El uso de proteasa, carbohidrasa y sales de ácidos orgánicos micro encapsulados

Wenxiang Yao a , Xiaoqin Li a , M.A. Kabir Chowdhury b , Jing Wang a , Xiangjun Leng a & HervéLucien-Brun b

a. Centre for Research on Environmental Ecology and Fish Nutrition ,,Shanghai Ocean University, Chinab. Jefo Nutrition Inc.,

Individualmente o en combinación, mejoran el crecimiento, el uso del alimento y la histología intestinal del camarón blanco del Pacífico,

L.vannamei.

Objetivos

Producción mundial de camarónOBJETIVOS

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Ton

elad

as x

1 0

00

00

0

Sudeste de Asia China India Americas Medio Oriente y Africa Otros

OBJETIVOS

Contexto

• Con el rápido aumento de la acuicultura mundial, la escasez de harina de pescado se ha convertido en un factor importante que restringe el desarrollo de la industria de alimentos acuícolas.

• Muchas proteínas animales y vegetales se han utilizado para reducir el uso de harina de pescado.

• Sin embargo, los perfiles de aminoácidos desequilibrados, la mala palatabilidad y digestibilidad de estas fuentes de proteínas restringen severamente su uso en alimentos acuícolas.

• Una alta inclusión de proteínas vegetales en las dietas de pescado o camarón puede resultar en una digestibilidad reducida de los nutrientes, un bajo rendimiento de la producción y, a veces, un deterioro de la salud gastrointestinal.

• Otra limitación principal en la utilización de ingredientes vegetales en la alimentación acuática es la presencia de carbohidratos no digeribles, que consisten principalmente en polisacáridos sin almidón (NSP). Los tipos de NSP incluyen fibra insoluble (celulosa) y soluble (xilano, pectina).

Proposición de solucionesOBJETIVOS

Para mejorar la calidad de estas fuentes de proteínas, se han propuesto y llevado a cabo varias estrategias nutricionales:

• Suplementación de enzimas, proteasas y carbohidrasas, para mejorar la digestibilidad y disponibilidad de nutrientes.

• Suplementación de acidificante para mejorar la función del tracto digestivo.

• Suplementación de aminoácidos esenciales para equilibrar el perfil de aminoácidos de la ración

OBJETIVOS

Ventajas del uso de enzimas

Proteasas

• Las proteasas pueden descomponer las proteínas macromoleculares y la sustancia anti nutricional de la composición proteica.

• Estudios han demostrado el efecto positivo de la suplementación de proteasa en la alimentación acuática.

• La inclusión proteasa en la dieta baja en harina de pescado mejoró significativamente el crecimiento y la digestibilidad y retención de nutrientes en varias especies de cultivo des peces y/o de crustáceos, como el camarón blanco del Pacífico (Litopenaeus vannamei)

Carbohidrasas

• Las carbohidrasas son un grupo de enzimas que catalizan los carbohidratos poliméricos,

• La incorporación de carbohidrasas en los alimentos podría mitigar los efectos adversos de los polisacáridos sin almidón (NSP).

• Se han informado estudios sobre la suplementación exógena de carbohidrasas en alimentos acuáticos con muchas especies, incluido el camarón blanco (Litopenaeus vannamei).

• Hasta la fecha, más del 80% del mercado mundial de carbohidrasas está representado por dos proteínas dominantes: Xilanasas y Glucanasas.

Ventajas del uso de acidificantesOBJETIVOS

• Los ingredientes que provén las proteínas vegetales, como la harina de soja, así como la gran cantidad de consumo diario de alimentos, afectan la salud intestinal de los animales acuáticos.

• Los acidificantes mejoran el crecimiento al mejorar la salud intestinal mediante:

⁃ la reducción del pH

⁃ la mejora de las secreciones pancreáticas

⁃ la promoción del crecimiento bacteriano beneficioso al tiempo que inhiben el crecimiento de microorganismos patógenos

• Los principales tipos de acidificantes utilizados en la alimentación acuática son los ácidos orgánico.

• Existe muchos estudios sobre la suplementación de acidificantes exógenos en alimentos para varios especies acuáticas.

Proposito de la pruebaOBJETIVOS

• Muchos estudios han demostrado efectos positivos de la proteasa, la carbohidrasa y el acidificante en las dietas de camarón, pero hay pocos estudios en su inclusión combinada.

• El uso combinado de enzimas y acidificantes tiene grandes expectativas de ser una mejora muy importante en la dieta del camarón..

• Por lo tanto, el objetivo del presente estudio fue investigar los efectos, sobre el crecimiento, la utilización de los alimentos y la histología intestinal del camarón blanco del Pacífico, de inclusiones individuales y combinados de proteasas, de carbohidrasas múltiples y de sales de ácidos orgánicos micro-encapsuladosen una dieta formulada con bajo contenido de harina de pescado

Método

MÉTODO

Diseño experimental• Se adquirió un total de 5000 PL16 con una longitud corporal de 0.50cm ± 0.05 en laboratorio.

• Luego de su transporte, las PL’s se aclimataron durante 1,5 meses en estanques interiores.

• Durante aclimatación, fueron alimentados con una dieta comercial que contenía 40% de proteína cruda.

• Luego, 1 440 camarones con un peso corporal promedio de 2.12g ± 0.10 fueron asignados aleatoriamente a 36 jaulas (1.5 × 1.0 ×1.2 m) que fueron colgadas en piscinas cubiertas con 8 jaulas por piscina y con 40 camarones por jaula.

• Hubo 9 tratamientos con 4 repeticiones por tratamiento.

• Los camarones fueron alimentados 4 veces al día a las 06:00, 11:00, 17:00 y 22:00, la tasa de alimentación diaria fue de aproximadamente 3 a 8% del peso corporal. El consumo de alimento se ajustó de acuerdo con el comportamiento de los camarones para que puedan consumir el alimento asignado dentro de las 2 h posteriores a la alimentación.

• Durante el período de alimentación, se eliminaron las heces mediante sifón, y aproximadamente 1/3 del agua se renovó por semana.

• La prueba duró 49 días.

• Durante el ensayo, la temperatura del agua varió de 26°C a 31°C, el oxígeno disuelto fue ≥ 5.6 mg/L, el pH fue de 7.6 a 8.3 y NH4+-

N fue ≤ 0,1 mg / L.

MÉTODO

Instalaciones experimentales

MÉTODO

Dietas experimentales

• PC: dieta de control positivo, que contiene 20% de harina de pescado

• NC: el control negativo es la dieta con solamente 10% de harina de pescado y un suplemento con una combinación de harina de soya (SBM) y harina de carne y hueso (MBM), colesterol, lisina-HCl y DL-metionina recubierta se suplementó para alcanzar los mismos niveles que el Dieta PC

• P: dieta NC suplementada con 175 mg / kg de proteasa

• C: dieta NC suplementada con 100 mg / kg de carbohidrasas (xylanase and β-mannanase).

• O: dieta NC suplementada con 825 mg / kg de sales de ácido orgánico microencapsulado

• P + C: dieta NC suplementada con 175 mg / kg de proteasa y 100 mg / kg de carbohidrasa

• P + O: dieta NC suplementada con 175 mg / kg de proteasa y 825 mg / kg de sales de ácido orgánico microencapsulado (Ca-Propionate, Ca-Formate and Na-Acetate)

• C + O: dieta NC suplementada con 100 mg / kg de carbohidrasa y 825 mg / kg de sales de ácido orgánico microencapsulado

• P + C + O: dieta NC suplementada con 175 mg / kg de proteasa y 100 mg / kg de carbohidrasa y 825 mg / kg de sales de ácido orgánico microencapsulado

Fabricación de las dietas experimentalesMÉTODO

• Además, se añadieron 500 mg / kg de Óxido de itrio (Y2O3) a todas las dietas como un marcador inerte para la medición de la digestibilidad aparente de los nutrientes.

• Todos los ingredientes de la dieta se molieron y tamizaron con un tamiz de malla 60

• Luego se mezclaron gradualmente con aceite de pescado y agua destilada (30%).

• La mezcla se extrudo con una temperatura de granulación de 85 ± 5 ° C con un extrusor de un solo tornillo para formar un pellet que se hunde

• Los pellets fueron post cocinados en un horno a 95 ° C durante 20 min

• Luego se secaron al aire y se almacenaron a 4 ° C hasta su uso.

MÉTODO

Composicion y analysis de las dietas experimentales

IngredientesPC

Control Positivo

NCControl

Negativo

P 175 mg/kg

O 100 mg/kg

C 825 mg/kg

P+O P+C O+C P+C+O

Harina de pescado 200.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100,0Remolturada de trigo 264.5 207.9 207.7 207.1 207.8 206.9 207.6 207.0 206.8Harina de soya 190.0 265.0 265.0 265.0 265.0 265.0 265.0 265.0 265.0Harina de carne y hueso 50.0 125.0 125.0 125.0 125.0 125.0 125.0 125.0 125.0Aceite de pescado 20.0 21.8 21.8 21,8 21.8 21.8 21.8 21.8 21.8Premezcla de vitaminas 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8Premezcla de minerales 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0Cholesterol 0.0 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3Proteasa 0.0 0.0 0.2 0.0 0.0 0.2 0.2 0.0 0.2Carbohidrasa 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 0.1 0.1 0.1Sales de ácidos orgánicos 0.0 0.0 0.0 0.8 0.0 0.8 0.0 0.8 0.8Metionina recubierta 0.0 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8Lisina recubierta 0.0 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2,.7Otro 272.7 272.7 272.7 272.7 272.7 272.7 272.7 272.7 272.7Total 1,000.0 1,000.0 1,000.0 1,000.0 1,000.0 1,000.0 1,000.0 1,0000 1,000.0

Análisis cuantitativas

Proteína cruda 391.4 397-.2 393.4 392.0 395.9 390.5 390.1 393.1 391.9Grasa cruda 83.4 84.4 84.8 84.3 84.2 84.4 84.4 84.6 84.4Humedad 47.7 52-.7 48.6 53.1 47.1 44.2 55.6 54.2 53.6

Resultados

Crecimiento de peso (%)RESULTADOS

529%a

382%d

428%c 431%c 429%c 441%bc 453%bc435%c

481%b

0%

100%

200%

300%

400%

500%

600%

PC NC P O C P+C P+O O+C P+C+O

Tasa de conversión alimenticiaRESULTADOS

1.2:1 a

1.6:1 d

1.4:1 c 1.4:1 c 1.4:1 c 1.4:1 bc1.3:1 bc

1.4:1 c1.3:1 b

0.0:1

0.2:1

0.4:1

0.6:1

0.8:1

1.0:1

1.2:1

1.4:1

1.6:1

1.8:1

PC NC P O C P+C P+O O+C P+C+O

Composición del cuerpo del camarón entero (peso fresco)RESULTADOS

18

6.5

g/k

g

18

4.3

g/k

g

18

5.3

g/k

g

18

7.4

g/k

g

18

7.3

g/k

g

18

6.7

g/k

g

18

6.4

g/k

g

18

9.1

g/k

g

18

7.3

g/k

g

23

.6 g

/kg

23

.0 g

/kg

22

.4 g

/kg

22

.3 g

/kg

23

.4 g

/kg

23

.1 g

/kg

22

.8 g

/kg

23

.3 g

/kg

23

.6 g

/kg

30

.2 g

/kg

30

.5 g

/kg

29

.6 g

/kg

29

.8 g

/kg

28

.9 g

/kg

31

.2 g

/kg

30

.5 g

/kg

31

.1 g

/kg

30

.6 g

/kg

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

PC NC P O C P+C P+O O+C P+C+O

Proteína bruta Lípido crudo Ceniza

Efectos sobre la retención de nutrientes por el camarónRESULTADOS

Eficiencia de retención de proteínas (PRE)

• PRE (100%)

⁃ 100* ganancia de proteína (g) / ingestión de proteína (g)

Eficiencia de retención de lípidos (LRE)

• LRE (100%)

⁃ 100* ganancia de lípidos (g) / ingestión de lípidos (g)

34

.19

% a

25

.63

% d

26

.31

% c

28

.47

% b

c

28

.75

% b

c

28

.23

% b

c

30

.05

% b

28

.12

% b

c

30

.25

% b

21

.04

% a

15

.27

% d

16

.70

% c

16

.75

% c

16

.80

% c

16

.80

% c

18

.70

% b

16

.74

% c

19

.40

% b

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

PC NC P O C P+C P+O O+C P+C+O

PRE/% LRE/%

Efectos sobre la digestibilidad por el camarónRESULTADOS

Coeficientes de digestibilidad aparente (ADC) de materia seca (DM)

• ADCDM= 1 – Y203 en dieta/ Y203 Fecal

Coeficientes de digestibilidad aparente (ADC) de proteína cruda (CP)

• ADCCP= 1 – (Y203 en dieta*Fecal CP) / (Y203

Fecal* CP en dieta)

72

.30

% a

61

.75

% c

67

.32

% b

63

.57

% c

63

.52

% c

69

.20

% b

69

.50

% b

63

.83

% c

70

.09

% a

b

84

.55

% a

78

.62

% d

81

.31

% c

80

.63

% c

80

.82

% c

82

.35

% b

82

.77

% a

b

80

.54

% c

83

.21

% a

b

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

PC NC P O C P+C P+O O+C P+C+O

ADCDM/% ADCCP/%

Efectos sobre la actividad de la proteasa digestiva en el hepatopáncreas del camarón

RESULTADOS

94

.2 U

/mg

pro

t (a

)

80

.3 U

/mg

pro

t (c

) 91

.2 U

/mg

pro

t (a

b)

82

.6 U

/mg

pro

t (b

c)

83

.5 U

/mg

pro

t (b

c)

91

.1 U

/mg

pro

t (a

b)

91

.6 U

/mg

pro

t (a

b)

83

.7 U

/mg

pro

t (b

c)

92

.5 U

/mg

pro

t (a

b)

70.00

75.00

80.00

85.00

90.00

95.00

100.00

PC NC P O C P+C P+O O+C P+C+O

Efectos sobre la actividad de la amilasa y la lipasa digestivas en el hepatopáncreas del camarón

RESULTADOS

54

9.0

U/g

pro

t (a

)

49

1.1

U/g

pro

t (c

)

50

3.3

U/g

pro

t (b

c)

51

0.3

U/g

pro

t (b

c)

52

3.8

U/g

pro

t (b

)

54

6.2

U/g

pro

t (a

)

50

3.6

U/g

pro

t (b

c)

53

2.2

U/g

pro

t (a

b)

53

2.1

U/g

pro

t (a

b)

65

.3 U

/g p

rot

63

.0 U

/g p

rot

66

.3 U

/g p

rot

65

.9 U

/g p

rot

70

.3 U

/g p

rot

67

.8 U

/g p

rot

69

.6 U

/g p

rot

65

.3 U

/g p

rot

63

.2 U

/g p

rot

0

100

200

300

400

500

600

PC NC P O C P+C P+O O+C P+C+O

U/g prot

Amylasa (U/g prot) Lipasa (U/g prot)

Corte transversal de la morfología de la mucosa intestinal de camarón alimentada con las dietas experimentales

• El grupo de PC muestra un orden y una disposición cercana de las vellosidades intestinales.

• El camarón que recibe suplementos de sales de ácido orgánico solo o en combinación muestra un aumento de la altura de las vellosidades en comparación con el grupo NC.

Efectos sobre la histología del intestino medio del camarónRESULTADOS

78

.07

μm

(a)

57

.50

μm

(d

)

61

.86

μm

(cd

)

69

.27

μm

(ab

c)

64

.23

μm

(cd

)

67

.21

μm

(b

cd)

70

.57

μm

(ab

c)

69

.75

μm

(ab

c)

75

.57

μm

(ab

)

35

.04

μm

35

.03

μm

35

.12

μm

34

.68

μm

34

.99

μm

34

.61

μm

34

.61

μm

34

.98

μm

35

.00

μm

7.7

5 μ

m

7.6

3 μ

m

7.4

7 μ

m

7.5

0 μ

m

7.4

5 μ

m

7.7

5 μ

m

7.3

0 μ

m

7.7

5 μ

m

7.6

1 μ

m

0 μm

10 μm

20 μm

30 μm

40 μm

50 μm

60 μm

70 μm

80 μm

90 μm

PC NC P O C P+C P+O O+C P+C+O

Altura de las vellosidades Ancho de las vellosidades Grosor muscular

Conclusiones

ConclusionesEL USO DE PROTEASA, CARBOHIDRASA Y SALES DE ÁCIDOS ORGÁNICOS MICRO ENCAPSULADOS

El uso de combinación de proteasa, de carbohidrasa y de sales orgánicos es una excelente opción para reducir

significativamente la inclusión de harina de pescado en el balanceado par el camarón blanco del Pacífico, L.vannamei

En este estudio, la suplementación individual o combinada de proteasas, carbohidrasas y sales de ácidos orgánicos en una dieta con baja inclusión en harina de pescado (10%) mejoró significativamente el rendimiento de crecimiento y la utilización del alimento del camarón blanco del Pacífico, L.vannamei.

• La proteasa dietética mejora la digestibilidad de la proteína y, por lo tanto, mejora el crecimiento y la utilización de nutrientes de los animales acuáticos. También, la proteasa degradaría algunos anti nutrientes en el alimento.

• Teniendo en cuenta que la mayoría de la semicelulosa en los ingredientes vegetales son xilano y manosa, la adición de carbohidrasa mejoró significativamente el crecimiento, la digestibilidad de proteína cruda y la actividad amilasa hepatopancreática. La mayor actividad de amilasa mostró una disponibilidad de azúcares más complejos producidos como resultado de la hidrólisis de xilanos y β-mananos.

• Los ácidos orgánicos micro-encapsulados se usan como un promotor de crecimiento para los animales acuáticos al proporcionar energía, al ajustar la micro flora intestinal y a mejorar la salud intestinal, mejorando así la utilización de nutrientes.

• Camaronera de 500 Ha que tiene una productividad de 2,000 Lbs/Ha/ciclo

• Cosecha: 1,000,000 de libras por ciclo

• Se realiza 2,5 ciclos por año es decir que cosecha 2,500,000 Lbs/año

ConclusionesEL USO DE PROTEASA, CARBOHIDRASA Y SALES DE ÁCIDOS ORGÁNICOS MICRO ENCAPSULADOS

1 8

70

00

0 U

S$

1 6

70

00

0 U

S$

1 7

40

00

0 U

S$

1 6

60

00

0 U

S$

0 U

S$

20

2,0

00

US$

13

0,0

00

US$

21

2,0

00

US$

0 US$

200,000 US$

400,000 US$

600,000 US$

800,000 US$

1,000,000 US$

1,200,000 US$

1,400,000 US$

1,600,000 US$

1,800,000 US$

2,000,000 US$

NC P O P+C+O

Costo del alimento Ahoro comparando con NC

Damos las gracias a los doctores Wenxiang Yao, Xiaoqin Li, Jing Wang y Xiangjun Leng

de la Shanghai Ocean University en China por su participación eficiente en la realización de esta prueba.