Citación sugerida: Zambrano Mendoza, L. A., Párraga Vergara, A. L., Parrales Chávez, V. Y., Arteaga Chávez, F. G., Demera Lucas, F. M. y Tubay Bermúdez, C. J. (2021). Evaluación proteica de la harina de amaranto (Amaranthus dubius) en el crecimiento del camarón Penaeus vannamei en etapa de postlarva. La Técnica, 11(1), 1-7. DOI: https://doi.org/10.33936/la_tecnica.v0i25.3165

Recibido: Octubre 30, 2020

Aceptado: Noviembre 29, 2020

Publicado: Enero 08, 2021

1Carrera de Medicina Veterinaria. Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí Manuel Félix López Calceta, Ecuador.

2Carrera de Agroindustria. Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí Manuel Félix López Calceta, Ecuador.

3Instituto Politécnico de Leiria. Leiria, Portugal.

*Autor de correspondencia.

Autores

Evaluación proteica de la harina de amaranto (Amaranthus dubius) en el crecimiento del camarón Penaeus vannamei en etapa de postlarva

Protein evaluation of amaranth (Amaranthus dubius) flour on the growth of shrimp Penaeus vannamei postlarvae

1*Luisa Ana Zambrano Mendoza

2Adriana Lilibeth Párraga Vergara

2Vicky Yuliana Parrales Chávez

1Fátima Graciela Arteaga Chávez

2Francisco Manuel Demera Lucas

3Carlos Julio Tubay Bermúdez

Resumen

Se evaluó la calidad nutricional de la harina de amaranto (Amaranthus dubius) (HA) como fuente alternativa de proteína de la harina de pescado (HP) en dietas para el camarón Penaeus vannamei baja salinidad, para lo cual se realizó una prueba de alimentación durante 28 días para examinar los efectos de la sustitución parcial de 15, 20, 25 y 30% de HP por HA. Se aplicó un diseño completamente al azar (DCA) con cuatro dietas y cuatro réplicas de cada una. Se realizó la caracterización físico-química (proteína, cenizas, acidez, fibra y humedad) y microbiológica (Salmonella spp.), de acuerdo con la Norma INEN 1767. La unidad experimental estuvo compuesta por 320 camarones (0,03 g en peso c/u) en etapa de postlarva (PL22) distribuidos en 16 peceras, adecuadas por un sistema de aireación (oxígeno disuelto 7,0±0,01 mg·L-1) y temperatura constante (25±0,00 °C), controlando la salinidad (4,09 ±0,01 UPS) y pH (8,05±0,06). Para el desarrollo larvario se determinaron los parámetros de desempeño de crecimiento: supervivencia (S), tasa de crecimiento específico (TCE), factor de conversión alimenticia (FCA), eficiencia alimenticia (EA) y tasa de eficiencia proteica (TEP). Para la caracterización físico-química del alimento se determinó la diferencia estadística significativa (p<0,05) entre las dietas, siendo el HA15 la más idónea. En la evaluación del desempeño de crecimiento no existió diferencia estadística (p>0,05) entre las dietas, por lo tanto, la incorporación de HA en las formulaciones alimenticias con HP no influye en los factores de crecimiento de los camarones en la etapa de postlarva, siendo recomendable sustituir hasta el 30% de proteína animal por proteína vegetal.

Palabras clave: Amaranto; camarón; crecimiento; proteína vegetal.

Abstract

Was evaluated the nutritional quality of amaranth flour (Amarantus dubius) (AF) as an alternative source of fishmeal protein (FP) in diets for low salinity shrimp Penaeus vannamei. for which a feeding test was performed for 28 days to examine the effects of partial substitution of 15, 20, 25 and 30% HP by HA. A completely random design (CRD) was applied with four diets and four replicas of each. Physicochemical characterization was performed (protein, ash, acidity, fiber, and moisture) microbiological (Salmonella spp.), in accordance with INEN 1767. The experimental unit was composed of 320 shrimps (0.03 g by weight c/u) in the postlarva stage (PL22) distributed in 16 fish tanks, suitable for an aeration system (dissolved oxygen 7.0 ±0.01 mg·L-1 and constant temperature (25±0.00 °C), controlling salinity (4.09±0.01 UPS) and pH (8.05±0.06). For larval development, growth performance parameters were determined: survival (S), specific growth rate (TCE), feed conversion factor (FCA), feed efficiency (EA) and protein efficiency rate (TEP). For the physicochemical characterization of the feed, a significant statistical difference (p<0.05) was determined between the diets, with AH15 being the most suitable. In the evaluation of growth performance, there was no statistical difference (p>0.05) between diets, therefore, the incorporation of formulations with fishmeal does not influence the growth factors of shrimp in the postlarvae stage, being advisable to replace up to 30% of animal protein with vegetable protein.

Keywords: Amaranth; growth; shrimp; vegetable protein.

Introducción

Actualmente la producción acuícola mundial aporta alrededor del 53% para el consumo de pescado (FAO, 2018). Para la intensificación de la acuicultura los piensos utilizados provienen de la harina de pescado por la excelente calidad nutricional que esta aporta, siendo la composición proteica el aspecto más importante para tener en cuenta en la formulación de alimentos balanceados. La dependencia continua de estos recursos acuáticos finitos puede no soportar el crecimiento actual experimentado en la industria de la acuicultura; por tanto, el enfoque está orientado en incorporar fuentes alternativas de proteínas vegetales y animales no tradicionales en la sustitución parcial de dietas alimenticias, considerando que la proteína vegetal no puede reemplazar en su totalidad la harina de pescado debido a la presencia de polisacárido sin almidón (NSP), alto contenido de fibra, y limitado perfil de aminoácidos esenciales (Fawole et al., 2020). Las proteínas vegetales en alimentos acuícolas han presentado una serie de problemas derivados de los factores antinutricionales, digestibilidad reducida y problemas de palatabilidad (Soliman et al., 2017; Caimi et al., 2020).

En Ecuador desde el año 1994 hasta la actualidad las exportaciones de camarón han tenido un aporte significativo en la economía. Los alimentos balanceados para camarón en la legislación ecuatoriana están controlados bajo la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 1767 (INEN, 1990), estableciendo que deben reunir las características físico-químicas y organolépticas para ser considerado un alimento apto y fresco de acuerdo con la etapa de crecimiento y desarrollo nutricional; así mismo, dicha norma específica que el aporte de proteína del alimento para el camarón en etapa de postlarva requiere mínimo de 30%, en etapa de crecimiento de 25% y en etapa de engorde de 20%. Por lo tanto, evaluar alternativas vegetales permite explorar soluciones sostenibles que establezcan los mecanismos de conversión de fuentes proteicas no tradicionales, no reportadas en la literatura, y que aportarían a la nutrición del camarón Penaeus vannamei. Existen estudios del crecimiento larvario del camarón P. vannamei a bajas salinidades (Liang et al., 2008; Chen et al., 2015; Li et al., 2017) e inclusive se ha evaluado el efecto de cambios combinados de salinidad-temperatura (Bermudes-Lizárraga et al., 2017); sin embargo, pese a tener un amplio rango de tolerancia a la salinidad de 0,5 a 50% (Davis y Rouse, 2003; Saoud et al., 2015), el camarón presenta un crecimiento lento, baja inmunidad, alta susceptibilidad a patógenos y baja supervivencia, para reducir dichas condiciones, la dieta debe contener 30-36% de proteína, el 15-20% de carbohidratos, aminoácidos (glisina, alanina, prolina y taurina) y suplementos vitamínicos (Li et al., 2017).

El grano de amaranto tiene una excelente composición nutricional, es rico en macronutrientes (~ 12 a 22% de proteínas y ~ 6 a 13% de lípidos), fibra dietética (~ 9 a 14%), vitaminas, minerales y otros compuestos fitoquímicos (polifenoles y fitoesteroles) (Venskutonis y Kraujalis, 2013; Karama´ckarama´c et al., 2019; Grundy et al., 2020). En comparación con otras fuentes vegetales como los cereales, tiene un alto contenido de lisina y metionina, aminoácidos que son considerados como limitantes en muchas proteínas vegetales (Jackson et al., 1982); sin embargo, no hay información concreta sobre cómo el procesamiento del grano puede modificar la bioaccesibilidad y digestiblidad nutricional del amaranto (Grundy et al., 2020). Este trabajo evaluó el desempeño de crecimiento del camarón Penaeus vannamei en etapa de postlarva al ser expuesto a dietas compuestas por proteína vegetal proveniente del amaranto para mitigar el uso de recursos marinos.

Metodología

Unidades experimentales

Se obtuvieron 320 camarones en etapa postlarva en el Laboratorio “Bio-larva” ubicado en la parroquia Los Esteros de la ciudad de Manta, Ecuador. Una vez que los camarones alcanzaron los 22 días de desarrollo larvario (PL22), con un peso inicial de 0,03 g, fueron transportados a la ciudad de Chone en bolsas plásticas aclimatadas para ser distribuidas en peceras. La alimentación se realizó al voleo, con una frecuencia de seis veces al día cada 4 horas por 28 días de estudio, cuya dosis fue calculada según su biomasa.

Adecuación de las peceras

Se utilizaron 16 peceras con dimensiones de 20 x 20 x 25 cm. Se proporcionó aeración constante utilizando bombas de aire (SB-108 SOBO) de potencia de 1 x 3 L·min-1 adaptadas para cada pecera. Se realizó diariamente el recambio de agua con relación al 10% del volumen total. El oxígeno disuelto se midió con un oxímetro portátil (MW600 PRO Dissolved Oxygen Meter), para la temperatura se utilizó un termómetro digital (DR. METER), el pH se controló con un potenciómetro digital (PH METER 100) y la salinidad con un refractómetro (BK-PRS-BIO BASE). Los residuos del alimento y los camarones muertos se retiraron diariamente de las unidades experimentales mediante sifoneo con una manguera de 2 mm de diámetro.

Dietas alimenticias

Se formularon cuatro dietas alimenticias con sustitución del 15, 20, 25 y 30% de harina de pescado (HP) por harina de amaranto (HA), catalogándose como HA15, HA20, HA25, HA30. Para obtener el alimento balanceado, se conoció el valor nutricional proteico (tabla 1) que aportó cada ingrediente como fuente directa o indirecta en dietas de camarones cultivados, todas las dietas contenían aproximadamente un 30% de proteína. Para la elaboración del alimento balanceado, se receptaron 3,2 kg de semillas de amaranto de AgroDiMeZa; las cuales fueron lavadas utilizando una solución de hipoclorito de sodio al 2% durante 5 minutos, se secaron naturalmente hasta alcanzar un 12% de humedad detectada en un medidor marca Dickey-John; las semillas se trituraron en un molino de disco marca Corona y se tamizó a un tamaño de partículas de 180 μm (malla N° 80). Posteriormente, se realizó la mezcla gradual de ingredientes conforme la formulación alimenticia (tabla 2), la mezcla base estuvo compuesta por harina de pescado, harina de semillas secas de amaranto, carne, plumas, aceites de calamar y pescado, mucílago de calamar (atractante), vitamina C y minerales, las cuales se mezclaron con agua (40 °C), se peletizó y envasó en fundas plásticas de polietileno a temperatura ambiente (25 °C).

Para la formulación de las cuatro dietas alimenticias se utilizó el complemento de Solver para programa de Microsoft Excel versión 2016, como se detalla en la tabla 2.

Caracterización nutricional y microbiológica

Para verificar que el alimento balanceado fuera idóneo para el consumo de los camarones en la etapa de postlarva se realizaron análisis nutricionales y microbiológicos de acuerdo con lo establecido en la norma INEN 1767 (tabla 3).

Parámetros de desempeño de crecimiento

Se evaluaron las siguientes variables:

Supervivencia:

Análisis estadístico

Se utilizó un diseño completamente al azar (DCA) con cuatro dietas por cuatriplicado, analizados mediante el programa SPSS versión 20, para evaluar el efecto de las formulaciones alimenticias en el desempeño de crecimiento del camarón y establecer el cumplimiento, que éstas presentaron, conforme a la norma NTE INEN 1767 (INEN, 1990).

Resultados

Calidad nutricional

El desarrollo de los camarones en la etapa de postlarva dependió de la composición bromatológica de la dieta alimenticia (tabla 4), los resultados fueron comparados con los requerimientos nutricionales establecidos por la norma INEN 1767 (tabla 3), de acuerdo con lo detallado en la tabla 4, todas las dietas cumplieron con los parámetros físico-químicos para ser incorporados en la alimentación del camarón P. vannamei en etapa de postlarva, por tanto, las dietas son independientes de los niveles de sustitución de 15, 20, 25, 30% de HP por HA.

Con respecto al resto de parámetros nutricionales fueron considerados como requisitos de calidad del alimento balanceado. Estudios en los que utilizaron harina de altramuz (Molina-Poveda et al., 2013), hojas de amaranto (Ngugi et al., 2017) y harina de soya, harina de soya fermentada y harina de sésamo (Bae et al., 2020) como sustituyentes parciales de proteínas animales, no realizaron análisis de acidez; pero conforme a lo indicado en la normativa INEN 1767, fue un parámetro de evaluación; encontrándose todas las dietas dentro del límite establecido (máximo 5%).

Los ingredientes de origen vegetal tienen un alto contenido de cenizas a diferencia de la harina de origen animal o marina, lo que afecta al coeficiente de digestibilidad aparente, HA15 presentó un porcentaje (11,84 ± 0,072%) menor al establecido por la normativa (≤13%). Niveles altos de fibra redujeron la estabilidad, digestibilidad y eficiencia de las enzimas digestivas de los alimentos en el agua (Akiyama et al., 1992) al reducir la cantidad de fibra aumentó la disponibilidad de absorción del resto de nutrientes, HA15 fue la formulación que presentó menor porcentaje (3,44 ± 0,037%) en dicha evaluación.

Durante el balanceo de la ración, es fundamental vigilar la humedad del alimento preparado, debido a que niveles superiores al 8% favorecen la presencia de insectos y por encima de 14% existe el riesgo de contaminación por hongos y bacterias (FAO, 1991); la norma INEN 1767 indica que el nivel máximo de humedad que debe presentar el alimento para camarones es de 11%, siendo, HA15 (10,91± 0,03) y HA20 (10,83± 0,02) las dietas que cumplieron con dicho requerimiento. Las dietas HA25 y HA30 presentaron valores de humedad ligeramente por encima de lo exigido por la norma INEN, pero fueron aceptables. El resultado microbiológico respecto a la ausencia de Salmonella. establece, que el alimento balanceado fue de consumo seguro para los camarones en etapa de postlarva. Los parámetros físico-químicos del agua fueron monitoreados diariamente, no existiendo variación en el tiempo de experimentación.

Las formulaciones alimenticias preparadas fueron aceptadas por los camarones, conforme la supervivencia (77 a 90%) evidenciada en la tabla 6. Se ha investigado la inclusión de concentrado de proteínas de hojas de amaranto (Ngugi et al., 2017), mostrando una supervivencia comparable (74 a 77%) independientemente de los niveles de sustitución, de igual manera, dietas formuladas con harina de soya (Fuertes et al., 2012) no tuvieron efectos significativos sobre la supervivencia (75,09%). El FCA no demostró diferencias significativas (4,08 a 3,23) demostraron que cuando la dieta esta equilibrada en energía digestible y proteína en base a los nutrientes necesarios de la especie, los camarones P. vannamei pueden criarse sin afectar su rendimiento de crecimiento (Venero, 2006).

La tasa de crecimiento específico (TCE) en las cuatro formulaciones, se debió al porcentaje de proteína de amaranto, presencia de aminoácidos esenciales, ácido gamma linólico, pigmentos, fibra dietética además de cantidades variables de vitaminas (Shukla y Singh, 2003; Karama´ckarama´c et al., 2019). La presencia de factores antinutricionales como fitatos, oxalatos, saponinas y taninos incideió en la disminución de EA y TEP; durante la ingesta del alimento balanceado, los compuestos antinutricionales permanecieron unidos a ciertas proteínas, haciendolas inaccesibles para las enzimas digestivas, reduciendo la digestibilidad de las proteínas e interfieriendo con su biodisponiblidad (Francis et al., 2001; Ngugi et al., 2017) Los valores de TEP fueron menores a dos (tabla 6), lo que indicó una baja utilización de proteínas (Ngugi et al., 2017). La fermentación de los ingredientes vegetales, pueden reducir parcialmente factores antinutricionales y mejorar la digestibilidad de aminoácidos, a través de la acción de compuestos probioticos (Jannathulla et al., 2018). En la actualidad existe poca información sobre el efecto de las condiciones climáticas y el procesamiento del grano de amaranto en la composición de la digestibilidad de nutrientes (Grundy et al., 2020).

Conclusiones

El presente estudio evidenció que la HA puede reemplazar hasta el 30% de HP en la dieta para camarones en etapa de postlarva (PL22).

De acuerdo con los resultados obtenidos ninguno de los parámetros evaluados para el desempeño de crecimiento de los camarones P. vannamei se vieron significativamente (p>0,05) afectados por la inclusión de la HA, al no presentarse diferencias significativas entre las dietas experimentales se puede recomendar aumentar el porcentaje de sustitución de la HA en otros estudios.

Los alimentos formulados con 15, 20, 25, 30% de HA cumplieron con las características nutricionales y microbiológicas establecidas en la Norma INEN 1767, siendo HA15 el tratamiento más idóneo de acuerdo con el diseño estadístico en DCA.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener conflictos de interés en la presente publicación en ninguna de sus fases.

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