Incremento en el desempeño del crecimiento y mecanismos de digestión del camarón a través de un potenciador de la digestión con base en lisofosfolípídos bajo diferentes niveles de colesterol en la dieta

Autores:

Yu-Hung Lin

Waldo G. Nuez-Ortín Gilberto Hernández-González gilberto.hernandez@adisseo.com

Professor Yu-Hung Lin is with the Department of Aquaculture, National Pingtung University of Science and Technology, Taiwan.

Waldo G. Nuez-Ortín, PhD is Lead Scientist Aquaculture, Adisseo, Belgium.

Gilberto Hernández-González, MSc is Regional Manager Aquaculture, Adisseo, Latam.

Durante muchos años, la industria de la acuicultura ha buscado mejorar la sostenibilidad mediante la reducción del uso de harina de pescado en los alimentos acuícolas. La harina de soya es una alternativa ampliamente utilizada a la harina de pescado en la alimentación de camarones debido a su composición nutricional bien equilibrada y su fácil disponibilidad. Sin embargo, el uso de harina de soya en la alimentación de camarones debe considerarse cuidadosamente debido a su deficiencia de algunos nutrientes, especialmente colesterol. El colesterol es un requerimiento dietético crítico para los camarones que carecen de la capacidad de sintetizar este nutriente de novo (NRC, 2011). Se informa que los requerimientos de colesterol para el camarón blanco son del

0,11 al 0,14 % (NRC, 2011), mientras que los niveles de colesterol en las formulaciones estándar de alimentos para camarones actualmente oscilan entre el 0,05 % y el 0,1 %. En un estudio por Lin et al. 2017, los niveles de inclusión de harina de soya disminuyeron las concentraciones de colesterol en el hepatopáncreas y la hemolinfa de los camarones. Tal hipocolesterolemia se atribuye tanto a la deficiencia de colesterol en la harina de soya como a la mala utilización del colesterol por parte de los camarones.

Los camarones carecen de un sistema de jugos biliares, por lo que el proceso de digestión de los lípidos no es tan eficiente como en los peces. Los potenciadores de la digestibilidad basados en emulsionantes naturales han demostrado ser capaces de complementar el proceso de emulsificación y optimizar la digestión y utilización de importantes nutrientes lipídicos como el colesterol.

En la actualidad, factores como el incremento en los costos de energéticos, materias primas y problemas con las cadenas de suministro han ejercido una fuerte presión sobre los costos de producción en los piensos para camarón. Por eso, encontrar ingredientes alternativos con capacidades funcionales se ha vuelto una prioridad en la estrategia de los productores de piensos. Uno de estos ingredientes funcionales es un potenciador digestivo (Adisseo) a base de lisofosfolípidos producido por la hidrólisis controlada de fosfolípidos en lecitina de soya. La lecitina facilita la digestión y absorción de los lípidos y es ampliamente usada en los alimentos para camarón. Sin embargo, los lisofosfolípidos tienen propiedades emulsionantes superiores en relación con la lecitina, por lo que una aplicación cada vez más común hoy en día en los alimentos para camarones es el reemplazo de la lecitina para reducir el costo de la formulación y mantener el rendimiento del crecimiento.

Se realizó una prueba de crecimiento para investigar los beneficios de lisofosfolípidos (Adisseo) en las formulaciones actuales de alimentos para camarones que contienen concentraciones altas y bajas de colesterol hoy en día. Los niveles dietéticos de harina de pescado y harina de soya se ajustaron para proporcionar concentraciones de colesterol altas (0,12%) y bajas (0,05%) en los alimentos experimentales.

Diseño experimental

Se formularon y se produjeron en peletizadora cuatro alimentos experimentales isoproteicas e isolipídicos, mismos que se presentan en la Tabla 1. Se diseñaron dos alimentos de control que contenían 1% de lecitina, con concentraciones altas o bajas de colesterol: dieta alta en colesterol (HIGH CHOL, 0.12%) y dieta baja en colesterol (LOW CHOL, 0,05%). Los lisofosfolípidos (AQL) se suplementaron al 0,1% en ambas formulaciones: HIGH CHOL+0,1 % AQL y LOW CHOL+0,1 % AQL.

Los cuatro alimentos experimentales se asignaron aleatoriamente a 12 tanques (300 l, 3 repeticiones por tratamiento) en un sistema de recirculación cerrado. Se sembraron veinte camarones en cada tanque. El sistema consta de un filtro común, biofiltro, filtro (skimmer) de proteínas y luz ultravioleta para mantener la calidad del agua. La temperatura del agua del sistema de cultivo se controló a 28 ± 1°C. Los camarones fueron alimentados al 6% de su peso húmedo 4 veces al día a las 07:00, 12:00, 17:00 y 22:00. Los camarones se pesaron una vez cada 2 semanas y se realizó un recambio de agua del 50% al mismo tiempo. Los camarones fueron alimentados con las dietas experimentales durante 8 semanas.

Al final de la prueba de alimentación, los camarones se pesaron a granel para calcular el rendimiento del crecimiento. Después de esto, se recolectaron al azar hepatopáncreas de dos camarones en cada tanque. Se midió la expresión génica de las enzimas digestivas, incluidas la quimotripsina, la tripsina, la amilasa y la lipasa. El diseño de cebadores (primers) y la cuantificación relativa se efectuó siguiendo la descripción de Castro-Ruiz et al. (2021) y Livak y Schmittgen (2001).

Se evaluó la normalidad y la homogeneidad de la varianza de los datos mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov y la prueba de Bartlett, respectivamente. Los resultados se analizaron mediante un análisis de varianza de una vía (ANOVA). Cuando el ANOVA identificó diferencias entre los grupos, se realizaron comparaciones múltiples entre las medias utilizando la prueba de rango múltiple de Duncan. La significación estadística se determinó ajustando el error de tipo I agregado a p<0,05.

La suplementación refuerza el desempeño en crecimiento

La suplementación del potenciador digestivo a base de lisofosfolípidos impulsó la ingesta de alimento y el rendimiento del crecimiento de los camarones alimentados con alimentos altos y bajos en colesterol (Figura 1). El consumo de alimento mejoró significativamente en un 13 y un 21 % con la suplementación en los alimentos altos y bajos en colesterol, respectivamente. Los mejores efectos de crecimiento se encontraron en el alimento alto en colesterol suplementado con lisofosfolípidos, mostrando mejoras significativas del 16% y 11% en la ganancia de peso y la tasa de crecimiento específica (SGR), respectivamente. Se observó un patrón similar en el alimento bajo en colesterol; con la suplementación las mejoras numéricas fueron del 10% y 8% en ganancia de peso y SGR, respectivamente. Más interesante aún, la suplementación en el alimento bajo en colesterol igualó el rendimiento del alimento alto en colesterol, demostrando la eficacia de este potenciador digestivo a base de lisofosfolípidos para reducir el costo de la formulación y mantener el rendimiento de un alimento de mejor calidad. La suplementación con aditivos no afectó significativamente la eficiencia de conversión alimenticia de las dietas que contenían niveles altos y bajos de colesterol. Ni los niveles de colesterol ni la suplementación aditiva afectaron la supervivencia, que promedió el 76% en todos los tratamientos.

Hemos demostrado previamente que 0,1% de lisofosfolípidos puede reemplazar con éxito la lecitina al 0,75-1% de un alimento de control que contiene lecitina al 2% (Lin et al. 2021). En el presente estudio, se agregó una cantidad promedio de lecitina de soya al 1% a todas las dietas para satisfacer el requerimiento mínimo de fosfolípidos para los camarones (NRC, 2011). Bajo tal estrategia de formulación, el rendimiento de crecimiento similar entre el alimento rico en colesterol y el alimento bajo en colesterol suplementado con lisofosfolípidos se puede atribuir al efecto digestivo aditivo para mejorar la emulsificación y promover una absorción y utilización más eficiente del colesterol en alimentos con 1% de lecitina.

Tabla 1. Formulación y composición de las dietas experimentales.

*Incluye 15% de pasta fermentada de soya, 8% almidón de maíz, 10% alpha-almidón, 7% harina de hígado de calamar, 1.5% cloruro de colina, 1% premezcla vitaminas y 2% premezcla mineral.

(AQL) sobre el consumo de alimento (A), la ganancia de peso (B) y la tasa de crecimiento específica (C) de camarones blancos alimentados con dietas con colesterol alto (HIGH CHOL) o colesterol bajo (LOW CHOL). Las barras con letras diferentes indican diferencias significativas (p<0,05).

Figura 2. Efectos de los lisofosfolípidos de la dieta (Aqualyso®, AQL) sobre la expresión génica relativa de quimotripsina (A), tripsina (B), amilasa (C) y lipasa (D) de camarones blancos alimentados con dietas con colesterol alto (HIGH CHOL) o colesterol bajo (CHOL BAJA). Las barras con letras diferentes indican que son significativamente diferentes (p<0,05) entre sí.

Estudios previos en especies de peces, como el rodaballo y el bagre de canal, también han reportado un efecto positivo de la suplementación con lisofosfolípidos que se cree que está relacionado con una mejor absorción y utilización de los nutrientes lipídicos esenciales (Li et al., 2019; Liu et al., 2019). En salmón, datos no publicados más recientes muestran que lisofosfolipidos aceleran la absorción y el transporte de nutrientes en el intestino, así como el procesamiento de nutrientes en el hígado.

Influencia en la actividad enzimática digestiva

El presente estudio también mostró que los lisofosfolípidos pueden influir potencialmente en la actividad enzimática digestiva. El análisis de la expresión génica de las proteasas, como la quimotripsina y la tripsina, aumentó tanto en los alimentos con colesterol alto como bajo (Figura 2). Sin embargo, solo la suplementación en el alimento alto en colesterol demostró ser significativa. Se observó un patrón de regulación ascendente similar pero no significativo para la amilasa y la lipasa (Figura 2). Específicamente, la suplementación con lisofosfolípidos indujo numéricamente un cambio de 1,5 veces en la expresión génica de la lipasa en el alimento bajo en colesterol, lo que sugiere una optimización de la actividad de la lipasa debido a la emulsificación mejorada. El patrón regulatorio en la expresión de proteasas, amilasa y lipasa estuvo en línea con la ingesta y un mejor rendimiento observado en los grupos suplementados con lisofosfolípidos, lo que indica que la mejora del rendimiento se puede atribuir a una mayor ingesta de alimento respaldada por los mecanismos digestivos que se mantienen al día con el aumento de las demandas digestivas.

En resumen, demostramos en este estudio que 0,1% de lisofosfolípidos mejora el rendimiento del crecimiento y la expresión génica de enzimas digestivas en camarones alimentados con diferentes niveles de colesterol. Dada la necesidad de reducir aún más la inclusión de harina de pescado en los alimentos para camarones, junto con el costo creciente de la lecitina, la suplementación con aditivo a base de lisofosfolípidos bajo las estrategias de reemplazo de lecitina parece una estrategia efectiva para promover la sostenibilidad y optimizar el costo y el rendimiento de los alimentos para camarones.

El área de investigación y desarrollo continúa combinando la investigación específica de cada especie sobre las estrategias de aplicación de sus lisofosfolípidos y la experiencia en formulación, al mismo tiempo que brinda servicios relacionados con la formulación y el procesamiento de alimentos•

Para más información sobre este artículo escriba a: gilberto.hernandez@adisseo.com

Bibliografía

Las referencias están disponibles bajo petición.