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Efectos de la harina de subproductos avícolas y la sustitución completa del aceite de pescado por aceites alternativos en el rendimiento del crecimiento y la salud intestinal de la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss): Un estudio de validación de FEEDNETICS™

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Por: Redacción de PAM*

En el marco de la búsqueda de alternativas sostenibles a la harina y el aceite de pescado en la industria acuícola, este estudio explora la posibilidad de usar harina de subproductos avícolas, hidrolizado de harina de plumas y aceite natural de algas en la alimentación de la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss). Mediante el uso de FEEDNETICSTM, los investigadores obtuvieron resultados prometedores en cuanto al rendimiento y la salud de los peces, destacando la harina de subproductos avícolas y el aceite de algas como opciones viables y respetuosas con el medio ambiente para la cría sostenible de esta especie.

La industria de los alimentos acuícolas ha crecido debido al aumento de la demanda de pescado, lo que ha suscitado preocupaciones sobre la sostenibilidad de la harina y el aceite de pescado, cuya producción es limitada. Desde la década de 1960 se han usado alternativas de origen vegetal, como soya y colza, aunque sus limitaciones nutricionales plantean ciertos retos.

Recientemente, han surgido nuevas fuentes de proteínas como la harina de subproductos avícolas (PBM, por sus siglas en inglés), el hidrolizado de harina de plumas (FMH), la harina de insectos y las proteínas unicelulares, que se perfilan como potenciales sustitutos.

La PBM y la FMH son especialmente prometedoras debido a su alto contenido en proteínas y a su reautorización en Europa, aunque es necesario equilibrar sus perfiles aminoácidos para evitar deficiencias nutricionales. La PBM ha demostrado su eficacia en diversas especies, como la dorada y la trucha. La combinación de fuentes de proteínas, como la PBM y la FMH, mejora el valor nutricional y la sostenibilidad; sin embargo, la inclusión elevada de proteínas animales terrestres puede afectar negativamente la salud del hígado y el intestino de los peces.

En la piscicultura, los modelos matemáticos pueden utilizarse para describir la compleja dinámica de los sistemas de cultivo, teniendo en cuenta factores como las tasas de crecimiento de los peces y las condiciones ambientales. Recientemente, se ha desarrollado FEEDNETICS™, una herramienta informática específica para el análisis y la optimización de formulaciones de alimentos y estrategias de alimentación en la investigación acuícola.

Este artículo resume los resultados de un estudio que evaluó la sustitución completa de harina de pescado (FM, por sus siglas en inglés) por PBM, y aceite de pescado (FO) por aceite de algas VeraMaris® y aceite de colza en las dietas de la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss), a partir de sus efectos en el crecimiento de los peces, la morfología intestinal y hepática, la concentración de ácidos grasos en el filete y los ácidos grasos volátiles en el intestino, cuyos resultados se validaron con el modelo FEEDNETICS™.

Métodos

Se exploraron fuentes alternativas de proteínas y aceites, como el PBM y el aceite natural de algas, como sustitutos sostenibles de FM y FO. Se llevó a cabo un ensayo de alimentación de 90 días con truchas arcoíris (O. mykiss), en el que se compararon dos dietas isoproteicas, isolipídicas e isoenergéticas. La dieta de control contenía un 15% de FM, un 5% de harina de aves (PM, por sus siglas en inglés) y un 8% de FO, mientras que en la dieta de prueba se sustituyó la FM por un 15% de PBM y un 5% de FMH, y reemplazó por completo el FO por aceite natural de algas VeraMaris® y aceite de colza.

Resultados

Rendimiento del crecimiento y uso del alimento

La trucha arcoíris se adaptó rápidamente a ambas dietas experimentales al inicio del ensayo de alimentación de 90 días. Los resultados detallados se presentan en la Tabla 1. Las tasas de mortalidad se mantuvieron bajas (alrededor del 5%) en ambos grupos, con altas tasas de supervivencia (superiores al 97%) y sin diferencias significativas (p > 0.05) entre  los  peces  alimentados  con FM y los alimentados con PBM.

El peso corporal final (FBW, por sus siglas en inglés) fue de 170.80 ± 7.61 g para los peces alimentados con FM y de 166.91 ± 6.62 g para los alimentados con PBM, lo que refleja un aumento de peso de más de 140 g en comparación con el peso corporal inicial (IBW), sin diferencias significativas. La tasa de crecimiento específico (SGR, por sus siglas en inglés) y el aumento de peso (WG) fueron ligeramente superiores en los peces alimentados con FM (2.03 ± 0.04% día-1 frente a 2.00 ± 0.08% día-1), pero no de forma significativa.

El factor de conversión alimenticia (FCR, por sus siglas en inglés) fue similar, favoreciendo ligeramente a la FM (1.33 ± 0.05). Otras métricas de crecimiento, incluida la longitud total y estándar, también fueron estadísticamente comparables. Ambos grupos no mostraron lesiones externas ni internas, y el factor de condición de Fulton (CF) fue similar (1.40 ± 0.02 frente a 1.41 ± 0.02).

Histomorfología intestinal

El examen macroscópico del intestino anterior (IA) y del intestino posterior (IP) no reveló diferencias significativas entre los grupos alimentados con las diferentes dietas.

Sin embargo, el análisis histológico mostró que los peces alimentados con PBM presentaban una mejor conservación de los tejidos y una mejor estructura de los pliegues mucosos. La altura de las vellosidades intestinales en el IA fue significativamente mayor (p < 0.05) en los peces alimentados con PBM, mientras que el ancho de las vellosidades, el ancho de la lámina propia (LPW, por sus siglas en inglés) y el ancho de la submucosa (SW) no mostraron diferencias significativas. En el IP, solo el SW fue significativamente más grueso (p < 0.05) en los peces alimentados con PBM, lo que sugiere una respuesta inflamatoria leve.

Ambos grupos mantuvieron una arquitectura hepática normal. Los hepatocitos se organizaron en estructuras poliédricas con sinusoides bien definidos. Los peces alimentados con FM mostraron una acumulación moderada de lípidos, mientras que los alimentados con PBM mostraron menos depósito de lípidos (clase 2), lo que indica un mejor metabolismo lipídico. Se observó una ligera vacuolización en los peces alimentados con PBM, pero no fue significativa desde el punto de vista fisiológico.

Los peces alimentados con la dieta FM mostraron una acumulación moderada de lípidos, lo que provocó un desplazamiento de los núcleos hacia la periferia de los hepatocitos (clasificación 2 y 3; Figura 1). Por el contrario, la inclusión de un 20% de PM en la dieta PBM tuvo un efecto notable en la acumulación de depósitos lipídicos dentro de los hepatocitos y dio lugar a una menor acumulación de lípidos en el hígado (clasificación 2; Figura 1).

Ácidos grasos de cadena corta (SCFA) volátiles en las heces

En cuanto a los ácidos grasos de cadena corta (SCFA, por sus siglas en inglés), los peces alimentados con PMB mostraron niveles significativamente más altos de acetato (18.73 mmol/L) y butirato (0.91 mmol/L), sin diferencias significativas en cuanto al propionato y el isobutirato entre las dietas.

Perfil de ácidos grasos de los filetes

La mayoría de los ácidos grasos (FA, por sus siglas en inglés) variaron significativamente según la dieta, excepto el C17:1 y el C20:3N6, agrupándose por clases: los peces alimentados con PMB tenían menos ácidos grasos saturados (SFA) y significativamente más ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), ácido eicosapentaenoico (EPA) + ácido docosahexaenoico (DHA), y series n3 y n6. La proporción de ácidos grasos poliinsaturados n3/n6 fue similar.

Los  índices  nutricionales  −AtheroI (AI), ácidos grasos trombogénicos (TI), relación entre los ácidos grasos hipocolesterolémicos e hipercolesterolémicos (h/H), índice de peroxidación (PI)− favorecieron a la PMB, aunque esta tenía un PI más alto. En cuanto a las estimaciones de las enzimas del metabolismo lipídico, los peces alimentados con PBM presentaron una mayor actividad de tioesterasa y Δ9 desaturasa (C18 y C16+C18), pero una menor actividad de elongasa y Δ9 desaturasa (C16).

Validación del modelo FEEDNETICSTM

FEEDNETICS™ predijo con precisión el crecimiento durante 90 días, con un error porcentual absoluto medio (MAPE, por sus siglas en inglés) del 8%. También se comparó el crecimiento observado y el pronosticado: se estimó que los peces alimentados con FM alcanzarían los 195.81 g y 184.45 g los alimentados con PBM.

Los FCR pronosticados fueron 1.14 (FM) y 1.23 (PBM). El FM tuvo una tasa de conversión económica (ECR) más baja y redujo los residuos de nitrógeno (-5.8) y fósforo (-0.43), lo que indica una mayor eficiencia y sostenibilidad alimentaria en comparación con el PBM. En la Figura 2 se muestra la comparación entre el crecimiento pronosticado y el observado de la trucha arcoíris alimentada con diferentes dietas experimentales durante el período de prueba.

Discusión

La reintroducción de proteínas animales procesadas (PAP, por sus siglas en inglés) no procedentes de rumiantes en los alimentos acuícolas de la Unión Europea ha renovado el interés por las PBM como alternativa a la FM. El perfil nutricional de las PBM se asemeja mucho al de la FM y es eficaz para favorecer el crecimiento de diversas especies.

Este estudio confirma que las PBM pueden sustituir a la FM sin comprometer el crecimiento de la trucha arcoíris, en consonancia con investigaciones anteriores que muestran una tolerancia al sustituir entre el 25% y el 50% de la FM. Los metaanálisis indican que las especies de agua dulce pueden tolerar una inclusión aún mayor de PBM, a menudo hasta el 100%, dependiendo de la especie y la formulación.

Aunque las truchas alimentadas con PBM mostraron un WG y una SGR ligeramente inferiores, y un FCR más alto, estas diferencias no fueron estadísticamente significativas. Se han observado resultados similares en estudios con lubinas y meros jorobados, en los que una inclusión de hasta el 75% de PBM no afectó negativamente al crecimiento.

Las evaluaciones histológicas de este estudio no revelaron anomalías importantes en el hígado o el intestino, lo que respalda la seguridad de la PBM como ingrediente alimentario. Aunque las truchas alimentadas con PBM mostraron una altura de vellosidades ligeramente mayor en el IA y un aumento del grosor de la submucosa en el IP, la morfología intestinal general se mantuvo saludable.

Las heces de las truchas alimentadas con PBM presentaron niveles elevados de SCFA, en particular de butirato y acetato, indicando una actividad microbiana beneficiosa. Este resultado concuerda con los hallazgos previos en lubinas y truchas alimentadas con dietas basadas en insectos o exuvias. Los SCFA favorecen la salud intestinal y la inmunidad, lo que subraya los beneficios funcionales de las dietas basadas en PBM.

Las dietas PBM influyeron en la composición de los FA de los filetes de pescado. Aunque el EPA disminuyó, el DHA se mantuvo estable. Las dietas PBM aumentaron los PUFA n-6, como el ácido linoleico, y redujeron los SFA (por ejemplo, el ácido mirístico, CI4:0), lo que es beneficioso para la salud cardiovascular. La inclusión de aceite de algas VeraMaris® ayudó a compensar la disminución del EPA y el DHA de origen marino, lo que favoreció la sostenibilidad y mantuvo una proporción beneficiosa de n-3/n-6. La dieta PBM también logró AI, TI y h/H favorables, lo que mejoró el valor nutricional de los filetes.

La actividad desaturasa (Δ5, Δ6) fue similar en ambas dietas, pero la dieta PBM con aceite de algas influyó en el metabolismo lipídico, lo que favoreció un mayor depósito de PUFA n-3 en los filetes. Esto confirma los hallazgos que indican que el aceite de algas presente en la dieta aumenta el EPA y el DHA en el músculo de los peces.

El modelo FEEDNETICS™ predijo eficazmente el crecimiento (MAPE ~8%), pero sobreestimó el peso corporal final y subestimó el FCR en comparación con los datos reales. Estas discrepancias se deben a la falta de datos sobre la digestibilidad. Aun así, las proyecciones del modelo respaldaron los resultados experimentales: la FM ofreció una eficiencia y una retención de nutrientes ligeramente mejores, pero la PBM, con aceite de algas, logró un crecimiento comparable y una mayor sostenibilidad.

Conclusiones

Este estudio muestra que sustituir el 20% de la FM por PBM y FMH, y sustituir completamente el FO por aceite natural de algas, no afecta el crecimiento de la trucha, ni su salud intestinal ni su función hepática. Aunque los PUFA disminuyeron, la calidad del filete mejoró, lo que podría tener beneficios cardiovasculares para los seres humanos. El PBM y el aceite de algas son alternativas sostenibles que mejoran la nutrición de la trucha. Por su parte, el uso de FEEDNETICS™ respalda aún más las estrategias de alimentación ecológicas y rentables que equilibran el rendimiento de los peces con un menor impacto medioambiental.

Este artículo es patrocinado por NORTH AMERICAN RENDERERS ASSOCIATION (NARA).

Esta es una versión resumida desarrollada por el equipo editorial de Panorama Acuícola Magazine del artículo “EFFECTS OF POULTRY BY-PRODUCT MEAL AND COMPLETE REPLACEMENT OF FISH OIL WITH ALTERNATIVE OILS ON GROWTH PERFORMANCE AND GUT HEALTH OF RAINBOW TROUT (ONCORHYNCHUS MYKISS): A FEEDNETICS™ VALIDATION STUDY)” escrito por HASAN I. y RIMOLDI, S. – University of Insubria; CHIOFALO, B., OTERI, M. y ARMONE, R. – University of Messina; ANTONINI, M., KALEMI, V. and TEROVA, G. – University of Insubria, Gasco, L. – University of Turin. La versión original, incluyendo tablas y figuras, fue publicada en OCTUBRE de 2024 en BMC VETERINARY RESEARCH. Se puede acceder a la versión completa a través de https://doi.org/10.1186/s12917- 024-04324-0

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