Evaluando la harina de chocho en el alimento para camarón blanco del Pacífico: Niveles bajos de su inclusión producen un crecimiento aceptable, supervivencia, y posiblemente estimula el sistema inmune

Autores:

Monika Weiss Centro de Investigación Marina y Polar Helmholtz, Instituto Alfred Wegener, Bremerhaven, Alemania

Anja Rebelein Centro de Investigación Marina y Polar Helmholtz, Instituto Alfred Wegener, Bremerhaven, Alemania; e Instituto de Ecología Pesquera Thünen, Bremerhaven, Alemania

Matthew J. Slater Centro de Investigación Marina y Polar Helmholtz, Instituto Alfred Wegener, Bremerhaven, Alemania M ás de la mitad de las especies acuícolas producidas se alimentan con piensos formulados, y varios estudios se han centrado en proteínas terrestres como fuentes de ingredientes adicionales, principalmente legumbres como guisantes de campo, chocho y habas, que se producen regional y orgánicamente. Las legumbres proporcionan nitrógeno para sí mismas y para las plantas subsiguientes, por lo tanto, reducen también la necesidad de fertilización durante la rotación de cultivos.

Se han probado varios tipos de cultivo de chocho con diferentes especies acuícolas, con resultados generalmente prometedores. Se ha demostrado que la digestibilidad del chocho supera la de la soya en el salmón del Atlántico. Se ha encontrado que la harina de semillas de chocho extruido ofrece buenos coeficientes de digestibilidad, especialmente para proteínas y energía en la trucha y lenguado, y puede sustituir en gran medida,

a la harina de pescado en dietas de lubina europea. Al menos el 40 por ciento de la proteína de harina de pescado en dietas del camarón tigre negro (Penaeus monodon) puede ser reemplazada por harina de chocho (utilizada sobre una base equivalente de proteína), sin impactos adversos en el crecimiento.

Un estudio mostró que el chocho andino (Lupinus mutabilis) puede reemplazar al menos la mitad de la proteína de harina de pescado, equivalente a un tercio de la proteína total, en la dieta del camarón blanco del Pacífico (Litopenaeus vannamei) sin influir negativamente en el crecimiento y la conversión alimenticia. Sin embargo, hasta ahora hace falta información sobre su efecto sobre parámetros metabólicos e inmunes.

Este artículo, - adaptado y resumido de la publicación original [M. Weiss y et al., 2020. Harina de chocho como reemplazo de la

Izquierda: Vista de plantas de chocho azul o altramuz de hoja estrecha. Foto de Mannypr. Creative Commons. Derecha: vainas y semillas de altramuz de hoja estrecha o chocho azul. Foto de Muséum de Toulouse. Creative Commons

harina de pescado en alimentos formulados para el camarón blanco (Litopenaeus vannamei. Aquaculture Nutrition 2020; 00: 1–11. https://doi.org/10.1111/anu.13034- https://creativecommons.org/licenses/ by/4.0/ ] informa sobre un estudio para evaluar la harina de semillas de altramuz de hoja estrecha (Lupinus angustifolius) como un componente sostenible de dietas para el camarón blanco del Pacífico en pruebas de alimentación controlada realizadas en un sistema de recirculación acuícola.

Este estudio es parte del proyecto “Hoja de Ruta para la transición hacia sistemas sostenibles basados en leguminosas en Europa” (TRUE), por sus siglas en inglés (Transition paths to sustainable legume based systems in Europe), y ha recibido financiamiento del programa de investigación e innovación Horizon 2020 de la Unión Europea bajo el acuerdo de subvención No. 727973. Los autores agradecen al personal del “Centro de Investigación en Acuicultura” (ZAF) por realizar análisis de calidad del agua y actividades diarias.

Preparación del estudio El estudio se realizó en un sistema de recirculación acuicultura (RAS) en el Centro de Investigación de la Acuicultura del Instituto Alfred Wegener en Bremerhaven, en Alemania. La preparación incluyó separar 18 tanques con un sistema de tratamiento de agua con un filtro mecánico, un skimmer de proteína, un biofiltro y tratamiento de ozono. Durante la prueba, los parámetros físicos del agua se midieron todos los días (91.93 ± 4.95 por ciento para oxígeno disuelto; 7.53 ± 0.11 para pH; 26.11 ± 0.69 °C para temperatura y 15.96 ± 0.53 g/L para salinidad). Dos veces por semana, se determinaron las concentraciones de compuestos nitrogenados, con concentraciones medias de 0.27 ± 0.245 mg/L para amonio, 2.25 ± 3.692 mg/L para nitrato y 122.71 ± 96.16 mg/L para nitrito.

Las postlarvas de L. vannamei (PL13, peso promedio ~ 3 mg ± 0.5 mg, media ± desviación estándar) fueron obtenidas de un laboratorio comercial de camarón en Florida (EE. UU.) y cultivadas durante 7 semanas. En cada tanque se sembraron 25 individuos con una biomasa promedio por unidad de 90.22 ± 0.86 g. Se mantuvo una alimentación controlada durante ocho semanas y los tratamientos se realizaron por cuadruplicado. La ganancia de peso y longitud se registraron al principio, y después de cuatro y ocho semanas. Al término del experimento, se tomaron muestras de hemolinfa para análisis adicionales, después de determinar la etapa de muda de cada animal y de excluir a los animales recién mudados debido a los impactos conocidos del proceso de muda en varios parámetros metabólicos e inmunes.

Se formularon cuatro dietas experimentales isonitrógenas e isocalóricas, para cumplir con los requisitos de L. vannamei durante el estudio, considerando el contenido energético, el perfil de proteínas y aminoácidos, la composición de lípidos y ácidos grasos, vitaminas y minerales. Se agregaron aminoácidos individuales (metionina y lisina) para equilibrar el perfil de aminoácidos, según ciertas necesidades.

Las dietas incluyeron un control con harina de pescado como fuente principal de proteína; dietas L10 y L20 con 10 y 20 por ciento, respectivamente, harina de chocho reemplazando la harina de pescado; y L30 con 30 por ciento de harina de chocho, reemplazando completamente la harina de pescado. Una dieta comercial de camarón (Beeskow, Alemania; proteína 390 g/kg, lípidos 90 g/kg, cenizas 90 g/kg, fibra 15 g/kg) sin harina de chocho se probó por duplicado para comparaciones.

Para obtener información detallada sobre el sistema experimental y las dietas; actividad fenoloxidasa; recuentos de hemocitos totales y diferenciales; y análisis estadísticos, refiérase a la publicación original.

Resultados y discusión Todos los animales aceptaron los alimentos y mostraron un crecimiento aceptable. La tasa de supervivencia promedio del camarón en todas las dietas suplementadas con chocho fue de 68.3 ± 7.3 por ciento. Para los animales que recibieron la dieta control, fue de 63.0 ± 5.0 por ciento, y la tasa de supervivencia entre los tratamientos no fue estadísticamente diferente. Después de ocho semanas, el peso corporal de los animales difería significativamente según la dieta (Tabla 1). Los animales alimentados con el alimento control, el alimento L10 y la dieta comercial, fueron los más pesados. Los camarones alimentados con la dieta L20 fueron significativamente más livianos que el control y la dieta L10, pero no difirieron de la dieta comercial.

El camarón alimentado con la dieta L30 tenía un peso corporal significativamente más bajo que todos los demás tratamientos. Estos hallazgos también se reflejan en la tasa de crecimiento específica, que está por encima de 1.5 para todas las dietas, pero cae por debajo de 1.0 en el camarón alimentado con la dieta L30. La tendencia de crecimiento reducido en el tratamiento con L30 ya era evidente después de cuatro semanas.

La actividad de la hemolinfa fenoloxidasa (PO) [un componente importante para la defensa inmune del camarón] fue mayor en los animales alimentados con la dieta L10, y significativamente menor cuando se los alimentó con la dieta comercial (Figura 1a). La actividad en el control y las dietas L20 y L30 fue intermedia, sin diferencias significativas en comparación con la dieta comercial (Com) o la dieta L10.

El nivel de glucosa fue significativamente mayor en los animales alimentados con L10 (28.36 ± 6.44 mg/dl) que en los animales alimentados con L30 (19.71 ± 2.73 mg / dl) (Figura 1b). Los niveles de glucosa del camarón alimentado con el alimento comercial (27.0 ± 4.15 mg/dl), el alimento control (22.89 ± 2.26 mg/dl) y L20 (24.73 ± 5.0 mg/dl) fueron intermedios y no difirieron significativamente de L10 o L30.

Los valores promedio del recuento total de hemocitos (THC) fueron 277.6 ± 118.,7 × 10 5 células ml/L. El total de hemocitos fue más alto cuando el camarón se alimentó con niveles bajos de chocho (L10) que los valores de THC del camarón alimentado con alimento comercial y el control. Los valores de THC disminuyen gradualmente con niveles más altos de inclusión de chocho. No hubo diferencias significativas entre los tratamientos dietéticos. Sin embargo, observamos una tendencia a que las células semigranulares se promuevan en animales alimentados con la dieta L10, pero se reducen al aumentar el contenido de chocho en el alimento (Figura 1c).

Las proteínas alternativas sostenibles y viables siguen teniendo una alta prioridad para el futuro desarrollo de la acuicultura. Los resultados de nuestro estudio indican claramente la aplicabilidad de la harina de semillas de chocho como reemplazo de la harina de pescado en dietas para el cultivo de L. vannamei. La inclusión es, como con muchas fuentes alternativas terrestres, recomendable pero solo dentro de claras limitaciones. El crecimiento de L. vannamei indica que las tasas de inclusión crecientes de harina de chocho que exceden los 100 g/kg (reemplazando el 40 por ciento de la harina de pescado) en el alimento, causa una disminución progresiva en el rendimiento del camarón.

Los nuevos ingredientes para alimentos acuícolas, especialmente productos derivados de plantas pueden tener impactos en el metabolismo del animal que podrían no expresarse en el nivel de crecimiento sino en parámetros metabólicos. Los datos metabólicos de nuestro estudio muestran que, si bien la inclusión de un 10 por ciento de harina de chocho no tiene influencia negativa, el aumento de la suplementación con harina de chocho (20 y 30 por ciento), deteriora progresivamente el estado fisiológico del camarón L. vannamei hacia un contenido de metabolitos más bajo en la hemolinfa total.

En general, los niveles de proteína total en la hemolinfa del camarón alimentado con las diferentes dietas están en el rango reportado para animales mantenidos en condiciones similares. Nuestros resultados muestran niveles de proteína de hemolinfa bajos pero estables para todas las dietas, lo que indica un suministro de proteínas limitado pero suficiente que no se ve afectado por la tasa de inclusión de comida de chocho en las dietas evaluadas.

Nuestros resultados también proporcionan evidencia de que la inclusión de harina de chocho en el alimento tiene un efecto modulador en el sistema inmune del camarón con una mejora positiva de hemocitos y el sistema de fenoloxidasa (PO) cuando el chocho se incluye en niveles moderados (10 por ciento; Figura 1a, c). La mayoría de las dietas diseñadas resultaron en una actividad de PO ligeramente más

Tabla 1. Resultados de crecimiento de las pruebas de alimentación para peso inicial, aumento de peso y tasa de crecimiento específico de L. vannamei. Los números réplica fueron 24, 63, 73, 73 y 59 para Com, control, L10, L20 y L30, respectivamente. *Porcentaje de peso corporal por día.

Resultados de los análisis de hemolinfa. Com: alimentación comercial; Control: alimentación control; L10: 10% del alimento es harina de chocho; L20: 20% del alimento es harina de chocho; L30: el 30% del alimento es harina de chocho. Se indican diferencias significativas con letras diferentes. Los números de réplica se indican en las barras para a), para b) y c) es Com = 6 individuos (ind.), control, L10, L20 y L30 = 12 ind., cada ind. medido en 3 réplicas técnicas. (a) Actividad de fenoloxidasa en hemolinfa del camarón dada como media ± SE. La data se transformó para alcanzar la normalidad. (b) Niveles de glucosa y acilglicéridos medidos en hemolinfa del camarón dados como media ± SD. (c) Conteo diferencial de hemocitos.

alta, pero los animales tratados con la dieta L10 mostraron un aumento significativo en la actividad PO en comparación con la dieta comercial. Otros autores también encontraron valores más altos de la actividad de PO en L. vannamei cuando se incluyeron otros ingredientes inmunoestimulantes y probióticos en el alimento.

Perspectivas Nuestros resultados demuestran la inclusión exitosa de harina de semillas de chocho descascarado en alimento para L. vannamei sin efectos adversos sobre la supervivencia, el rendimiento del crecimiento o los parámetros metabólicos para tasas de inclusión de hasta 100 g/kg de alimento. Las altas tasas de inclusión (300 g/kg de harina de semillas de chocho) dieron como resultado, un reducido rendimiento del crecimiento y estado nutricional. Se detectó un efecto inmunoestimulante en el camarón para un nivel de inclusión de 100 g/kg de harina de chocho, basado en un aumento en la actividad de fenoloxidasa.

Estos resultados prueban que la harina de semillas de chocho descascarado es una fuente de proteína alternativa regional adecuada para alimento acuícola que puede suministrar proteína de buena calidad al camarón L. vannamei y puede reemplazar cantidades significativas de harina de pescado en dietas.

Para futuros desarrollos de dietas, se podría lograr una tasa de sustitución más alta al complementar una mezcla de harina de chocho y otras plantas regionales, como las habas. Esto podría proporcionar un suministro nutricional más equilibrado y hacer uso del efecto inmunoestimulante con moderadas tasas de inclusión de chocho. Además, se requiere más investigación para evaluar los métodos de pretratamiento del

Este artículo es adaptado y resumido de la publicación original [M. Weiss et al., 2020. Lupin kernel meal as fishmeal replacement in formulated feeds for the Whiteleg Shrimp (Litopenaeus vannamei). Aquaculture Nutrition 2020;00:1–11 - https://doi. org/10.1111/anu.13034].

chocho para mejorar su digestibilidad•