crecimiento del camarón blanco del Pacífico Penaeus vannamei

Evaluación de alimentos extruidos con poca o ninguna inclusión de harina de pescado en el crecimiento del camarón blanco del Pacífico Penaeus vannamei en sistemas de agua clara y biofloc

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Teniendo en cuenta las diferencias entre los sistemas de cultivo y la necesidad de reducir la inclusión de harina de pescado en las dietas de camarones, este estudio tuvo como objetivo evaluar el rendimiento de crecimiento de Penaeus vannamei alimentado con cuatro dietas diferentes basadas en proteínas, incluyendo soya, harina de subproducto avícola, 8% de harina de pescado y 12% de harina de pescado, mientras se cultiva en agua clara y sistema biofloc.

En muchos países, el cultivo de camarón blanco del Pacífico es una de las principales actividades acuícolas, representando para 2016 el 53% de la producción mundial de camarón. En la cría semi-intensiva e intensiva de camarón, la alimentación artificial es la principal fuente de nutrientes, la cual debe ser nutricional y económicamente adecuada para el sistema de cultivo.

La proteína es el ingrediente más crítico en las dietas de camarones desde el punto de vista del costo y del rendimiento del crecimiento. Debido a las características deseables, como proteína de alta calidad, perfil de aminoácidos, palatabilidad, contenido de lípidos, alta digestibilidad y contenido de nutrientes, la harina de pescado (FH, por sus siglas en inglés) ha sido la fuente de proteína más importante en los alimentos para camarones.

“Por lo general, su contenido en los alimentos comerciales varía entre 25% y 50%, dependiendo de la especie y fase de cultivo. Aunque la oferta de FM es limitada en el mundo, su creciente demanda ha dado lugar a altos precios para el producto. En tal sentido, la reducción de su uso en las formulaciones de alimentos se considera uno de los requisitos más importantes para el crecimiento continuo de la industria acuícola.”

Se han realizado múltiples estudios con ingredientes obtenidos de animales terrestres y soya, como alternativas para la harina de pescado en alimentos para camarones. La eficacia de estos productos en su dieta también puede verse afectada por el método de cultivo, como la tecnología biofloc, sistema en el cual los alimentos naturales están presentes.

La mayoría de las investigaciones evalúan el valor de los nuevos ingredientes en términos de calidad nutricional, principalmente enfocados en digestibilidad, rendimiento del crecimiento, salud e ingesta de alimento. Sin embargo, se ha prestado poca atención a los efectos de los ingredientes en la calidad física de las dietas de peces o camarones.

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La composición de los ingredientes afecta de forma directa no solo la calidad física de los alimentos peletizados al vapor, sino también de los alimentos extruidos. El procesamiento por extrusión se ha convertido en la técnica más empleada para la producción de alimentos para camarones, debido a la alta calidad física y nutricional del alimento.

Es bien sabido que los alimentos acuícolas deben resistir diferentes daños mecánicos relacionados con el transporte, la manipulación y los comederos automáticos. La calidad física del alimento varía con la composición de los ingredientes y la condición de procesamiento, pudiendo interferir con la ingesta de alimento, la digestibilidad de los nutrientes y, por lo tanto, el rendimiento de crecimiento del organismo cultivado.

“Las pruebas para evaluar la durabilidad de los pellets se realizan para simular fuerzas, como las aplicadas al llenar los contenedores, el transporte y las actividades de alimentación en la granja. Existen varios métodos para determinar la calidad física en términos de durabilidad de los pellets, entre las que se encuentran la caja giratoria y el método de durabilidad de Holmen.”

Teniendo en cuenta las diferencias entre los sistemas de cultivo junto con la necesidad de buscar fuentes alternativas de proteínas y reducir la inclusión de harina de pescado en las dietas de camarones, este estudio tuvo como objetivo evaluar el rendimiento de crecimiento de Penaeus vannamei alimentado con cuatro dietas diferentes basadas en proteínas, incluyendo soya, harina de subproducto avícola, 8% de harina de pescado y 12% de harina de pescado, mientras se cultiva en agua clara y sistema biofloc.

Además, se determinó el índice de durabilidad del pellet y la dureza de estas dietas extruidas.

Materiales y métodos

Declaración ética

Todos los procedimientos se realizaron de acuerdo con la política de cuidado de animales de la Universidad de Auburn y la “Guía para el cuidado y uso de animales de laboratorio” del Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos.

Diseño experimental

Cuatro diferentes dietas prácticas basadas en proteínas fabricadas por Zeigler®, Inc., se utilizaron en dos ensayos de crecimiento de 8 semanas. Las cuatro fuentes de proteínas de las dietas evaluadas incluyen: dietas de origen vegetal (AP), 8% de harina de subproductos de aves de corral (PM8), 8% de harina de pescado (FM8) y 12% de harina de pescado (FM12).

El perfil de aminoácidos para las cuatro dietas fue realizado por el Laboratorio de la Universidad de Missouri. Dos ensayos independientes (es decir, agua clara y sistemas de biofloc) se llevaron a cabo en interiores en el E.W. Shell Fisheries Center, Auburn University, AL, EE.UU.

Las postlarvas del camarón blanco del Pacífico (P. vannamei) se obtuvieron de American Penaeid, se criaron en un sistema de cultivo de biofloc de interior y se alimentaron cuatro veces al día con alimentos comerciales (Zeigler® Bros. Inc. Gardners; proteína ≥ 50%, grasa ≥ 15%, fibra ≤ 1%; con un rango de 400 a 1200 micras) durante aproximadamente 3 semanas y, luego, alimento comercial para camarones de 1.5 mm (Zeigler Bros. Inc., Gardners; proteína ≥ 40%, grasa ≥ 9%, fibra ≤ 3%) entre 1 y 2 semanas hasta que alcanzaron un tamaño apropiado para la investigación.

“El primer experimento se desarrolló en un sistema de recirculación de agua clara que consistía en 20 acuarios de vidrio llenos de 70 L de agua con aireación constante.”

La calidad del agua se mantuvo mediante recirculación a través de un filtro de perlas Aquadyne y filtro biológico de lecho fluidizado vertical utilizando una bomba centrífuga de 0.25 hp. El segundo sistema experimental consistió en 16 tanques interiores de polietileno cuadrado de 400 L que recirculaban con un sumidero como un sistema biofloc común.

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El oxígeno disuelto (OD) se mantuvo cerca de la saturación utilizando piedras de aire (tanques de cultivo y tanque de sumidero) conectadas a un soplador regenerativo. Para promover el desarrollo de la productividad natural en el sistema biofloc, se agregó agua de cultivo de tilapia como inóculo una semana antes del inicio de cada experimento.

La melaza se utilizó en calidad de fuente de carbono para mantener la relación C:N en 15:1 (Avnimelech, 1999). No hubo intercambio de agua durante todo el experimento biofloc y se agregó agua sin cloro para compensar las pérdidas por evaporación.

“Se asignaron cinco réplicas para cada una de las cuatro dietas en el sistema de agua clara, mientras que en el sistema biofloc hubo cuatro réplicas. Durante la primera semana en ambos ensayos, las cuatro dietas se trituraron en pellets de alrededor de 2 mm, con el fin de que fueran adecuadas para la alimentación de camarones.”

La alimentación diaria en ambos experimentos se calculó de acuerdo con la fórmula de Garza de Yta et al. (2004). La tasa de alimentación se estimó, asumiendo 1 g de aumento de peso por semana, y el factor de conversión alimenticia (FCR, por sus siglas en inglés) de 1.8 y 1.4, para el sistema de agua clara y biofloc, respectivamente.

El rendimiento del camarón cultivado se calculó en términos del peso final medio, ganancia de peso (g), ganancia de peso (%), factor de conversión alimenticia (FCR), coeficiente de crecimiento térmico (TGC, por sus siglas en inglés) y supervivencia (%).

Mediciones de la calidad del agua

Dado que ambos sistemas estaban recirculando, se midió la calidad del agua desde el sumidero de cada sistema. El pH se verificó dos veces por semana con un probador de pH 30 impermeable. Se mantuvo el pH por encima de 7.6 en ambos experimentos. Para la determinación del nitrógeno amoníaco total y nitrito, se tomaron muestras de agua dos veces por semana y se analizaron utilizando un kit de fotómetro YSI 9500.

Para el sistema biofloc, la muestra se recolectó a unos 10 cm por debajo de la superficie del agua y se permitió que la muestra se asentara para el análisis.

Propiedades físicas de las dietas

La caja giratoria y el método Holmen se emplearon para determinar el índice de durabilidad del pellet (PDI, por sus siglas en inglés). El PDI de la caja giratoria se calculó como la masa de los pellets retenidos en la pantalla dividida por la masa total de pellets. El PDI de Holmen se calculó empleando el mismo procedimiento que para la caja giratoria. La dureza de los pellets de todas las dietas se midió utilizando un analizador de textura siguiendo el protocolo descrito por Peixoto et al. (2020).

Análisis estadístico

Los parámetros de rendimiento de crecimiento de los camarones y de calidad del agua para cada sistema se analizaron a través de la prueba ANOVA unidireccional. Los resultados se expresaron como media ± desviación estándar. Las diferencias significativas se establecieron como p  <  0.05 entre los tratamientos, seguidos por la prueba de comparación múltiple de Tukey para evaluar las diferencias significativas entre las medias de tratamiento.

Los análisis estadísticos se realizaron utilizando el software R 4.0 para Windows.

Resultados

Rendimiento del crecimiento

La respuesta del camarón cultivado durante 8 semanas tanto en agua clara como en sistemas biofloc se presenta en la Tabla 1.

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Los resultados del experimento de agua clara no mostraron diferencias significativas en el aumento de peso y la tasa de supervivencia entre los tratamientos. Sin embargo, se observó que hubo diferencia significativa entre peso final, biomasa final, aumento de peso, FCR y TGC.

Aunque se observaron valores más altos para la biomasa final y el aumento de peso en el tratamiento FM12, no difirieron significativamente de las dietas FM8 y AP. Mientras tanto, hubo una diferencia significativa entre biomasa final, aumento de peso, FCR y TGC de los camarones en el sistema biofloc.

Parámetros de calidad del agua

Los parámetros de calidad del agua registrados durante el experimento de agua clara, incluyendo OD, temperatura, salinidad y pH, fueron 6.75 ± 1.30 mg/L, 28.52 ± 0.57ºC, 7.53 ± 0.46 ppt y 7.51 ± 0.28 respectivamente. Además, el nitrógeno amoniacal total fue de 0.39 ± 0.44 mg/L y los nitritos 0.04 ± 0.03 mg/L.

Además, los parámetros medios de calidad del agua durante el experimento de agua biofloc, incluido OD, temperatura, salinidad y pH, fueron 6.72 ± 0.50 mg/L, 27.48 ± 0.45ºC, 6.79 ± 0.12 ppt y 7.72 ± 0.70 respectivamente. El nitrógeno amoniacal total fue 1.00 ± 1.00 mg/L y el nitrito 0.32 ± 0.38 mg/L.

Propiedades físicas de las dietas

El PDI y la dureza de las cuatro dietas extruidas se muestran en la Tabla 2. Las cuatro dietas con diferentes fuentes de proteínas mostraron un alto PDI usando la caja giratoria y el método Holmen. Se observó que no había diferencia significativa entre PDI de las cuatro dietas cuando se midió con la caja giratoria.

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Aunque las cuatro dietas mostraron PDI alta utilizando el método Holmen, hubo una diferencia significativa entre ellas.

Discusión

El reemplazo exitoso de la harina de pescado por ingredientes alternativos varía ampliamente en los alimentos para camarones. Esto puede atribuirse no solo a la calidad nutricional de estos ingredientes en comparación con FM, sino también a la integridad de los nutrientes requeridos y las formulaciones de alimento.

Existe la necesidad de desarrollar dietas que puedan satisfacer el requerimiento de proteínas y el costo de la producción de camarón, al tiempo que reduzcan el nitrógeno introducido en el medio de cultivo.

“En el experimento con agua clara, se observó que los camarones alimentados con dietas de todas las plantas, 8% y 12% de FM tuvieron un aumento de peso significativamente mayor que los camarones alimentados con un 8% de subproducto avícola (PM, por sus siglas en inglés).”

Aunque los camarones alimentados con la dieta de PM tuvieron el rendimiento más bajo en agua clara, el camarón alimentado con la misma dieta en el sistema biofloc no fue significativamente diferente de los tratamientos con FM. Davis y Arnold (2000) encontraron que P. vannamei no mostró problemas de palatabilidad cuando se usó PM para reemplazar la FM en la dieta.

Amaya et al., (2007) utilizaron un sistema de tanque exterior de agua verde para evaluar la eficacia del uso de dietas comerciales extruidas, incluyendo diferentes niveles de FM (0%, 3%, 6% y 9%) y dietas basadas en plantas (harina de soya extraída con solvente) como alimento, para camarón blanco del Pacífico.

“Estos autores no observaron diferencias significativas entre ninguno de sus tratamientos. También se observó que los camarones cultivados en el sistema biofloc en todos los tratamientos tenían mayor peso final que los producidos a partir del sistema de agua clara después del mismo período de cultivo.”

Muchos estudios informaron que los microorganismos que forman los bioflóculos sirven como una fuente alimenticia adicional de aminoácidos, proteínas, ácidos grasos y lípidos y, por lo tanto, reducen sustancialmente el suministro de alimento externo para hacerlo más económico.

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Los resultados del experimento biofloc mostraron que los camarones alimentados con la dieta basada en plantas (AP) tenían biomasa final (g), aumento de peso (g) y TGC más bajos y FCR más alto. Sin embargo, no hubo diferencia significativa de estos parámetros entre los camarones alimentados con PM, 8% FM y 12% FM. Esto podría deberse a la supervivencia relativamente baja en el tratamiento basado en plantas (86%) en comparación con los otros.

A pesar de que algunos de los parámetros de rendimiento de crecimiento de los camarones alimentados con la dieta AP fueron más bajos que los otros en el sistema biofloc, este no fue el caso en el sistema de agua clara. Además, la tasa de supervivencia de los camarones alimentados con dietas AP no fue significativamente diferente de los otros tratamientos.

“La harina de soya en combinación con otras fuentes de proteínas de origen vegetal es conocida por ser uno de los sustitutos más exitosos de FM, debido a su favorable contenido de proteínas y perfil de aminoácidos, menor precio y alta disponibilidad en el mercado.”

Se observó que las cuatro dietas usadas en este estudio tenían un perfil equilibrado de aminoácidos.

Los resultados del rendimiento de crecimiento en ambos experimentos mostraron valores razonablemente buenos en condiciones de laboratorio. La supervivencia del camarón en ambos experimentos fue superior al 85% en todos los tratamientos, sin diferencias significativas entre tratamientos.

Estos resultados podrían ser respaldados por los hallazgos de Samocha et al. (2004), quienes indicaron que los camarones alimentados con dietas de laboratorio de harina de subproducto de soya coextruidas tuvieron una buena tasa de crecimiento y supervivencia.

Para mejorar la palatabilidad de las dietas basadas en soya, Soares et al. (2021), sugirieron que el bajo nivel de adición de harina de krill, aceite de krill o hidrolizado de pescado a una dieta a base de soya puede mejorar el consumo de alimentos y estimular la actividad de alimentación de P. vannamei.

Conclusión

El estudio actual evaluó el uso de fuentes alternativas de proteínas junto con la baja inclusión de harina de pescado en las dietas de camarón blanco del Pacífico. No se observaron diferencias en la tasa de supervivencia entre los camarones alimentados con las cuatro dietas.

Las cuatro dietas extruidas mostraron un alto índice de durabilidad cuando se midieron utilizando los métodos de la caja giratoria y el método Holmen. Estos resultados indicaron que los diferentes ingredientes probados no afectaron el PDI o la dureza de las dietas producidas por extrusión.

Por lo tanto, los autores alientan a los camaroneros a usar fuentes alternativas de proteínas en las dietas en sus granjas, con el fin de disminuir la presión sobre la harina de pescado, así como el aumento de las ganancias, ya que los productos basados en plantas son típicamente menos costosos.

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Este artículo es patrocinado por North American Renderers Association (NARA)

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Esta es una versión resumida desarrollada por el equipo editorial de Panorama Acuícola Magazine del artículo “EVALUATION OF EXTRUDED FEEDS WITH NO OR LOW INCLUSION OF FISHMEAL ON GROWTH PERFORMANCE OF PACIFIC WHITE SHRIMP PENAEUS VANNAMEI IN CLEAR WATER AND BIOFLOC SYSTEMS” escrito por HUSSAIN, A.- Suez University, Egipto y Auburn University, EE.UU., PEIXOTO, S. y SOARES, R.-Federal Rural University of Pernambuco, Brasil, y Auburn University, EE.UU., REIS, J. y DAVIS, D.-Federal Rural University of Pernambuco, Brasil.
La versión original, incluyendo tablas y figuras, fue publicada en Abril de 2022 en AQUACULTURE RESEARCH.
Se puede acceder a la versión completa a través de https://doi.org/10.1111/are.15723

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