terms of ameliorating intestinal defects as well as preventing green liver syndrome in marine carnivorous fish. This paper also discusses possible inclusion of cysteamine and cysteic acid in feedstuffs, the possible mechanisms of amelioration of plant ingredient-induced intestinal damage by taurine, the response of taurine synthesizing enzyme gene expression to sulfur amino acid in fish, and new taurine source candidates for aquafeed.
Develando el potencial de las algas para la elaboración de piensos para peces de acuicultura
El desarrollo de piensos acuícolas sostenibles sigue siendo uno de los mayores desafíos de la acuicultura. En las últimas décadas se ha realizado un gran esfuerzo de investigación en la evaluación de ingredientes alternativos para poder reducir la dependencia sobre los ingredientes convencionales. Estos ingredientes alternativos deben de tener un valor nutricional adecuado, tener una buena disponibilidad para permitir su uso a escala industrial y ser económicamente asequibles. En este sentido, el uso de algas en piensos para acuicultura despierta un gran interés, principalmente por su composición nutricional y enorme variedad de compuestos bioactivos que contienen, así como por los beneficios que generan en los peces, como son la mejora del crecimiento, la composición proximal del músculo y funcionalidad digestiva, tal y como se evidencia en las numerosas publicaciones científicas al respecto. Sin embargo, existen ciertos aspectos que deben de considerarse para que la industria de elaboración de pienso de acuicultura pueda incorporarlas como ingredientes o aditivos en las fórmulas comerciales a gran escala, como son todos aquellos relacionados con la seguridad y las normativas regulatorias, la reducción de sus costes de producción, la variabilidad en su composición química, una mayor bioaccesibilidad de los nutrientes que contienen, o la presencia de factores antinutritivos, entre otros. Por lo tanto, en este trabajo se recopila información sobre la composición nutricional de las algas, y datos de estudios publicados en los que se describen sus efectos en los peces cuando se usan como ingrediente o como aditivo funcional en los piensos. Además, se discuten los principales retos para su uso generalizado en piensos comerciales y las perspectivas futuras.
Estrategias nutricionales y productos de soya para la alimentación de Juveniles de Róbalo blanco del pacífico (Centropomus viridis): hacia la rentabilidad de su cultivo
El robalo blanco es una especie con alto requerimiento proteico y limitada capacidad para digerir proteínas vegetales, lo que plantea desafíos en el diseño de alimentos que aseguren el éxito del cultivo comercial del robalo. El objetivo fue desarrollar alimentos nutricionalmente balanceados con sustitución de proteína marina por proteína vegetal, y alimentos funcionales, que garanticen el óptimo crecimiento del robalo. Se evaluó el efecto de la sustitución dietética parcial de proteína de harina de pescado, por proteína de harina de soya, así como la inclusión de quitosano (aditivo funcional) sobre el crecimiento, la eficiencia alimenticia, y la capacidad digestiva en robalo. La sustitución hasta un 45% de proteína de harina de pescado con proteína de harina de soya no afecta el crecimiento de robalo en comparación con el control. La sustitución del 45% de proteína de harina de pescado con proteína de concentrado de proteína de soya reduce el crecimiento de robalo. Los robalos alimentados con las dietas con harina de soya mostraron una tasa de conversión alimenticia más baja que los peces alimentados con concentrado de proteína de soya. Además, se observó que la sustitución del 45% de la proteína la harina de pescado con la proteína de concentrado de proteína de soya, reduce las actividades de proteasas alcalinas. Por otra parte, se reportó que la inclusión de quitosano en dietas con alto contenido de soya, incrementa el crecimiento y mejora la eficiencia alimenticia de robalo en comparación con el control. En conclusión, la harina de soya puede utilizarse con éxito para reemplazar a la harina de pescado en los alimentos para el robalo blanco y el quitosano puede usarse como un aditivo potenciador del crecimiento.
En este estudio se evaluó in vitro la interacción entre bacterias probióticas del género Bacillus y dos especies de microalgas y su efecto posterior in vivo en el cultivo del ostión Kumamoto Crassostrea sikamea. Las cepas probióticas de Bacillus licheniformis (MAt32), B. subtilis (MAt43) y B. subtilis subtilis (GAtB1) se inocularon individualmente por triplicado en matraces de 250 mL conteniendo 1 × 104 unidades formadoras de colonias (UFC) mL-1 de bacterias y 4.5 × 104 cél mL-1 de microalgas (Isochrysis galbana o Chaetoceros calcitrans) para evaluar su crecimiento durante un cultivo de 7 días. Adicionalmente, se trataron por triplicado semillas de C. sikamea con cuatro cepas de bacilos individuales o combinadas en un cultivo de 28 días a una concentración de 1x106 UFC mL−1 de la manera siguiente: (a) Control, sin tratamientos; (b) Combinación de dos antibióticos (10 mg L−1); (c) B. licheniformis; (d) B. subtilis; (e) B. subtilis subtilis; (f) mezcla de bacilos. Los resultados mostraron incremento significativo (P < 0.05) en el crecimiento de cepas de Bacillus en co-cultivo con microalgas mientras que el crecimiento de I. galbana co-cultivado con bacterias no se redujo significativamente (P > 0.05) con el grupo control. La semilla de C. sikamea tratada con Bacillus mostró crecimiento y supervivencia significativo comparado con el grupo control. En este estudio, la microalga C. calcitrans fue susceptible a la presencia de bacterias probióticas. Sin embargo, la reducción del crecimiento microalgal observada in vitro no afectó el incremento en crecimiento y supervivencia en el cultivo de semilla de C. sikamea expuesta a bacterias probióticas comparada con aquellas semillas cultivadas sin probióticos.
Alternativas de acuacultura sostenible: Aspectos nutricionales
En el presente documento se presentan algunas de las alternativas de acuacultura sostenible que se han probado o se están probando exitosamente en el mundo, destacando especialmente los aspectos nutricionales. Los datos presentados provienen tanto de una exhaustiva revisión bibliográfica como de las experiencias de nuestro cuerpo académico Biotecnología y Sustentabilidad Acuícolas. Se destaca primordialmente el aprovechamiento de fuentes no convencionales de alimentación, sobre todo, de microorganismos fotoautótrofos y heterótrofos. Se aborda, de manera particular, la incorporación de microorganismos inmovilizados, tanto producidos exógenamente como producidos ex situ e incorporados directamente al sistema o en el alimento; además, se aborda el uso de microalgas inmovilizadas en el sistema de cultivo o incorporadas al alimento y, finalmente, un novedoso sistema llamado FLOCPONICS. Las evidencias indican que los aspectos nutricionales se encuentran entre los factores que mayormente contribuyen a la sustentabilidad de la actividad acuícola. Los microorganismos de diverso origen y proporcionados de maneras diversas, contribuyen a la nutrición de organismos acuícolas y al mejoramiento del sistema de cultivo.
Marcel Martínez Porchas Martínez Porchas
Habilidad de tres especies de peces tropicales de hábitos carnívoros para utilizar carbohidratos: Robalo blanco (Centropomus undecimalis), Mero rojo (Epinephelus morio) y Pargo canané (Ocyurus chrysurus)
El robalo blanco (Centropomus undecimalis), mero rojo (Epinephelus morio) y pargo canané (Ocyurus chrysurus) son peces de hábitos carnívoros con potencial para ser cultivados, son importantes comercial y recreativamente en el Golfo de México. Los avances en la investigación sobre los requerimientos nutricionales para el desarrollo de alimentos balanceados en estas especies reportan un alto requerimiento de proteína en el alimento (40-50%). Por lo tanto, la habilidad de estas especies de peces para utilizar carbohidratos (20%, almidón) ha sido objeto de estudio. Indicadores de eficiencia alimenticia, utilización metabólica y regulación del metabolismo digestivo e intermediario de la glucosa son discutidos en este escrito. El robalo blanco y pargo canané se adaptan digestivamente a los carbohidratos, pero no el mero rojo. El pargo canané experimenta condiciones agudas de hiperglucemia en estado postprandial en comparación con las otras especies. Las tres especies de peces exhiben un incremento en el potencial de glucolisis y reducción del potencial de gluconeogénesis después de consumir carbohidratos. El aprovechamiento nutricional de los carbohidratos por las tres especies se encuentra estrechamente relacionado con la activación de la enzima glucoquinasa (GK) o hexoquinasa IV. La concentración de carbohidratos en el alimento es un factor determinante en la activación de la enzima GK. El robalo blanco presenta una mayor habilidad para aprovechar nutricionalmente los carbohidratos en comparación con el mero rojo y pargo canané.
Avances en nutrición del langostino Macrobrachium acanthurus
El langostino Macrobrachium acanthurus es una especie con el potencial para ser cultivado y en el Laboratorio de Producción Acuícola de la UNAM FES Iztacala se ha trabajado en la determinación de los requerimientos nutricionales en diferentes estadios de desarrollo de esta especie. Por ello, a continuación, presentamos algunos de los avances que hemos obtenido en los requerimientos de proteína, lípidos y carbohidratos en postlarvas, de vitaminas en las larvas, así como el uso de algunos aditivos en juveniles. Se ha logrado establecer la combinación de inclusión de 35% proteína, 15-120% lípidos y un máximo de 15% de carbohidratos. La inclusión de las vitaminas A y C permiten aumentar el porcentaje de supervivencia durante la etapa larvaria, mientras que el uso de prebióticos (fructooligosacaridos y mananoligosacaridos) podrían tener un efecto positivo en la mad uración sexual de hembras.
Valorización de Macroalgas para su uso como alimento acuícola
Las macroalgas representan una fuente barata y renovable de nutrientes valiosos para la alimentación de especies acuícolas. Aun cuando el uso de macroalgas en los alimentos acuícolas ha demostrado tener beneficios importantes en el cultivo de diversas especies, el nivel de inclusión de las mismas es limitado principalmente asociado a los altos niveles de fibra insoluble que reduce la digestibilidad del alimento. Los procesos de valorización que permiten eliminar o transformar esta fibra insoluble en las macroalgas, se presentan como potenciales alternativas para un mejor aprovechamiento de estos recursos que resultan en beneficios para el rendimiento de los cultivos acuícolas. En el presente trabajo se revisan los avances en procesos de valorización basados en tres estrategias: fermentación, producción de detritos unicelulares y los concentrados y extractos altos en proteína a partir de macroalgas marinas. A pesar de tener avances significativos en la investigación sobre la valorización de macroalgas marinas y su beneficio en la nutrición de especies de importancia acuícola, aún queda un gran trabajo por desarrollar en el estudio de la gran diversidad de especies de macroalgas disponibles de forma silvestre y producidas por acuicultura.
Respuesta antioxidante y del sistema inmune de machos reproductores de Litopeneaus vannamei Boone (1931) alimentados con dietas suplementadas con vitamina E
La adición de suplementos vitamínicos a la dieta podría controlar el síndrome de melanización de las gónadas. Un alimento balanceado con alta calidad nutricional se empleó como dieta control (149 mg/kg) y se prepararon dietas de tratamiento con 3 niveles de vitamina E: 894 mg/kg (dieta A), 1639 mg/kg (dieta B) y 2384 mg/kg (dieta C). Se instalaron tres tanques de 500 L para cada tratamiento y se colocaron siete individuos en cada tanque. La cantidad y calidad de los espermatozoides fueron cuantificados y clasificado como células normales, anormales o muertas. Se cuantificó el colesterol, triglicéridos, glucosa, proteína total en la hemolinfa y la actividad de Profenoloxidasa (ProFO) y de enzimas antioxidante: Superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y glutatión peroxidasa (Gpx) en el aparato reproductor. Además, se cuantificó la expresión diferencial de genes del sistema inmune y los genes que codifican para las enzimas antioxidantes (SOD, CAT y Gpx) en el aparato reproductor. La cantidad y calidad de esperma fue mayor en los camarones alimentados con la dieta A. La adición de vitamina E a la dieta A, condujo a una disminución del colesterol y triglicéridos. La peroxidación lipídica y la expresión diferencial de genes del sistema inmune también fueron menor en la dieta A, lo que sugiere que esta dieta contribuye a un buen estado fisiológico, donde la activación del sistema inmunológico y los genes que codifican las enzimas antioxidantes no son necesarios. Sin embargo, con el aumento de vitamina E en las dietas B y C, el contenido de triglicéridos y la peroxidación lipídica aumentó en la hemolinfa. Los machos alimentados con las dietas B y C presentaron una alta actividad de las enzimas antioxidantes y poca cantidad de esperma, lo que sugiere un estado de estrés oxidativo. Por lo tanto, la dieta basal A suplementada con 894 mg/kg de vitamina E es recomendado para el cultivo de machos reproductores de L. vannamei.
Mini-review: Development of High-throughput Omics Resources for Aquaculture Nutrition
Enhanced growth, immunity, and resilience are highly sought-after phenotypic traits in aquaculture. In current practice, feeds are purposefully formulated to include ingredients that promote these traits while striving for low production costs, complying with sustainability, and more recently, social license. The use of omics technologies in aquaculture has significantly increased in the last decade with transcriptomics being the most commonly employed tool to infer animal responses to diet or disease challenge. However, by combining transcriptomics with proteomics and metabolomics, it is now plausible to evolve aquaculture nutrition from the viewpoints of enhanced growth and survival to the development of premium advanced functional feeds that help to attain all desired phenotypes. Close proximity of proteins and metabolites to the desired phenotype makes proteomics and metabolomics coupled to bioinformatics a powerful trinomial tool to elucidate functional perturbations in an organism under specific circumstances at a given time. Collectively, omics technologies have unveiled new knowledge regarding specific biomarkers and metabolic pathways associated with specific dietary components or disease challenges across several aquaculture research domains and contributed to defining the future of sustainable aquaculture.
Aquaculture Nutrition Research at the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation: Maintaining Productivity and Competitiveness in Challenging Times
The Australian aquaculture industry has faced new challenges brought about by the global pandemic and the consequences of which are only beginning to be fully recognised. In regards to the R&D sector, shifts in strategies for undertaking research are becoming apparent. In light of these new challenges, we aim to share our recent research and insights on maintaining productivity and competitiveness within the shrimp and fish nutrition research context.
Efecto de Manano-Oligosacáridos en el Crecimiento, Actividad de Enzimas Digestivas y Expresión de Genes Relacionados a la Mucosa Intestinal de Larvas de Pejelagarto Atractosteus tropicus
Los manano-oligosacáridos (MOS) son carbohidratos ramificados de cadena corta no digeribles compuestos por hasta 10 unidades de manosa unidas por enlaces α-(1,3) y α-(1,6), obtenidos de la levadura Saccharomyces cerevisiae y su uso en acuicultura está bien documentado. El objetivo fue probar si MOS suplementado en la dieta de larvas de pejelagarto influye en los parámetros de crecimiento, la actividad de las enzimas digestivas y la expresión de genes relacionados con la barrera intestinal, para fortalecer a los animales en esta etapa crítica. La ganancia de peso de las larvas disminuyó con 2 y 4 g Kg-1 de MOS. No se registraron diferencias de peso entre las larvas Control y las larvas alimentadas con 6 g Kg-1 MOS. La longitud total más alta se registró en las larvas alimentadas con 6 g Kg-1 MOS en comparación con las larvas control. Las larvas alimentadas con 2 y 4 g Kg-1 de MOS también aumentaron su longitud. No hubo diferencias significativas en la ganancia de peso absoluta y el factor de condición K que estuvieran relacionadas con la inclusión de MOS en las dietas. En la tasa de crecimiento específica se observó un incremento con el tratamiento con 6 g Kg-1 MOS. En cuanto la supervivencia, con los tratamientos 2 y 4 Kg-1 MOS, las larvas tuvieron una menor supervivencia. La Figura 2 muestra el efecto de MOS sobre la actividad de las enzimas digestivas. La actividad de tripsina (Fig. 2C) aumentó con la adición de MOS a las dietas en comparación con el control, pero la actividad de leucina aminopeptidasa solo aumentó con 6 g Kg-1 de MOS. La actividad de lipasa aumentó en las larvas alimentadas con 2 y 4 g Kg-1 de MOS. La actividad de α-amilasa fue mayor en las larvas alimentadas con 2 g Kg-1 de MOS y 4 g Kg-1 de MOS que en las larvas alimentadas con el control y 6 g Kg-1 MOS. La expresión de zo-2 fue mayor con el tratamiento 6 g Kg-1 de MOS. La abundancia de transcritos de cl-3 fue menor con 2 g Kg-1 de MOS, pero mayor con 6 g Kg-1 de MOS, y para muc-2, todas las concentraciones de MOS aumentaron la abundancia de transcritos, con resultados más altos usando 4 g Kg-1 de MOS. En este estudio, la incorporación de manano-oligosacáridos en el alimento para larvas de pejelagarto, tiene un efecto positivo, siendo la concentración de 6 g Kg-1 en donde se observaron los mejores resultados, por lo que incluir este prebiótico en las dietas para larvas es una buena opción para el cultivo de esta especie.
Review of Bacterial and Yeast Base Single Cell Protein Ingredients as Attractants and Fish Meal Replacements in Diets for Litopenaeus vannamei
Fishmeal (FM) is extensively used as an ingredient in aquafeeds as an attractant and a major source of protein, resulting in an exploitation of natural fisheries to the level that they are not sustainable nor healthy. Global FM harvest has remained at 4.6 to 6 million metric tons/year for the last 10 years while world aquaculture production has increased from 52.5 million metric tons to 82.1 million metric tons from 2008 to 2018. Of this total amount, marine shrimp accounted for over five million metric tons in 2018. Over 80% of global commercial production of marine shrimp for human consumption use Pacific white shrimp, Litopenaeus vannamei. This has stimulated increased research for fishmeal replacement (FMR) using plant, fishery, confectionary, corn and sugar cane from the ethanol production industry, etc. products and by-products. The most promising FMR ingredients are single cell proteins (SCP) using bacteria, yeast and microalgae as sources. This is a review of our research using bacterial and yeast based SCP ingredients as attractants and FMR in diets for L. vannamei. Our FMR research used materials and methods developed by Texas A&M University System, University of Alabama at Birmingham and University of Sonora using laboratory facilities and clear water RAS which will be summarized in the presentation.
Uso de Alimentos no Convencionales en Acuicultura: Estudios Realizados en la Universidad Federal de Rio Grande –FURG
La producción acuícola ha ido creciendo en todo el mundo y por consiguiente la producción de raciones para alimentar los organismos. El incremento para satisfacer la demanda genera una mayor presión sobre diversos insumos para la fabricación de raciones. Entre ellos, los alimentos procedentes de la agricultura y de la pesca. Este artículo tiene como objetivo señalar algunos estudios realizados por la FURG sobre el uso de alimentos no convencionales para la fabricación de raciones para organismos acuáticos.
Bioencapsulación de Levadura Probiótica para Larvas de Seriola rivoliana
La actividad acuícola crece de manera exponencial, lo que implica la necesidad de alternativas a los métodos tradicionales de producción para disminuir el estrés animal y ambiental. Entre las alternativas utilizadas para el desarrollo sostenible de la actividad, está el uso de los probióticos que son capaces de modular la microbiota intestinal, estimular la respuesta inmune y la maduración del tracto digestivo de larva y juveniles de peces. Este trabajo tiene como objetivo presentar un panorama de los trabajos desarrollados con el uso de Debaryomyces hansenii sobre la fisiología digestiva de larvas y juveniles de peces marinos (Mycteroperca rosacea, Lutjanus guttatus), así como como la eficiencia del uso de alimento vivo como vector de D. hansenii para larvas de Seriola rivoliana. Los resultados obtenidos demuestran la eficacia en el uso de la levadura D. hansenii como probiótico para las larvas y juveniles de peces de interés comercial, con resultados en el incremento de la actividad de enzimas digestivas y modificación de la morfología intestinal. Los análisis de microscopia electrónica de barrido demostraron la capacidad de la levadura de pasar por el tracto digestivo de las larvas y juvenil y mantenerse viva, ya sea vía alimento inerte o vía alimento vivo a través de bioencapsulación, además, es posible observar los sitios de adhesión de la levadura en la mucosa intestinal. Con los resultados obtenidos se demuestra la posibilidad de administrar la levadura probiótica desde etapas tempranas de desarrollo lo que puede resultar en mejores índices zootécnicos y así establecer protocolos más eficientes de producción.
Alimentos Funcionales y su Aplicación en Organismos Acuáticos
La gran expansión que ha experimentado la acuicultura en los últimos años, también ha demandado el desarrollo de estrategias para la mejora de los procesos de alimentación, con el fin de asegurar la producción de biomasa de buena calidad, con la disminución de las enfermedades, la reducción del impacto ambiental y el costo económico para los productores. Por lo que en los últimos años se ha generado gran interés por el uso de compuestos bioactivos naturales para utilizarlos como ingredientes funcionales. Los reportes indican que estos compuestos funcionan como antioxidantes, antimicrobianos, moduladores del sistema inmune y la microbiota, propiedades que se pueden aprovechar con la finalidad de mejorar la salud de los organismos. Sobre todo, porque en la mayoría de los casos las dietas comerciales no cubren todos los requerimientos de las especies cultivadas, por lo que se requieren adicionar diferentes sustancias que mejoren su nutrición y salud dentro de los que podemos mencionar a los probióticos, prebióticos, simbióticos, extractos microalgales entre muchos otros (D'Abramo, 2018). Este trabajo muestra los avances, retos y perspectivas del uso de aditivos funcionales para la producción de peces y crustáceos de consumo humano y de ornato, que se ha desarrollado por el grupo de investigación del Laboratorio de Alimentos funcionales de la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Xochimilco. Donde se han podido adicionar a las dietas balanceadas microorganismos probióticos, extractos microalgales, vegetales y de algunas macrófitas acuáticas, para mejorar la sobrevivencia, el crecimiento, control de enfermedades y pigmentación de peces y crustáceos de importancia comercial.
Flocponics: The Integration of Biofloc Technology with Plant Production and The Possibility to Reduce the Protein Level of Tilapia Juveniles’ Diet
FLOCponics is defined as the integration of biofloc-based (BFT) aquaculture with hydroponics. The technology is an alternative type of aquaponics system where recirculation aquaculture system (RAS) is replaced by a system based on BFT. The term "FLOCponics" was recently proposed to identify and unify the systems that have been previously called “BFT+hydroponics”, “BFT+aquaponics” or “BFT+plant production”. Aquaponics and biofloc-based aquaculture are considered environment-friendly approaches to food production, as both are intensive aquaculture systems with a strong focus on nutrient recycling and water saving. FLOCponics shares these characteristics. By adopting the principles of aquaponics and biofloc, FLOCponics can become an additional means to reduce the challenges of the global sustainable food supply.