sustituciÓn parcial de harina de pescado
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE INVESTIGACIÓN PARA EL DESARROLLO INTEGRAL REGIONAL
CIIDIR‐ MICHOACÁN
"SUSTITUCIÓN PARCIAL DE HARINA DE PESCADO
(Plecostomus spp.) POR HARINA DE LOMBRIZ (Eisenia
foetida) EN ALIMENTO PARA BAGRE DE CANAL (Ictalurus
punctatus)”
TESIS QUE PARA OBTENER EL GRADO DE
MAESTRA EN CIENCIAS EN:
PRODUCCIÓN AGRÍCOLA SUSTENTABLE
P R E S E N T A:
VERÓNICA CORTÉS SÁNCHEZ
Director de Tesis: M.C. Carlos Escalera Gallardo.
Codirector de tesis: Dr. Rodrigo Moncayo Estrada.
Jiquilpan, Michoacán. Diciembre 2010
AGRADECIMIENTOS
Al Instituto Politécnico Nacional por haberme apoyado con sus
programas de becas estudio: beca Institucional y PIFI, que fueron una
gran ayuda económica para mi formación académica.
Mi agradecimiento al CIIDIR IPN Unidad Michoacán por haberme
brindado todo el apoyo para la realización de este trabajo y haber
culminado mis estudios de maestría.
A la FUNDACIÓN PRODUCE MICHOACÁN, por haber otorgado su apoyo
financiero para la realización de este trabajo.
A mi Director de Tesis, el M.C. Carlos Escalera Gallardo, por planear,
dirigir y mantener el desarrollo de este proyecto, así mismo a los
miembros de la comisión revisora de este trabajo, integrada por: el Dr.
Rodrigo Moncayo Estrada, la M.C. Rebeca Flores Magallón el Dr. Conrado
González Vera y el Dr. José Teodoro Silva García, por sus consejos y su
participación en la revisión de este escrito.
De igual manera expreso mi agradecimiento para las personas que me
apoyaron durante el desarrollo de este trabajo:
Al C. Antonio Gómez Aviña y al C. Jesús Morales Castellanos, por su gran
apoyo y responsabilidad, en todas las actividades realizadas en el
laboratorio durante todo el experimento.
A las Técnicas E. Jazmín Medellín Novoa y Alicia Ochoa Navarro, por su
apoyo y asesoría durante los análisis realizados en el laboratorio de
alimentos.
A la M.C. Rebeca Flores Magallón por su apoyo en la recaudación de
material (lombriz) para la realización del trabajo.
A mis compañeros de generación 2008‐2010, por su apoyo y amistad
durante la carrera, y por aquellos momentos felices que compartimos, en
especial a mi compañera Alondra Ramos García por su apoyo técnico y
emocional tanto en el desarrollo del experimento como en la trayectoria
de la carrera. A todos mis profesores, por su apoyo académico y por los
conocimientos constantes para cumplir con el objetivo llegar a una meta
más de mi vida.
A todas aquellas personas de la institución involucradas de manera
directa e indirecta en el desarrollo de mi proyecto.
RECONOCIMIENTOS
El más grande de mis reconocimiento a mi esposo (AURELIO SALCESO) y
mi bebe (LOREN MARCELA), quienes siempre confían en mi, por su
apoyo incondicional y ese gran amor que hicieron posible la culminación
de mis estudios.
A mi madre, Beatriz, por el gran apoyo que me ha dado durante todos
mis estudios, y a mi padre, Eduardo+, que siempre creyó en mí y a quien
dedico cada una de mis victorias.
A mis hermanas, Adriana, Lorena, Lupita y Triny, quienes de una u otra
manera siempre me brindan su apoyo y ese cariño que me ayuda a lograr
mis metas.
CONTENIDO
RESUMEN I
ABSTRACT II
1. INTRODUCCIÓN 1
1.1 JUSTIFICACIÓN 3
2. OBJETIVO GENERAL 5
2.1 OBJETIVOS GENERALES 5
3. ANTECEDENTES 6
3.1 Definición de acuicultura. 6
3.1.1 Situación actual de la acuicultura. 6
3.1.2 Alimentos balanceados para acuicultura. 7
3.2 Situación actual de la producción de harina de pescado y su efecto
en la acuicultura. 9
3.3 Utilización de ingredientes alternativos en la formulación de
alimentos para peces. 10
3.4 Harina de Plecostomus spp., como ingrediente de dietas
acuícolas. 11
3.5 Harina de lombriz (Eisenia foetida) como sustituto en dietas
acuícolas.
12
3.6 Cultivo de bagre de canal (Ictalurus punctatus). 13
3.6.1 Requerimientos nutricionales. 15
3.6.2 Dietas para (I. punctatus). 15
4. MATERIALES Y MÉTODOS 18
4.1 Ingredientes. 18
4.1.1 Harina de Plecostomus spp. 18
4.1.2 Harina de lombriz. 18
4.1.3 Ingredientes vegetales. 19
4.1.4 La mezcla vitamínica 19
4.2 Formulación y elaboración de las dietas. 19
4.3 Métodos analíticos de composición. 20
4.3.1 Humedad. 21
4.3.2 Ceniza. 21
4.3.3 Proteínas. 22
4.3.4 Extracto Etéreo. 22
4.4 Análisis físicos de las dietas. 22
4.4.1 Flotabilidad. 23
4.4.2 Porcentajes de finos. 23
4.4.3 Tamaño del alimento y número de pellets por gramo de alimento. 23
4.5 Determinación de propiedades funcionales de las dietas. 24
4.5.1 Índice de Solubilidad 24
4.5.2 Índice de Absorción de Agua. 25
4.5.3 Factor de Hinchamiento. 25
4.6 Determinación de la estabilidad de las dietas. 25
4.6.1 Pérdida de Materia Seca (PMS %). 26
4.6.2 Pérdida de Proteína (PP %). 26
4.7 Condiciones experimentales para la evaluación de las dietas. 26
4.7 Parámetros biológicos medidos. 27
4.7.1 Rendimientos productivos. 28
4.7.2 Efectividad del alimento 29
4.8 Determinación de la digestibilidad in vitro de las proteínas. 29
4.9 Análisis estadístico. 30
5. RESULTADOS Y DISCUSIONES 31
5.1 Composición química de los ingredientes empleados en la
formulación de las dietas. 31
5.2 Dietas elaboradas. 33
5.3 Análisis químico de los alimentos. 35
5.4 Análisis físicos de los alimentos. 38
5.4.1 Número de pellets por gramo, diámetro y longitud del alimento. 38
5.4.2 Flotabilidad y finos 39
5.5 Estabilidad de los alimentos y propiedades funcionales 41
5.6 Factores ambientales. 43
5.7 Evaluación de crecimiento obtenido en peso y longitud. 44
5.8 Digestibilidad in vitro. 50
6. CONCLUSIONES 53
7. RECOMENDACIONES 54
8. REFERENCIAS 55
ÍNDICE DE CUADROS Y FIGURAS
Cuadro 1.- Análisis químico de los ingredientes empleados en la elaboración de
las dietas. 32
Cuadro 2. Composición de las dietas elaboradas en gramos. La dieta testigo
incluye sólo harina de pescado y los porcentajes representan el nivel de
sustitución por harina de lombriz. 34
Cuadro 3. Composición química de las dietas utilizadas. 1Valores de energía
basados en 9.5 kcal/g para lípidos, 5.6 kcal/g para proteínas y 4.1 kcal/g para
carbohidratos (Tacon, 1989). Promedios de 3 replicas ± desviación estándar, las
medias seguidas de la misma letra no difieren estadísticamente (P< 0.05). 36
Cuadro 4. Parámetros físicos evaluados en las dietas. Se presentan los promedios
de 3 replicas ± desviación estándar. Se utilizó 20 pellets. 38
Cuadro 5. Estabilidad de las dietas en agua. Índice de Absorción de Agua (IAA),
Factor de Hinchamiento (FA), Índice de Solubilidad (ISA), Pérdida de Proteína
(%PP), Pérdida de Materia Seca (%PMS). Promedios de 3 replicas ± desviación
estándar. Medias seguidas de la misma letra no diferencian estadísticamente (P<
0.05). 42
Cuadro 6. Parámetros evaluados para la calidad del agua y parámetros tolerados
por el bagre de canal. Valores promedios de 225 replicas ± desviación estándar.
43
Cuadro 7. Parámetros biológicos con valores promedio del peso inicial y final,
longitud inicial y final, sobrevivencia, Tasa de Conversión Alimenticia (TCA), tasa
de Crecimiento Especifico (TCE) y Tasa de Crecimiento Diario (TCD) de los
juveniles de bagre de canal (I.punctatus) al final del experimento (75 días).
Promedios de cuatro replicas ± de sviación estándar. Medias seguidas de la misma
letra no se diferencian estadísticamente (P< 0.05). 45
Cuadro 8. Digestibilidad in vitro de la proteína con pepsina diluida. Promedios de
2 replicas ± desviación estándar. Valores en el mismo renglón con iguales
superíndices no son significativamente diferentes (P<0.05) 51
Figura 1. Promedio del peso del bagre de canal (I. punctatus) y 2 errores
estándar para cada dieta evaluada. 46
Figura 2. Promedio de la longitud del bagre de canal (I. punctatus) y 2 errores
estándar para cada dieta evaluada. 47
i
RESUMEN La producción mundial de harina de pescado ha decrecido en los últimos años,
afectando la industria acuícola, la cual depende de este insumo como principal
ingrediente de los alimentos utilizados. Esto ha sido la principal motivación para la
búsqueda de nuevas fuentes de proteína que pueda sustituir total o parcialmente
a la harina de pescado a incluir en los alimentos para peces. En este sentido, el
objetivo del estudio fue la determinación del nivel de sustitución de la harina de
pleco (Plecostomus spp.) por harina de lombriz (Eisenia foetida) en dietas para
juveniles de bagre de canal (Ictalurus punctatus). Se prepararon cinco dietas
isoproteicas (36%) e isocalóricas (456 kcal/gr) con niveles de sustitución de 10%,
20%, 30% y 40% tomando como referencia la dieta de 75% de inclusión de
harina de pleco exenta de harina de lombriz. Se caracterizó cada una de las dietas
con la finalidad de que estas cumplieran con los requisitos nutricionales del bagre,
a sí mismo se avaluaron las características físicas y propiedades funcionales de las
dietas. El experimento se realizó por un lapso de 75 días, durante los cuales los
peces fueron alimentados con las dietas elaboradas dos veces al día hasta
saciedad. Se determinó la velocidad de crecimiento, con la cual se obtuvo que el
nivel de sustitución de la harina de pescado por harina de lombriz se encuentra en
un rango de 10 a 20%, pues no se encontraron diferencias significativas entre
estas dietas con la testigo. La tasa de conversión alimenticia fue de 5.71 para la
dieta del 20% (la testigo de 4.98) y la tasa de crecimiento diario y la tasa de
crecimiento especifico de 0.087 y 6.61 (la testigo de 0.099 y 7.28,
respectivamente). La supervivencia fue del 100% en todas las dietas utilizadas,
con una digestibilidad promedio de 74.39%.
Palabras clave: bagre de canal, dieta, formulación, lombriz.
ii
ABSTRACT The world production of fish meal has decreased in the last years, affecting the
aquicultural industry, which depends on this input as principal ingredient of the
used food. This has been the principal motivation for the search of new sources of
protein that could replace total or partially to the flour of to including in the food
for fish. In this respect, the aim of the study was the determination of the level of
substitution of Pleco's flour (Plecostomus spp.) for flour of worm (Eisenia foetida)
in diets for juvenile of catfish of channel (Ictalurus punctatus). Five diets were
prepared isoproteicas (36 %) y isocalóricas (456 kcal/gr) with levels of
substitution of 10 %, 20 %, 30 % y 40 % taking as a reference the diet of 75 %
of incorporation of flour of pleco it exempts of flour of worm. It was characterized
each of the diets with the purpose of which they are were expiring with the
nutritional requirements of the catfish, to yes same the characteristics were
appraised fiscas y functional properties of the diets. The experiment was realized
by a space of 75 days, during which the fish were fed by the elaborated diets two
times a day up to satiety.). Five diets were prepared isoproteicas I determine the
speed of growth, with which there was obtained that the level of substitution of
the fish meal for flour of worm is in a range from 10 to 20 %, since they did not
find significant differences between these diets with the testigo. The rate of food
conversion was of 5.71para the diet of 20 % (the testigo of 4.98) y the rate of
daily growth y the rate of growth I specify of 0.087 y 6.61 (the testigo of 0.099 y
7.28, respectively). The survival was 100 % in all the used diets, with an average
digestibility of 74.39 %.
Key words: catfish of channel, diet, formulation, worm.
1
1. INTRODUCCIÓN El acelerado aumento de la población mundial exige un esfuerzo en todos los
campos integrales de la producción ganadera, agrícola y acuícola para satisfacer
las crecientes necesidades de la humanidad de nutrimentos de alta calidad
proteínica accesibles a todos los sectores económicos, que permitan remediar los
agudos estados de hambre existentes en la mayor parte de los países en vías de
desarrollo. Uno de los campos más comprometedores para tratar de resolver en
parte la deficiencia alimenticia, es el cultivo de peces y crustáceos en forma
controlada (Meyer y Hernández, 1998).
La industria acuícola es una actividad que ha estado en constante crecimiento
durante estas últimas décadas (Arredondo y Lozano, 2003). No obstante, el éxito
en la acuicultura, va a depender radicalmente de la eficiencia con que se manejen
cada uno de los renglones que la integran. Entre ellos, la alimentación de los
organismos que se cultivan quizás sea el más importante, desde el punto de vista
económico, pues el alimento para peces representa hasta un 40% de los costos
operacionales de las pisciculturas comerciales (Akiyama, 1988; Vega, 1990; De
silva, 2006).
El componente más caro en la dieta de cualquier organismo en cultivo es la
proteína, el costo de este nutriente así como los niveles de inclusión en la dieta,
afectan directamente los costos del alimento y encarecen la producción en los
sistemas de cultivo (Cho et al., 1985; Akiyama, 1988; Gomes et al., 1995; Zhu et
al., 2001;). Esto es atribuido a la utilización de la harina de pescado, como
principal fuente de proteína, en la fabricación de los alimentos comerciales de
peces, debido que es una fuente de aminoácidos esenciales y de ácidos grasos
poli insaturados de cadena larga, requeridos por los peces (Guillaume y Métailler,
1999).
2
En la actualidad la demanda por la harina de pescado se encuentra en aumento,
ya que no sólo es utilizada por la industria acuícola, sino que además es incluida
en dietas para aves, cerdos, ovejas y vacas (Lim y Dominy, 1990; Galicia et al.,
2010). Sin embargo, la captura mundial de pescado destinado a la producción de
harina está alcanzando el máximo rendimiento sostenible, reduciendo
significativamente las poblaciones de peces, esto ha originado niveles de
producciones estáticas y en disminución, repercutiendo en su precio y en su
composición nutricional (Pike y Zaldívar, 2002; González, 2007).
Esta eventual escasez a mediano plazo de la harina de pescado, generará nuevos
desafíos a las empresas del rubro y a las instituciones científicas y tecnológicas, en
la búsqueda de materias primas alternativas a la harina de pescado (Wurmann,
2000; Cruz et al., 2004). Por lo que los especialistas en nutrición de peces han
realizado estudios con el propósito de sustituir parcial o totalmente la harina de
pescado por fuentes proteicas más disponibles y menos costosas (Mbahinzirekj et
al.; Vega, 1990; 2001; Sklan et al., 2004).
Es crucial que una alternativa sea encontrada para reducir los costos de
alimentación y hacer de la acuicultura una alternativa viable (Ng et al., 2002; Isea
et al., 2008). Una de las fuentes proteicas alternativas de uso en los alimentos
para peces en el país y particularmente en el estado, es el caso del Plecostomus
spp. Esta es una especie de pez invasiva que tiene un alto impacto negativo en la
pesquería de tilapia, de la presa “El Infiernillo” y que no tiene una utilidad en la
actualidad, por lo tanto su transformación en harina y su incorporación como un
ingrediente proteico en la formulación de dietas es importante. Cabe señalar que
para tilapia, la dieta elaborada con este pez presentó una tasa de crecimiento
mayor que la dieta comercial (Arroyo, 2008).
Por otra parte, la utilización de dietas no convencionales en la alimentación de
peces ha tomado un papel preponderante en los últimos años, por los buenos
resultados que se han obtenido (Vielma et al., 2008). En este sentido, se
reconoce que la lombricultura es un recurso biotecnológico de elevado interés
3
ecológico y nutricional. Esta biotecnología utiliza una especie de lombriz
domesticada denominada Eisenia foetida con dos objetivos principales, primero
como una alternativa de reciclaje de desechos orgánicos de diferentes fuentes, y
segundo como una fuente de proteína no convencional de bajo costo (Vielma et
al., 2003).
El alto contenido de proteínas (50-67%) que presentan E. foetida y su perfil de
aminoácidos esenciales, las hace excelentes candidatas como fuente de proteína
animal, convirtiéndose en una alternativa para alimentación de peces (Velásquez
et al., 1991; Vielma et al., 2003; Bastardo et al., 2007; Morón et al., 2008). Sin
embargo, poco se sabe sobre su potencial como un reemplazo de alimentación en
la dieta de algunos peces como el bagre (Yaqub, 1998).
Una de las especies piscícolas de fácil manejo, adaptabilidad a corto plazo, con un
valor nutritivo elevado y aceptable en el mercado por su sabor y economía es el
bagre de canal o Ictalurus punctatus. Estos motivos hacen que dicha especie sea
considerada en este trabajo, además de ser de interés comercial en la región de la
ciénega de Chapala (Pineda, 1999; Péres et al., 2003).
El propósito de este trabajo es la utilización de dos fuentes proteicas alternas
(Plecostomus spp., y E. foetida)) en la evaluación de dietas acuícolas, buscando el
grado de sustitución de la harina de pleco por la harina de lombriz en dietas para
bagre de canal (I. punctatus).
1.1 JUSTIFICACIÓN
1) La acuicultura a nivel mundial se ha expandido de forma importante en los
últimos 50 años. Este rápido crecimiento se ha logrado con el uso de
ingredientes proteicos como la harina de pescado y la pasta de soya. Sin
embargo, en los últimos años el costo de estos insumos se ha elevado
considerablemente, por lo que se han buscado alternativas que puedan
4
sustituirlos sin tener un efecto negativo en el crecimiento de los organismos
en cultivo. Una línea actual de investigación es la formulación y elaboración
de alimentos que optimicen la eficiencia productiva, minimicen la pérdida
de nutrientes en las heces y que puedan significar un ahorro en los costos
de producción.
2) Estos ingredientes alimenticios tienen un alto valor nutricional y buena
palatabilidad; sin embargo, son muy caros y su disponibilidad es variable.
Tomando en cuenta el incremento en el costo de los productos de origen
marino y la incertidumbre de la disponibilidad a mediano plazo, se ha
planteado la necesidad de buscar nuevas fuentes alternativas de proteína,
convencionales o no convencionales, tanto de origen animal como vegetal
que pueden ser empleadas como sustitutos parciales o totales de la harina
de pescado, tal es el caso de la harina de lombriz.
3) La proteína es el nutrimento más caro en la composición de la dieta, por lo
que es importante encontrar un sustituto, sin disminuir la producción del
sistema de cultivo, la sustitución parcial de la harina de pescado por harina
de lombriz en las dietas para bagre de canal servirán para reducir los costos
de la alimentación y como consecuencia la producción de peces, además de
incrementar el valor agregado para el Plecostomus spp. Finalmente, se
impulsará la utilización de la harina de lombriz como un ingrediente en la
formulación de dietas para bagre de canal de manera comercial.
5
2. OBJETIVO GENERAL
Determinar el nivel de sustitución de la harina de Plecostomus spp., por harina de
lombriz (E. foetida) en alimento para bagre de canal (I. punctatus).
2.1 OBJETIVOS GENERALES
1) Determinar la composición química y la calidad de la proteína de la harina
de lombriz, con la finalidad de incluirla como ingrediente proteico en las
dietas experimentales.
2) Formular, elaborar y caracterizar dietas a partir de harina de Plecostomus
spp., y harina de lombriz (E. foetida), con la finalidad de compararlas con
una dieta testigo.
3) Caracterizar las propiedades funcionales de las dietas formuladas y la
testigo, con el fin de evaluar su efecto en el crecimiento de los peces.
4) Evaluar los parámetros biológicos: crecimiento, tasa de crecimiento diario,
tasa de crecimiento especifico y mortalidad del bagre (I. punctatus)
alimentados con las diferentes dietas preparadas.
6
3. ANTECEDENTES
3.1 Definición de acuicultura.
La acuicultura se define como el cultivo de organismos acuáticos, incluyendo
peces, moluscos, crustáceos y plantas acuáticas (Barnabé, 1991; Arredondo y
Lozano, 2003).
3.1.1 Situación actual de la acuicultura.
El cultivo de organismos acuáticos para consumo humano es una de las
actividades productoras de alimento con mayor crecimiento a nivel mundial. En su
informe del estado actual de las pesquerías y acuicultura, la FAO (2004) señala
que la producción del año 2002 fue 6.1% mayor a la del 2000, tendencia que se
ha mantenido durante los últimos años. En 2007 la producción pesquera y
acuícola mundial fue de 221.56 millones de toneladas, de las cuales el 29.4%
correspondieron a la acuicultura (FAO, 2007). Una de las principales razones por
las que la acuicultura se ha expandido de manera vertiginosa es debido al bajo
crecimiento de la producción de la pesquerías comerciales en todo el mundo,
aunado a la intensificación y mayor eficiencia productiva acuícola (Klaenhammer y
Kellen, 1999).
En México la acuicultura nace como una actividad complementaria de apoyo social
a las comunidades rurales, con lo cual se pretendía abastecer de alimento a
grupos sociales marginados. Por lo tanto, los trabajos iniciales se desarrollaron en
gran parte en aguas interiores con peces dulceacuícolas como la trucha arcoíris
(Oncorhynchus mykiss), la carpa (Cyprinus carpio), el bagre del canal (I.
punctatus) y la tilapia (Oreochromis spp.) (Juárez, 1987).
7
Actualmente las estadísticas de producción acuícola disponibles de la Republica
Mexicana corresponden al Anuario Estadístico de Pesca de la SAGARPA. De
acuerdo con la SAGARPA (2008) el volumen de la producción acuícola en el país
en el 2008 fue de aproximadamente 283.6 mil toneladas con un valor de 7,149
millones de pesos, lo que representó 16.25% del volumen y el 42.34% del valor
de la producción pesquera total del país.
3.1.2 Alimentos balanceados para acuicultura.
La alimentación de peces es una de las áreas de investigación y desarrollo más
importantes en la acuicultura ya que está comprometida con el suministro de los
nutrientes esenciales en las dietas de los organismos acuáticos, tanto de una
manera directa, en forma de alimento “artificial” exógeno, o indirectamente a
través del incremento en la producción de alimento vivo natural dentro del cuerpo
de agua en el cual los organismos acuáticos estén siendo cultivados (Tacon,
1989).
La alimentación y nutrición de los organismos acuáticos juega un papel esencial en
el desarrollo sustentable de la acuicultura, ya que el alimento representa el mayor
costo en la producción, es la principal fuente de carbono, nitrógeno y fósforo
residuales, y de otros contaminantes del medio acuático. La producción de
alimentos balanceados para la acuicultura es una de las industrias más prósperas
en el mundo, con un crecimiento anual del 30%. La acuicultura en nuestro país
utiliza alimentos balanceados esencialmente para el cultivo de trucha, tilapia,
carpa, bagre y camarón (Magallón y Villareal, 2007).
En la alimentación de los peces se han de considerar dos aspectos distintos;
Primero: Los requerimientos nutricionales y energéticos, es decir, las cantidades
de aquellos materiales que precisa para el mantenimiento y la producción y
Segundo: Las características generales de la alimentación de los peces, puesto
que la dieta natural de peces carnívoros y herbívoros es muy diferente pero en
8
condiciones de cultivo ambas clases de peces pueden utilizar los mismos
ingredientes en las dietas artificiales bien formulados y que les permite crecer
correctamente (Hettich, 2004).
Se ha visto que incrementando los niveles de proteína en la dieta, se puede
mejorar la producción de peces, debido a que estas influyen en el crecimiento y
composición del cuerpo del pez, especialmente para los carnívoros. Sin embargo,
un nivel excesivo de proteína en la dieta disminuye la rentabilidad del cultivo de
peces, debido al incremento en los costos de alimentación y a una mayor
velocidad de degradación de la calidad del agua (Lovell, 1989).
La reducción de los costos del alimento en la acuicultura es importante para la
sostenibilidad a largo plazo de la industria, y más en la acuicultura rural, en donde
los márgenes de ganancia frecuentemente tienden a ser marginales. Hay un
potencial para la reducción de los costos de alimentación en acuicultura mediante
la reducción del costo por unidad de alimento y también a través de la adopción
de estrategias de alimentación prudentes. En consideración, la más obvia
aproximación para reducir los costos del alimento es la disminución de las
cantidades de los alimentos más caros (harina de pescado) en el alimento, a
través de la sustitución con alternativas adecuadas y de bajo costo, mientras se
asegura que la sustitución no comprometerá el crecimiento y la calidad de la
población en cultivo (De Silva, 2006).
La “sobre nutrición” no resulta en ningún beneficio, y a parte de los altos costos
en que se incurre, este también puede incrementar la carga de nutrientes en el
sistema y en el efluente, con un potencial incremento de los problemas de
eutrofización, y la consecuente preocupación pública sobre la industria (Bolivar et
al., 2006).
9
3.2 Situación actual de la producción de harina de pescado y su
efecto en la acuicultura.
La producción de harina de pescado viene determinada por el nivel de recursos
disponibles, concentrándose en la explotación de un pequeño número de especies,
por consiguiente, es dependiente de su comportamiento. Este tipo de producción
trae consigo un tipo de mercado muy inestable, con unas disponibilidades y
precios fluctuantes entre un año y otro (Magallón y Villareal, 2007).
En otros tiempos, la harina de pescado era un subproducto de la producción de
aceite de pescado y una forma de aprovechar los excedentes y el pescado
pequeño, que no podían venderse para el consumo humano. A medida que
empezó a reconocerse el valor de la harina de pescado, se fueron creando
industrias pesqueras cuyo objetivo principal era la producción de harina de
pescado. La producción industrial de harina de pescado exige una mano de obra
sumamente especializada e instalaciones costosas (FAO, 2003).
En la década de los setenta, se desató una crisis en el sector debido a la
coincidencia de una serie de factores como: la crisis del petróleo, las restricciones
impuestas por varios países a la pesca en sus aguas; al colapso de los stocks de
anchoveta peruana, y por último, el desarrollo de la acuicultura y específicamente
el de la avicultura en China. La suma de estos factores originó un aumento de los
precios, elevando los costos de los alimentos para peces. La disminución de la
producción de harina de pescado del año 1998 fue una excepción causada por
uno de los más grandes fenómenos del Niño, que han existido y que impactó a las
pesquerías (Pyke y Zaldívar, 2002).
En el 2007, la producción mundial de harina de pescado continúa disminuyendo.
Los cinco principales países exportadores reportaron una producción de 1.8
millones de toneladas en los primeros siete meses del año, lo que representa una
disminución de 3% con respecto al mismo periodo en el año 2006. Esta
10
disminución fue causada por la caída en la producción en los países escandinavos
y Chile (Josupeit, 2007).
En el caso de la acuicultura, este insumo es esencial en las dietas completas para
cultivos intensivos y en menor grado para semiextensivos, ya que para satisfacer
los elevados requerimientos nutricionales de los peces se necesitan altos niveles
de proteína de alta calidad, con adecuados balances de aminoácidos y ácidos
grasos esenciales, así como otros nutrientes que la harina de pescado puede
proporcionar (Ceballos y Velásquez, 1988).
El deficiente manejo del alimento, la variable calidad nutricional de la harina de
pescado, y por ende de los alimentos que la contienen, pueden provocar elevadas
descargas de materia orgánica al medio acuático, convirtiéndose en ocasiones en
un problema de impacto ambiental, por lo que se requiere, por una parte, mejorar
la calidad nutrimental de las harinas de pescado que se producen, y por otra
parte, buscar alternativas y evaluar la calidad nutricia de diversos productos y
subproductos de origen vegetal y animal disponibles en el país como sustitutos de
la harina de pescado (Magallón y Villareal, 2007).
3.3 Utilización de ingredientes alternativos en la formulación de
alimentos para peces.
Considerando el incremento en el costo de la harina de pescado y la incertidumbre
de su disponibilidad a mediano plazo, se han analizado otros subproductos como
sustitutos. Sin embargo, en la acuicultura la sustitución con subproductos de
origen vegetal no ha mostrado los niveles deseados de crecimiento, además de
contener factores anti-nutricionales (Zaldívar, 2004).
Varios estudios se han realizado para evaluar los efectos de reemplazo de harina
de pescado con fuentes de proteínas vegetales en el crecimiento de bagres de
canal. Las diferencias de los resultados de varios estudios se pueden deber a las
11
variaciones en la composición de la dieta, la alimentación, tamaño y especie de los
peces, y las condiciones ambientales (Webster et al., 1992; Robinson y Li, 1997).
Intentos de remplazar harina de pescado con proteínas vegetales han sido
reportados sobre muchos años. Donde peces crecen lentamente tal como en
tanques pequeños, reemplazamiento parcial ha demostrado poca, y a veces
ninguna, pérdida en crecimiento. Pero en peces que crecen más rápidamente,
generalmente el crecimiento ha sido reducido cuyo más de una cuarta parte de la
proteína de pescado es remplazada (Austreng et al., 1987).
3.4 Harina de Plecostomus spp., como ingrediente de dietas
acuícolas.
Escalera y Arroyo (2005) reportan las características fisicoquímicas de las
diferentes partes del Plecostomus spp., así como la obtención de harinas con
diferente calidad biológica que pueden ser utilizadas como ingrediente en la
formulación de dietas, para diferentes grupos de animales dependiendo de sus
requerimientos nutricionales. Entre los datos que se mencionan está el análisis
químico del músculo en base seca, destacando las proporciones de ceniza, grasa y
proteína (6.9, 7.3 y 85.1 %) respectivamente, valores que cubren adecuadamente
los requerimientos nutricionales de las especies acuícolas.
De acuerdo a lo que establece la norma oficial mexicana, la harina del troncho del
Plecostomus spp., reúne los requerimientos nutricionales adecuados (62% de
proteína y 16% de ceniza) para ser utilizado como ingrediente proteico en la
formulación de dietas para peces (Arroyo, 2008).
Como ventaja adicional, un concentrado de proteína de pescado se considera
estable, ya que no muestra un importante deterioro en 6 meses a 27°C cuyo se
guarda en un recipiente herméticamente sellado (Escalera y Arroyo, 2005).
12
El proceso de la harina producto del pleco se puede considerar que es barato por
los siguientes aspectos: (1) ecológico, la extracción de este pez del embalse
reduce la presión que este manifiesta a la tilapia, por la competencia que
presentan ambas especies; (2) El pleco adquiere valor agregado permitiendo a los
pescadores la recuperación de sus artes de pesca, mismas que se destruyen en su
captura; (3) el proceso de secado utilizando la energía solar disminuye los costos
del proceso (Escalera y Arroyo, 2005).
3.5 Harina de lombriz (E. foetida) como sustituto en dietas
acuícolas.
La búsqueda de nuevas fuentes proteicas para la alimentación de peces y
crustáceos es un campo que cada día cobra mayor interés por el alto costo que
ésta representa dentro de los gastos del cultivo. Las materias primas estudiadas
han sido variadas, teniendo generalmente un posible empleo a escala local, debido
a la disponibilidad del producto (García, 1998).
García et al., (2009) reportan producciones de E. foetida en condiciones intensivas
de cultivo y con la tecnología y alimentación adecuadas de alrededor de 7 Kg de
lombrices/m2 ó 19500 lombrices/ m2, estas producciones sugieren la factible
integración de la lombricultura, a otras explotaciones animales para utilizar la
biomasa excedente de todo el proceso de vermicomposteo de las lombrices como
sustituto total o parcial de las fuentes convencionales de proteína dietética de
especies tales como peces.
La lombricultura viene incrementándose cada día, apoyada en la necesidad de
nuestra actual cultura, de preservar la naturaleza y de nuestras fuentes naturales
de energía y alimentos que están disminuyendo por la falta de estos elementos.
La harina de lombriz que posee un alto contenido proteico y un perfil balanceado
de aminoácidos y de ácidos grasos, características que la presentan como
13
altamente nutritiva (Vielma et al., 2003). Esa fuente de proteínas de origen animal
está siendo usada en la alimentación de animales (como suplemento alimenticio
en alimentos balanceados).
Considerando que las lombrices son excelentes carnadas, se cree que ellas poseen
propiedades organolépticas receptoras que las hacen apetecibles para los
animales. Varias características de la harina de lombriz promueven su utilización
como materia-prima en la formulación de raciones para todos los tipos de
animales y todas las edades (Isea et al., 2008).
Dentro de las principales, están su elevado contenido proteico (65%-75%) y la
calidad de sus ácidos grasos insaturados, tanto del ácido linoleico como el
linólenico. Estudios realizados con mamíferos, aves y peces revelaron excelentes
resultados cuyo los mismos fueron alimentados con lombrices en forma de harina
(Isea et al., 2008; Vielma et al., 2008).
Otro aspecto importante de esta harina es su granulometría fina que permite una
buena distribución homogénea de sus componentes durante la preparación de las
dietas y del proceso digestivo, favoreciendo su coeficiente de digestibilidad,
ventaja suplementaria en la tecnología de alimentos beneficiando su digestibilidad
(Isea et al., 2008).
3.6 Cultivo de bagre de canal (I. punctatus).
Los bagres también conocidos como pez gato o cuatete, pertenecen a la familia
Ictaluridae, siendo el más común el bagre de canal. La apariencia del bagre (I.
puntactus) de canal depende de la edad, tamaño y sexo. Difícilmente se le
encuentra en aquellos cuerpos de agua poco profundos o inundados de
vegetación, tienen hábitos nocturnos (Tucker y Robinson, 1991).
14
El bagre de canal es uno de los peces, cuyo potencial comercial es muy
provechoso, debido a su rápido crecimiento, fácil domesticación y adaptabilidad a
diversas condiciones ecológicas. Ocupa un lugar de elección en su cultivo por
razones como: su fácil reproducción en estanques, gran adaptabilidad a diversas
condiciones, acepta alimento artificial rápidamente, alta resistencia a condiciones
ambientales diversas, entre otras (Lee, 1991).
La comisión norteamericana de peces y pesquerías fue la primera en distribuir
bagres en el año de 1889, probablemente se trató de bagre de canal. A partir de
1960 el cultivo de bagre en E.U.A., se convierte en la principal industria acuícola,
para la cual contaban ya en 1979 con un espejo de agua cercano a las 23,000 ha,
con los que se alcanzó la cifra de 46,000 toneladas de producción (Alatorre,
1998).
En México se introdujo por primera vez esta especie en la presa “La Boquilla”,
Chihuahua., en 1976, siendo junto con la trucha las que dieron la pauta para el
surgimiento de la piscicultura industrial, importándose de Estados Unidos la línea
genética que actualmente se cultiva en México. Actualmente su distribución se ha
ampliado a los estados de Sinaloa, Sonora, Nuevo León y Querétaro; y en los
estados de Jalisco, Colima y Michoacán existen granjas para el cultivo de esta
especie (Aguilera y Zarza, 1986).
Durante 2004 la producción mundial de bagre fue de 1,490,761 toneladas,
integrada principalmente por bagre de canal (23.6%). Durante el periodo 1990-
2004 la producción mundial de bagre presentó un crecimiento del 164.8% . Por
tipo de producto, el mayor crecimiento durante dicho periodo fue para el bagre
amur, que se ha desarrollado de manera importante (más de 1000% en dicho
periodo), bagre híbrido (474.3%), bagre de canal (111.5%), bagres marinos nep
(83.3%) y bagres torpedo nep (74%) (FAO, 2006).
La producción de bagre a través de acuicultura tuvo una participación de 65.7%
en la producción mundial de bagre en 2004 y la captura de bagre representó el
15
34.5% restante. Los productores de bagre del estado de Michoacán corresponden
a los municipios de Sahuayo, Briseñas, Tanuato, Yurécuaro y Ejido El Llano
(Magallón y Villareal, 2007).
3.6.1 Requerimientos nutricionales.
Después de la calidad del agua, la nutrición acuícola es la más importante en el
desarrollo de los organismos acuáticos. La producción acuícola está enormemente
influenciada por el alimento que perciben los organismos sujetos a cultivos, por lo
cual se requiere alimentos que cumplan con ciertos requisitos como son los
porcentajes mínimo y máximo de proteína, lípidos, carbohidratos, fibras, cenizas,
vitaminas y minerales (Robinson y Li, 1995).
Al cubrir sus necesidades nutrimentales, los organismos pueden tener una tasa de
crecimiento alta con ausencia de enfermedades, tratando de que los insumos sean
del menor costo posible (Pineda, 1999).
El bagre crece en altas densidades, por lo tanto requiere de un alimento altamente
nutritivo con el fin de obtener un crecimiento óptimo para mantenerse saludable.
El bagre es una de las especies más cultivadas en los Estados Unidos, esta es la
razón por la cual la mayoría de los datos sobre los requerimientos nutricionales
son conocidos para esta especie. Los valores cuantitativos de requerimientos
están determinados para cerca de 30 nutrientes incluyendo aminoácidos, ácidos
grasos, minerales y vitaminas (Robinson y Li, 1995; Wilson, 1996).
3.6.2 Dietas para (I. punctatus).
Entre los productos más utilizados para la elaboración de dietas y fuentes de
proteína para el bagre de canal se mencionan los siguientes: semilla de algodón,
16
harina de hueso de pescado, harina de esqueleto de pescado, harina de soya,
harina de trigo, salvado, arroz, arroz molido y harina de cacahuate (Lovell, 1989).
Winfree y Stickney (1984), citados por Pineda (1999), evaluaron la digestibilidad
de cada ingrediente arriba mencionado y sus reportes muestran una alta
digestibilidad. Estos autores elaboraron dietas para el cultivo de larvas de bagre
de canal, experimentaron con siete dietas producidas con diferentes ingredientes
comerciales. Sus resultados mostraron que las dietas con alta proteína daban una
buena relación proteína/energía.
Robinson y Brent (1989) utilizaron la harina de semilla de algodón de la dieta del
bagre de canal sustituyendo parcialmente la harina de soya. Concluyeron que no
había diferencias significativas en el factor de conversión y sobrevivencia, pero
recomendaron utilizar la harina de semilla de algodón en un máximo del 15% en
la dieta, por el efecto tóxico del gosipol presente.
Webster et al., (1992), experimentó por 12 semanas en acuarios con juveniles de
bagre de canal (11g) para evaluar los efectos de la sustitución parcial o total de la
harina mezclada en un porcentaje de 35% de granos destilados solubles (GDS) y
un porcentaje variable arriba del 50% de harina de soya. Las dietas fueron
formuladas para contener 12, 8, 4 y 0% harina de pescado.
Concluyeron que la ganancia en peso, ganancia individual, tasa de conversión
alimenticia, tasa especifica de crecimiento y la sobrevivencia no fueron
significativamente diferentes (P> 0.05) entre los tratamientos. Estos resultados
sugieren que las fuentes de proteína como harina de soya y granos destilados
solubles, pueden totalmente desplazar la harina de pescado en las dietas de bagre
de canal.
Robinson y Li (1997) desarrollaron cultivos de bagre de canal en estanques
rústicos en los cuales demostraron, que se puede disminuir un 40 a 50% la
proteína en la dieta comercial, obteniendo un crecimiento relativamente bueno,
17
sin embargo, el porcentaje de proteína no debería de bajar del 24%, ya que los
lípidos se incrementan a un nivel inaceptable presumiblemente debido a la
proporción más alta de proteína. Estos mismos autores (Robinson y Li, 1998)
compararon dietas con y sin proteína animal a diferentes concentraciones de
proteína en bagres de canal engordados en estanques rústicos, no mostraron
ventajas cuyo eran alimentados solamente con un 20% de proteína.
Lim et al., (1998), citado por Martínez (1999), utilizaron harina de canola
(oleaginosa) en la elaboración de dietas para bagre de canal. Sus resultados
mostraron, que se puede incorporar canola dentro de una dieta con menos del
31% de materia seca sin afectar negativamente el crecimiento en peso o la
eficiencia alimenticia en comparación con otra dieta con harina de soya, la
sobrevivencia fue del 100%.
Jarboe y Grant (1996), citados por pineda, (1999) encontraron, que el tiempo de
alimentación y la frecuencia no afecta significativamente al crecimiento,
sobrevivencia y composición del bagre de canal, engordados en canales circulares.
Martínez (1999) evaluó el crecimiento de juveniles de bagre de canal alimentados
con desechos del proceso del enlatado de calamar, concluyendo que el desecho
de calamar sirve solamente como complemento alimenticio, por lo cual sugiere no
emplearlo solo como dieta.
18
4. MATERIALES Y MÉTODOS
4.1 Ingredientes.
Los principales ingredientes empleados en la elaboración de las dietas
experimentales fueron harina de pleco, harina de lombriz, germen de trigo y
harina de sorgo. A continuación se explica el proceso de obtención de cada una de
ellas:
4.1.1 Harina de Plecostomus spp.
Los peces se capturaron en la presa Adolfo López Mateos “El infiernillo”. La
obtención de la harina se realizó mediante el método planteado por Arrollo (2008),
el cual consiste en seccionar los peces con la ayuda de un machete para obtener
el troncho: de donde termina la cavidad visceral hasta la base de la aleta caudal.
Dicho troncho se coloca en un secador solar por aproximadamente 48 horas, lo
cual facilita su molienda y así, su transformación en harina, la cual se realiza con
un molino de mano. Una vez que se obtuvo la harina se tamizo a 420 μ.
4.1.2 Harina de lombriz.
Las lombrices fueron proporcionadas a partir de los trabajos de investigación que
se realizan en el CIIDIR, MICH. Éstas fueron separadas y lavadas, posteriormente
se colocaron en un secador solar aproximadamente 10 horas a 50 ºC, se cuidó
que no fuera mayor la temperatura puesto que presenta gran cantidad de proteína
y estas podrían desnaturalizarse. Una vez secas se molieron en un molino casero,
y se cernieron en un tamiz de 420 μ.
19
4.1.3 Ingredientes vegetales.
El sorgo se obtuvo en establecimientos de venta de forrajes de la región y el
germen de trigo en el molino de trigo de la ciudad de Jiquilpan, Mich.
Posteriormente estos ingredientes se molieron para su transformación en harina, y
se cernieron en un tamiz (420 μ) para homogenizar el tamaño de partícula de
todos los ingredientes.
4.1.4 La mezcla vitamínica
La mezcla vitamínica Rovimix fue proporcionada por el laboratorio de Ecología
Acuática, Pesca y Acuicultura del CIIDIR-MICH, su contenido esta expresado en
mg/kg (Vitamina A 1000 UI/mg: 800, Vitamina E – 50% Adsorbate: 32000, colina
60% PWDR VEG: 80000, Biotina 2% 4000, Acido pantótenico 90% :4445, Ácido
Fólico 80%SD: 500, Vitamina B12 1% Grado Alimenticio:80, Vitamina D3 500
UI/mg: 320, Vitamina C (Stay C 35%): 45714, Sulfato de Zinc 36% Zinc: 22223,
Selenio 1% BMP: 1000, Oxido de Manganeso 62%: 3750, Sulfato de Fierro 32%:
18750, Sulfato de Cobre 52% Cobre:8000, Cobalto 5% BMP:100).
4.2 Formulación y elaboración de las dietas.
Para la formulación y elaboración de un alimento, Wankowsky y Thorpe (1979) y
Cruz et al., (2006) mencionan que se deben tener las siguientes consideraciones:
hábitos alimenticios de la especie, comportamiento de alimentación, requerimiento
de nutrientes, selección de ingredientes y disponibilidad de materias primas, si es
ingerible y digestible. En el caso de peces y crustáceos, es esencial que los
ingredientes sean finamente molidos.
Una vez obtenidos los análisis químicos de los ingredientes, se formularon las
dietas isoproteícas e isocáloricas mediante el programa de software NUTRION 5
20
PRO®. Este es un sistema computarizado para la formulación de alimentos
balanceados (piensos), y raciones al mínimo costo. A este programa se le
introdujeron los valores obtenidos de la composición química de los ingredientes y
los requerimientos de la especie encontrados en la literatura.
Se formularon y elaboraron cuatro dietas isoproteícas e isocáloricas con el 36% de
proteína en base seca aproximadamente y con 10, 20, 30 y 40% de inclusión de
harina de lombriz. Las dietas se realizaron tomando como testigo la dieta obtenida
por los resultados de Arroyo (2008), donde menciona, que la mejor dieta para
cultivo de tilapia, utilizando harina de pleco, como fuente principal de proteína, fue
con una inclusión del 75%, con lo que obtuvo el nivel de sustitución.
Los ingredientes de cada dieta se mezclaron, incorporando aquellos de mayor a
menor cantidad. La homogenización se realizó con una batidora de tipo casera al
ir agregando cada uno de los ingredientes y al final se agregó agua hasta obtener
una masa de consistencia pastosa. La mezcla se realizó con agua caliente (70 ºC),
con el objetivo de gelatinizar los almidones del los ingredientes vegetales, y así
obtener una mayor estabilidad de las dietas en el agua.
La pasta obtenida se introdujo a una bolsa de plástico que cuenta con un pequeño
orificio en una esquina, a través del cual se hizo salir la pasta a presión, para
formar los pellets. Para secar los pellets se colocaron en láminas y secando a
temperatura ambiente. Concluido el proceso de secado, se homogenizó el tamaño
de los pellets de manera manual. Finalmente, los pellets fueron colocados en
bolsas selladas y almacenados en refrigeración, para evitar la oxidación de los
aceites contenidos en las dietas
4.3 Métodos analíticos de composición.
Para el análisis químico porcentual de los ingredientes y las dietas se utilizaron los
métodos aprobados por la Norma Oficial Mexicana en alimentos para animales:
21
proteínas por el método de Macrokjeldahl (NMX-Y-118-A-1982), el contenido de
humedad por el método de la estufa (NMX-F-428-1982), extracto etéreo (grasa)
por el método de Soxhlet (NMX-Y-103-1976) y cenizas por el método de la mufla
(NMX-Y-093-1976). Cada uno de los métodos se realizó por triplicado.
4.3.1 Humedad.
La humedad de las muestras se determinó por diferencia de peso en una balanza
analítica digital (MATTER) entre una masa inicial a temperatura ambiente y
aquella resultante de la muestra llevada a desecación en estufa (estufa WTB
Binder) a 105ºC hasta peso constante.
4.3.2 Ceniza.
El contenido de ceniza se determinó por diferencia de peso en balanza analítica
mediante la incineración de las muestras en una mufla (VULCAN A-550) a 550ºC
por tres horas, hasta peso constante.
MuestrainicialMasa
100* secamuestraMasa = ecasMateria
°105%
secaMasa = Humedad %100% −
inicialMasa
100* finalMasa = totalesCenizas%
22
4.3.3 Proteínas.
El contenido de proteínas (%N x 6.25), se determinó a partir de la composición de
nitrógeno total de las muestras mediante la técnica Kjeldhal. El método consiste
en la digestión de las muestras con ácido sulfúrico concentrado a 150°C en
presencia de un catalizador utilizando un digestor, seguido de una destilación, con
Na(OH) al 40% en presencia de una solución indicadora con ácido bórico al 4%.
Por último se realiza una titulación con HCI 0.1 N. La conversión a porcentaje de
proteína bruta se realizó mediante la siguiente fórmula:
4.3.4 Extracto Etéreo.
El contenido de lípidos totales de las muestras se determinó mediante el método
de extracción en caliente de grasa, con equipo Soxhlet usando éter de petróleo
(40-60°),
4.4 Análisis físicos de las dietas.
Los análisis físicos evaluados a los pellets de las dietas elaboradas fueron
principalmente: flotabilidad, porcentaje de finos, numero, diámetro y longitud de
los pellets (Cruz et al., 2006). Estas son maneras simples de monitorear la calidad
del alimento durante el proceso de elaboración ó su manejo.
)(100*25.6*007.14*1.0*)(
(%)PrmgmuestraladePeso
mlblancomediaValor lmHClValor = oteínas
−
inicialmasaMuestra
100* inalfmuestraMasa = etéreoExtracto%
23
4.4.1 Flotabilidad.
Se define como la capacidad de un cuerpo (pellet) para sostenerse en la superficie
del agua debido a que la diversidad del cuerpo es menor que la densidad del
agua.
De acuerdo al método citado por Cruz et al., (2006), se colocaron 10 pellets en
200 ml de agua a temperatura de 26°C durante 1hr, posteriormente se
cuantificaron los pellets que se mantuvieron en la superficie y se determinó su
porcentaje, en replicas de tres.
4.4.2 Porcentajes de finos.
Se define como el porcentaje de partículas menores al tamaño especificado del
alimento. La metodología empleada para medir el porcentaje de finos consiste en
pesar 100g de alimento sobre un tamiz #18, previamente tarado, se tamiza hasta
pesar completamente las partículas inferiores a 1 mm., se registra el peso del
contenedor (pf) y se calcula el porcentaje de finos como:
tarapf = finos −%
4.4.3 Tamaño del alimento y número de pellets por gramo de
alimento.
El tamaño de los pellets se determinó mediante la ayuda de un Vernier y se midió
la longitud y diámetro promedio de 20 pellets. Para cuantificar el número de
pellets por gramo de alimento se pesó un gramo y se contabilizó el número de
24
partículas presentes, de acurdo a la metodóloga citada por Cruz et al., (2006). Los
procedimientos se realizaron por triplicado para cada alimento.
4.5 Determinación de propiedades funcionales de las dietas.
Se determinó el índice de solubilidad (ISA), Índice de Absorción de Agua (IAA) y
Factor de Hinchamiento (FH), por el método propuesto por (Anderson et al., 1969,
citados por Arroyo, 2008). Que consiste en colocar en tubos para centrifuga de 50
ml previamente tarados 2.5 g de muestra y 30 g de agua con una temperatura de
30ºC. Los tubos se incuban en baño maría por 30 minutos a 30ºC y se agitan cada
5 minutos. Posteriormente estos se centrifugan a 2500 rpm durante 20 minutos,
se decanta el sobrenadante y se pesa el sedimento. El sobrenadante se filtra y se
seca a peso constante en estufa a 90ºC y se registra finalmente el peso de los
sólidos solubles.
La estimación cuantitativa de estas propiedades funcionales es la siguiente:
4.5.1 Índice de Solubilidad
AC = ISA 100*
Y equivale a los gramos de sólidos que son solubilizados a 30ºC por cada 100 g de
muestra.
100* MuestraladePeso
Solubles SólidosdePeso = ISA
100* AC = ISA
25
4.5.2 Índice de Absorción de Agua.
Y equivale al número de veces que se incrementa el peso de la muestra debido a
la absorción de agua.
4.5.3 Factor de Hinchamiento.
Y equivale al número de veces que se incrementa el peso de los sólidos debido a
la absorción de agua; en otras palabras, el factor de hinchamiento es el aumento
de peso ó volumen que experimenta la muestra debido a la absorción de agua.
4.6 Determinación de la estabilidad de las dietas.
Es una medida cuantitativa de la conservación de la integridad física y química del
alimento en el agua. Se expresa en términos de porcentaje de retención y pérdida
de materia seca o de nutrientes. También suele definirse como el tiempo de
durabilidad (integridad) del alimento en el agua. Se evaluó el grado de lixiviación
de las dietas (pérdida de materia seca y proteína) después de una hora de
inmersión en agua, por el método mencionado por Cruz et al. (2006).
MuestraladePeso
geldelPeso = IAA
AB = IAA
Solubles)SólidosdePesoMuestraladePeso
geldelPeso = FH
−(
CA
B = FH)( −
26
4.6.1 Pérdida de Materia Seca (PMS %).
4.6.2 Pérdida de Proteína (PP %).
4.7 Condiciones experimentales para la evaluación de las dietas.
El establecimiento del experimento se realizó en las instalaciones del laboratorio
de Ecología Acuática, Pesca y Acuicultura del CIIDIR-MICH, el cual cuenta con un
sistema de recirculación de agua con 20 acuarios de cristal de 40 L, equipados con
bombas, calentador, difusor y termómetro.
El experimento se realizó en un periodo de 75 días (septiembre-noviembre de
2009). Se obtuvieron 90 organismos experimentales (bagre de canal) con un
tamaño promedio de 8 cm de longitud total, a partir de la granja piscícola situada
en Ixtlan, Michoacán. Los peces fueron aclimatados en tinas de 3,000 L por quince
días considerando los requerimientos climáticos de la especie (Tucker y Robinson,
1991).
Se colocaron 4 organismos por acuario con una distribución al azar de los acuarios
con cuatro replicas para cada una de las dieta, donde se acondicionó el agua de
acuerdo a sus requerimientos ambientales (Tucker y Robinson, 1991).
lixiviardeantessecabaseenalimentodelPeso
lixiviardeespuésdsecabaseenalimentodelpeso-lixiviardeantessecabaseenalimentodelPeso = PMS%
alimentoelenproteínadietalaensecamateriadepérdida%-100*lixiviadoalimentoelenproteínade-1*alimentoelenproteínade = PP
%%00%%
27
El área del experimento se mantuvo durante todo su desarrollo bajo condiciones
de obscuridad, esto debido a que el bagre de canal tiene hábitos alimenticios
nocturnos. Los peces se alimentaron en una relación del 7% de su biomasa en los
primeros 30 días y posteriormente se redujo a 5%, al observar que el alimento
ofrecido no era consumido en su totalidad. El alimento se distribuyó en dos
raciones: una en la mañana y la otra en la tarde.
Se registró la cantidad del alimento diario consumido de cada dieta, lo cual sirve
para definir la conversión alimenticia de cada una de las dietas a través del
tiempo. A cada uno de los acuarios diariamente se le extrajo el 80 % de su
volumen, a través de sifoneo, antes de alimentar a los peces, con el propósito de
eliminar el alimento no consumido y las heces, como una medida de seguridad se
adicionó 180 gr de sal al depósito de agua de los acuarios cada recambio.
Diariamente se registraron los parámetros de temperatura, concentración de
oxígeno disuelto, porcentaje de saturación de oxígeno disuelto, salinidad, sólidos
totales disueltos y pH a través de un Hydrolab Data Sonde 4x (Hach, Hydromet).
Esto, con la finalidad de conocer sus valores y tratar de ajustarlos a los factores
ambientales donde la especie alcanza su tasa máxima de crecimiento sostenido de
acuerdo con Tucker y Robinson (1991).
4.7 Parámetros biológicos medidos.
Se midió el peso y la longitud de los peces para obtener los rendimientos en cada
una de las dietas elaboradas utilizando el método propuesto por Cruz et al.,
(2004) y Arroyo, (2008).
28
4.7.1 Rendimientos productivos.
Al inicio del experimento y cada 15 días se midieron los parámetros biológicos de
los peces mediante el registro de la longitud total (cm) y el peso (gr) y al mismo
tiempo se realizó la limpieza del sistema con cloro comercial. La longitud se midió
con la ayuda de un ictiómetro, mientras que para el registro del peso de los peces
se utilizó una balanza electrónica digital (SARTORIUS). El procedimiento consistió
en colocar a los peces de cada acuario en un recipiente con agua con la finalidad
de eliminar el factor estrés al máximo, luego se pesó cada uno de los peces y por
diferencia se obtuvo el peso del pez y se registró.
Al término del experimento, se evaluó la ganancia en peso y longitud promedio
para cada dieta, tasa de sobrevivencia, tasa de crecimiento diaria y tasa de
crecimiento específico usando las siguientes ecuaciones (Cruz et al., 2002; Cruz et
al., 2004; Arroyo, 2008):
inicialpromedioPeso
inicialpromedioPesofinalpromedioPeso = pesodeGanancia
100*−
inicialpromedioLongitud
inicialpromedioLongitudfinalpromedioLongitud = longituddeGanancia
100*−
Tasa de Sobrevivencia: sobrevivencia en el porcentaje del número inicial de
animales:
100* pecesdeinicialNúmeropecesdefinalNúmero
= ciasobrevivendeTasa
Tasa de Crecimiento Diario: Fue medida cada 15 días, donde se probó la
eficiencia de las dietas experimentales. Se obtiene de la siguiente manera:
29
cultivodedíasdeNúmeropesodeGanancia
= diarioocrecimientdeTasa
Tasa de Crecimiento Específico: definido como el porcentaje en incremento en
peso por día. Se obtiene de la siguiente manera:
cultivodedíasdeNúmeroinicialpesofinalpeso
= específicoocrecimientdeTasa)(*100 −
4.7.2 Efectividad del alimento
Por medio de la Tasa de Conversión Alimenticia (TCA) se evaluó la eficacia del
alimento en relación al peso corporal ganado.
Tasa de Conversión Alimenticia (TCA): gramos de alimento consumido X
gramos de peso corporal ganados.
ganadopesodeincrementoalimentodetotalconsumo
= TCA
4.8 Determinación de la digestibilidad in vitro de las proteínas.
Se determinó el porcentaje de digestibilidad corregida en pepsina, para el cual la
proteína insoluble al final de la reacción enzimática es substraída de la proteína
insoluble en ácido (medida por una incubación similar en ausencia de enzima) y el
resultado estimado de proteína solubilizada es expresado como un porcentaje de
la proteína insoluble en ácido. Este procedimiento es útil para evitar una sobre-
30
estimación de la acción enzimática en harinas de pescado ricas en proteína
insoluble (Castro y Ávila, 1993a).
El método utilizado fue el de pepsina diluida (método AOAC 971.09 modificado por
el Laboratorio Torry, U.K) para el cual se utiliza una concentración de pepsina mil
veces menor que el método oficial de la AOAC. Un gramo de muestra es incubado
con pepsina por 16 hr en una solución de ácido clorhídrico 0.075N a 45ºC y la
solución de reacción es filtrada para retener el insoluble, se lava con agua y
acetona, el precipitado es analizado por Kjeldhal.
Las formulas para determinar la digestibilidad corregida son:
100*1000*14**%
mNa = Nitrógeno
Donde:
a: ml gastados en titulación
N: normalidad H2SO4
m: peso muestra en gramos
ácidoresidualNresidualNácidoresidualN = pepenidadDigestibil
%pepsina%%sina%
−
4.9 Análisis estadístico.
Considerando un diseño experimental aleatorizado, los datos se sometieron al
análisis de varianza de una vía (ANOVA). Para este análisis estadístico se
determinaron las diferencias entre medias mediante la prueba de Tukey, con un
intervalo de confianza del 95% (P< 0.05). Se graficaron los valores medios y el
error estándar para ambas variables (longitud y peso). Se utilizó el programa SAS
Vertion 8.0 en el análisis y el programa SPSS Statistics Ver. 17.0 (2008) en los
gráficos.
31
5. RESULTADOS Y DISCUSIONES
5.1 Composición química de los ingredientes empleados en la
formulación de las dietas.
Para formular y elaborar un alimento balanceado es necesario conocer los
requerimientos nutricionales de la especie en cuestión y comportamiento
alimenticio, así como el valor nutricional de los diferentes ingredientes,
especialmente de aquellos insumos regionales no tradicionales, que cuentan con
gran potencial para la alimentación animal (Rosales y Tang, 1996). La Norma
Oficial Mexicana NOM-021-PESC-1994 indica que debe considerase la composición
química de los ingredientes a fin de evitar antagonismos, deficiencias y presencia
de inhibidores que afecten la composición del alimento y la salud de los
organismos acuáticos cultivados que los consuman. Esto aplica para los alimentos
no convencionales, vivos, congelados o, deshidratados.
La composición química y el grado de molienda de los ingredientes son el mayor
determinante de la calidad del proceso y del producto final. El almidón, la proteína
funcional, las cenizas y la grasa son los nutrientes de mayor influencia en el grado
de idoneidad para peletización o extrusión de un ingrediente (González, 2004).
La caracterización química de los ingredientes que se emplearon para la
elaboración de las dietas isoproteicas (36% de proteína), con diferente porcentaje
de inclusión de harina de lombriz se muestran en el cuadro 1. El valor nutricional
de estos insumos depende de su composición en carbohidratos, grasas, vitaminas,
minerales y proteína, su calidad en los alimentos está determinada
fundamentalmente por el tipo y cantidad de aminoácidos que la forman y por su
digestibilidad (Castro y Ávila, 1993a).
32
Cuadro 1.- Análisis químico de los ingredientes empleados en la elaboración de
las dietas.
Harina de
lombriz
Harina de
sorgo
Harina de
germen
de trigo
Harina de
pleco
Humedad (%) 10.4 10.6 10.1 3.49
Proteína (%) 62.58 9 30 73.69
Grasa (%) 5.5 2.7 12.1 7.38
Ceniza (%) 7.66 1.95 4.8 16.07
Carbohidratos (%) 13.86 75.75 43 0
Al considerar la proporción de proteína (73.69%) de la harina del troncho del
pleco y de 62.58% para la harina de lombriz, ambas se ubican como un producto
de primera calidad (Zaldívar, 2004). Esto se establece en base a los parámetros
que las definen como aquellas harinas que son obtenidas a partir de materia prima
fresca, tratamiento térmico suave y corto, lo que se traduce en un menor
deterioro de las proteínas y grasas presentes en ellas.
La norma oficial mexicana NMX-Y-013-1998-SCFI, específica que las harinas de
pescado utilizadas como ingredientes en la formulación de dietas para animales,
deben de contener un mínimo de 62% de proteína cruda, requisito que ambas
harinas de origen animal cumplen.
El contenido de grasa y ceniza encontrado en la harina de lombriz (5.5 y 7.66%
respectivamente) y harina de pleco (7.38 y 16.07% respectivamente) se
encuentran en el límite establecido por la norma oficial mexicana para las harinas
de pescado utilizadas en la formulación de alimentos acuícolas (10-12 y 16%
respectivamente), ya que valores elevados de grasa pueden ocasionar problemas
de rancidez.
33
La humedad de la harina de pleco (3.49%) se encuentra por debajo de los valores
establecidos por la norma oficial mexicana (10%). Sandbol, (1993) menciona que
para evitar problemas de mohos y bacterias, el contenido mínimo de humedad en
harinas de calidad especial debe ser del 6%.Por otra parte el contenido de
humedad encontrado en la harina de lombriz (10.4%), supera un poco los límites
establecidos, esto quizás debido al proceso de secado mediante el cual se llevo a
cabo se elaboración.
5.2 Dietas elaboradas.
Las dietas se elaboraron de acuerdo a los resultados arrojados por el programa
NUTRION PRO, mismos que se muestran en el cuadro 2. Los ingredientes
proteicos de origen animal (harina de pleco y lombriz) solo contribuyen a la
calidad de la proteína, es decir, al perfil de aminoácidos, y no a las propiedades
funcionales del producto. Esto se debe a que las proteínas de origen animal no se
expanden o se combinan con otros ingredientes en la mezcla de la misma manera
que las proteínas de origen vegetal, las cuales constituyen al total de la proteína
de la ración (Bortone, 2002).La cantidad de ingredientes vegetales se mantuvo
constante en las dietas elaboradas.
34
Cuadro 2. Composición de las dietas elaboradas en gramos. La dieta testigo incluye sólo harina de pescado y los porcentajes representan el nivel de sustitución por harina de lombriz.
Dieta
testigo 10% 20% 30% 40%
H. plecostomus (gr) 366.4 317.55 268.7 219.85 171
H. lombriz (gr) 0 62.58 111.43 160.28 209.32
H. de sorgo (gr) 408.28 401.63 401.63 401.63 401.63
Germen de trigo
(gr) 213.02 205.94 205.94 205.94 205.94
Mezcla vitamínica
(gr) 12.3 12.3 12.3 12.3 12.3
Los ingredientes fueron molidos y cernidos para obtener un tamaño de partículas
uniformes (420 μ) y mezclados con agua a 70ºC, ya que las partículas grandes y
pequeñas no se mezclan bien, y se logra un mejor mezclado cuyo el rango de
diferencia de tamaño de partículas en menor. El grado de molienda de los
ingredientes afecta la uniformidad del mezclado, la capacidad de compactación, el
grado de gelatinización, la digestibilidad, tasa de conversión y la tasa de
crecimiento (Bortone, 2002; González, 2004; Cruz et al., 2006).
Respecto al tamaño de la partícula, entre más fino y homogéneo sea, más alta
será la estabilidad del pellet, ya que la mezcla se compacta mejor (Campabadal y
Celi, 1993). Al elaborar los alimentos experimentales, las particulas de los
ingredientes fueron homogenas (420µ), lo que concuerda con Bigliani, (1993),
quien recomienda una textura máxima de 420µ para que los alimentos peletizados
tengan una mejor estabilidad en el agua.
Zhu et al., (2001) concluyeron que el tamaño de partícula no tuvo efecto sobre la
digestibilidad aparente de la materia seca, fósforo y proteína cruda en alimentos
para trucha elaborados a través de un proceso de extracción en frio, pero sí afectó
35
de manera significativa la tasa de conversión alimenticia en alimentos que
contenían diferentes tamaños de partículas elaborados a través de un proceso de
extrusión en caliente.
Rolfe et al., (2000) encuentran que un tamaño de partícula de 420 μ en lugar de
700 μ permite mejorar la durabilidad del pellet y estabilidad en el agua gracias a
un mayor grado de gelatinización de los almidones de la fórmula. Esto se realizó
en un alimento extruido para bagre, constituido principalmente de maíz y pasta de
soya, harina de anchoveta y afrecho de trigo.
5.3 Análisis químico de los alimentos.
En los resultados de los contenidos nutricionales de los alimentos experimentales
no se muestran variaciones significativas (cuadro 3), lo que indica qua la molienda
y el mezclado fueron adecuados, ya que los gránulos de diferentes tamaños de un
alimento deben de poseer aproximadamente la misma calidad nutricional si el
proceso fue adecuado (Reuscher, 2006).
La caracterización química de los diferentes alimentos probados en el
experimento, nos muestra que las proporciones de proteína en cada una de las
dietas son semejantes, pues no muestran diferencias estadísticas significativas,
con lo que se puede decir que son isoproteicas. El bagre de canal requiere de un
contenido de proteína entre 28-36%, lípidos 5-8%, y carbohidratos de 30-50%
para generar 8 Kcal/gr (Robinson y Li, 1995), los cuales se cubren
satisfactoriamente con las dietas elaboradas.
36
Cuadro 3. Composición química de las dietas utilizadas. 1Valores de energía basados en 9.5 kcal/g para lípidos, 5.6 kcal/g para proteínas y 4.1 kcal/g para carbohidratos (Tacon, 1989). Promedios de 3 replicas ± desviación estándar, las medias seguidas de la misma letra no difieren estadísticamente (P< 0.05).
Dieta Humedad
(%) Ceniza(%)
Proteína(%)
Grasa (%)
Carbohidratos (%)
Energía1 (Kcal/gr)
0% 3.9a± 0.141
7.42a± 0.304
36.5a± 1.979
7.05a± 0.091
45.13 456.41a
10% 3.06ab± 0.155
7.62a± 0.928
36.22a± 0.742
7.01a± 0.084
46.09 458.4a
20% 3.56a± 0.007
7.12a± 0.063
35.2a± 2.121
6.97a± 0.106
47.15 456.65a
30% 3.17a± 0.466
7.5a± 0.961
35.52a± 1.732
6.93a± 0.197
46.88 456.96a
40% 2.64b± 0.084
8.03a± 0.042
35.35a± 1.368
6.89a± 0.077 47.09 456.48a
El contenido proteico de la dietas está alrededor de 36%, mismo que está dentro
del rango establecido por Jauncey y Ross, (1982) y De Silva et al., (1989) para
peces en estado juvenil, ya que requieren un porcentaje del 34 al 40% para un
óptimo crecimiento. Sin embargo, los mismos autores mencionan que el nivel de
proteína varía de acuerdo a las condiciones experimentales y a la especie de cada
estudio.
Algunos estudios indican que dependiendo del tamaño del pez y tipo de dieta, los
requerimientos de proteína para bagre varían, mismos que se encuentran dentro
del rango de 25-45%, con lo cual se obtienen el máximo crecimiento (Garling y
Wilson, 1976; El Saidy et al., 2000).
Por su parte, Akiyama (1995), señala que un 36% de proteína es adecuado para
alevines de bagre. En otros estudios se observó una mejora del crecimiento con
niveles proteicos de 37 frente a 32%, asociados a una reducción de la tasa de
alimentación (Mora et al., 2009).
37
Estos niveles coinciden con las recomendaciones de Wilson (1996), Robinson et al.
(2001) y Robinson y Li (2005) señalando 35% para alevines de esa especie. Los
altos niveles proteicos referidos en el bagre pueden estar justificados en virtud del
tamaño de los peces (5.6 a 6.19 gr), puesto que en general los peces en sus
etapas tempranas de vida presentan una alta tasa metabólica que a su vez
requiere mayor suministro proteico (Lovell, 1989).
La determinación de la humedad es importante para evitar el crecimiento de
hongos en pellets aislados, como regla general es recomendable producir
alimentos con promedios de humedad de al menos un 5% (González, 2004). La
humedad registrada fue óptima ya que varía de 2.64±0.084 para la dieta del 40%
hasta un 3.9±0.141 para la dieta testigo, esto debido al proceso de elaboración y
secado de cada una de ellas.
El contenido de ceniza encontrado en las cinco dietas elaboradas se encuentra en
un rango de 7.12±0.042 a 8.03±0.063, valores que están por debajo del nivel
máximo establecido al 14% (Akiyama et al., 1993). La vigilancia de este valor es
importante porque un exceso de este compuesto tiende a disminuir la
digestibilidad de los alimentos (Cruz et al., 2002). El contenido de grasa disminuyó
linealmente con el incremento en el nivel de inclusión de la harina de lombriz
(media de 6.97±0.063).
Por otra parte también se observó que el contenido de carbohidratos no presenta
diferencias significativas (P<0.05), debido a que la cantidad de ingredientes
vegetales se mantiene constante en las cinco dietas.
38
5.4 Análisis físicos de los alimentos.
5.4.1 Número de pellets por gramo, diámetro y longitud del
alimento.
Los parámetros físicos evaluados a las dietas, número de pellets por gramo,
diámetro y longitud, presentaron una media de 67.4 ± 1.51, 1.8 ± 0.031 y 5.6 ±
0.05, respectivamente (Cuadro 4).
Mientras menor es la longitud del pellet mayor es la cantidad de pellet por gramo,
lo ideal es que en cada alimentación, se ofrezca al menos un pellet por animal.
Estas tres variables están relacionadas y son afectadas directamente por el
proceso de elaboración del alimento, proporción, manipulación y características
físicas de los ingredientes utilizados (Cruz et al., 2002).
Cuadro 4. Parámetros físicos evaluados en las dietas. Se presentan los promedios
de 3 replicas ± desviación estándar. Se utilizó 20 pellets.
Dietas # de
pellet/gr
Diámetro
(mm)
Longitud
(mm)
%de
finos
% de
flotabilidad
0% 65± 2.05 1.89± 0.276 5.40± 0.820 0.18
80.0
10% 69± 1.01 1.83± 0.326 5.35± 0.933 0.38 67.33
20% 67± 2.1 1.82±0.250 5.45± 0.759 0.37 70.66
30% 68± 1.92 1.83± 0.172 5.35± 0.933 0.34 73.0
40% 68± 1.64 1.82± 0.241 5.45± 0.759 0.44 66.66
39
En peces se ha reportado un efecto importante del número y tamaño de los
pellets sobre la sobrevivencia, crecimiento y canibalismo (Wankowski, 1979; Lee
et al., 2000; Ronald et al., 2003), puesto que pequeñas partículas pueden tener
un menor tiempo para su degradación en el tracto digestivo que partículas más
grandes (Lee et al., 2000).
Toledo (1993), menciona que esto resulta relevante debido a que el pez tiene un
límite para localizar e ingerir un cierto número de pellets en un tiempo
determinado. Si el número de partículas excede este límite, las partículas de
alimento no consumidas se pierden y se reduce la eficiencia alimenticia. Por otra
parte, la importancia de suministrar un mayor número de pellets por gramo da
como resultado un menor gasto de energía en la búsqueda de alimento y un
crecimiento uniforme, ya que se asegura que éste disponible para todos los
animales, cuando se trabaje con diferentes alternativas acuícolas (Cruz et al.
2006).
Ceballos y Velázquez (1988) mencionan que para la alimentación de ictalúridos en
sus diferentes fases de cultivo utilizaron diversos productos comerciales, además
de una dieta casera. En la mayoría de los centros y unidades de producción se ven
obligados a reprocesar los alimentos destinados a las crías para obtener el tamaño
de partícula requerido (1 a 6 mm), mientras que en la fase de engorda los
alimentos se utilizan en presentación la presentación comercial (5 a 6 mm) y en
otros casos elaboran su propia dieta. Los pellets elaborados se encontraron en un
rango de 5.35 a 5.45 mm de longitud.
5.4.2 Flotabilidad y finos
Estas dos características de los alimentos se ven afectadas directamente por el
grado de aglutinación, la cual se da a través de la composición de los ingredientes
que forman cada uno de los alimentos así como el proceso de elaboración
(Behnke, 1994; Thomas et al., 1996). El porcentaje de finos que se obtuvo no
40
supera el límite que por regla general no debe superarse (1%), el mayor valor
encontrado se obtuvo en la dieta del 40% con un 0.44% (Cruz et al., 2006).
Lo valores bajos de % de finos son debido a que el proceso de mezclado se
realizó con agua caliente a 70ºC, lo que asistirá en el proceso de gelatinización de
los almidones y activación de los aglutinantes naturales y sintéticos (Bortone,
2002). Esto es bueno porque se ha reportado que en organismos acuáticos el uso
de alimentos con una gran cantidad de finos repercute negativamente en su
desempeño, además de aumentar la contaminación del medio, ya que este
alimento no será ingerido por los animales (Cruz, 1999).
La flotabilidad que presentaron los alimentos del 10 y 40% de inclusión de harina
de lombriz corresponde a la más baja de los alimentos elaborados (67.33 y
66.66%) respectivamente. Esta capacidad de los pellets de sostenerse en la
superficie se relaciona con la poca compactación del alimento (Vargas, 2003).
Existen varios factores que afectan a ésta variable tal como la tensión superficial,
interface entre el alimento peletizado y el agua, volumen del pellet, temperatura,
salinidad, tipo del proceso de elaboración del alimento, entre otros (Cruz et al.,
2006).
El uso de alimentos de baja flotabilidad trae varios inconvenientes directos tales
como pérdidas económicas generadas por el desperdicio del alimento que se
hunde sin posibilidad de ser consumido por los peces. Esto redunda en ineficiencia
productiva, al incrementarse los costos de producción dada la necesidad de
prolongar el ciclo productivo para que los peces lleguen al peso de
comercialización (Vargas, 2003).
La flotabilidad registrada para la dieta testigo es la mayor (80%) en comparación
a las otras dietas probadas, lo que se refleja en una mayor crecimiento de los
peces. Adicionalmente, aunque el costo del alimento sumergible es menor que el
flotante, esto no compensa la mayor permanencia de los alimentos en el espejo y
paralelamente la ventaja práctica de poder observar la respuesta de los peces a la
41
presencia del alimento y así ajustar la cantidad de éste (Lovshin, 1993). Entre
otros aspectos de importancia indirecta para lograr una buena flotabilidad están el
contenido de humedad, grasa y almidones, dado el efecto que tienen sobre la
capacidad de aglomeración de los ingredientes así como su efecto en el proceso
de elaboración (Hardy, 2002).
5.5 Estabilidad de los alimentos y propiedades funcionales
La estabilidad es la propiedad del alimento para mantener su forma y textura en el
agua, sin deshacerse durante un periodo de tiempo requerido para que el animal
la ingiera en su totalidad (Castro y Ávila, 1993a).
Ésta propiedad se cuantificó a través de los diferentes índices (solubilidad,
absorción de agua, factor de hinchamiento, porcentaje de pérdida de materia seca
y proteína), los cuales dependen a su vez de cuatro factores: el tamaño de
partícula, procesamiento, utilización de agentes aglutinantes y tipo de
ingredientes.
En general la estabilidad de todas las dietas fue similar, esto se debe en parte a
que la cantidad de harina vegetal se mantuvo constante, pues estos ingredientes
hacen más difícil la estabilidad del pellet en el agua (Campabadal y Celis, 1996).
En el caso de los valores de absorción de agua y factor de hinchamiento tienden a
disminuir a medida de crece el nivel de inclusión de harina de lombriz (de 2.366±
0.046 para la dieta testigo a 1.884 ± 0.052 para la dieta del 40% de sustitución
de harina de lombriz), mientras que el índice de solubilidad aumenta (Cuadro 5).
42
Cuadro 5. Estabilidad de las dietas en agua. Índice de Absorción de Agua (IAA),
Factor de Hinchamiento (FA), Índice de Solubilidad (ISA), Pérdida de Proteína
(%PP), Pérdida de Materia Seca (%PMS). Promedios de 3 replicas ± desviación
estándar. Medias seguidas de la misma letra no diferencian estadísticamente (P<
0.05).
Dieta
(IAA) (FA) (ISA) (%PP) (%PMS)
0%
2.366 a ±
0.046
2.381 a ±
0.064
0.620 c ±
0.891
29.16 a ±
0.340
11.86 b ±
0.235
10%
2.166 a ±
0.082
2.191 a ±
0.074
1.112 b ±
0.901
30.22 a ±
0.294
12.01ab ±
0.262
20%
2.062 a ±
0.041
2.094 a ±
0.063
1.412 ab ±
0.798
29.46 a ±
0.671
12.17 ab ±
0.409
30%
1.975 a ±
0.039
2.017 a ±
0.081
2.108 a ±
0.658
32.81 a ±
0.412
13.04ab ±
0.230
40% 1.884 a ±
0.052
1.910 a ±
0.048
1.544 ab ±
0.441
33.39 a ±
1.581
16.98 a ±
0.105
La pérdida de materia seca (PMS) de los alimentos se encontró entre 11.86±0.235
y 16.98±0.105%, cuyo un valor normal para alimentos comerciales es de 5%
(Cruz et al., 2002), mientras que la pérdida de proteína (PP) oscilo en un rango de
29.16±0.340 y 33.39±1.581%.
En ambas variables no se encontraron diferencias estadísticas significativas. Estos
valores nos muestran que la estabilidad de las dietas quizás no fue la más
adecuada, factor que pudo influir en el crecimiento de los peces. El impacto de la
43
lixiviación de aminoácidos sobre el rendimiento puede ser muy grave si, al
momento de consumir el alimento, el contenido de uno o varios de los
aminoácidos esenciales se vuelve limitante (Cruz et al., 2006).
La PMS y la PP aparte de ser indicadores de la estabilidad del alimento en el agua,
permiten estimar la cantidad de materia seca realmente integrada y por lo tanto la
tasa de conversión. Al tener elevados porcentajes de PMS y PP, las tasas de
conversión alimenticias serán mayores.
5.6 Factores ambientales.
La calidad del agua se muestra en el cuadro 6, en la cual se tienen los valores de
los parámetros fisicoquímicos promedio reportados durante el desarrollo del
experimento y los valores requeridos por la especie en estudio.
Cuadro 6. Parámetros evaluados para la calidad del agua y parámetros tolerados
por el bagre de canal. Valores promedios de 225 replicas ± desviación estándar.
PARÁMETROS EXPERIMENTO TOLERADOS POR LA ES
PECIE (Tucker y Robinson, 1991)
Temperatura (C) 27.8±0.5 26.7-29.4
pH 7.39±0.12 6-9
Salinidad (ppt) 1.18±0.23 0.5-3.0
% de saturación de oxígeno
89.4±0.6 300
Oxígeno disuelto (ppm)
4.47±0.58 3-15
Amonio (ppm) 0.058±0.01 < 0.2
Conductividad 0.68±0.64
44
La temperatura está íntimamente relacionada con el metabolismo del pez, la cual
se mantuvo en un promedio de 27.8 ºC y los rangos recomendados para el cultivo
de bagre de canal se encuentran entre 26.7-29.4 ºC. El oxígeno disuelto en
concentraciones de 4.47 ppm y el pH en 7.39 unidades.
La cantidad de amonio registrado (0.058 ppm) no excede los límites tolerados por
la especie debido a los recambios de agua diarios del 80% y al retiro de las heces
de los peces. Las condiciones de calidad fisicoquímicas del agua de cultivo se
mantuvieron dentro del rango óptimo para esta especie (Tucker y Robinson,
1991).
Todos los peces estuvieron activos y saludables hasta el final del experimento (no
se presentaron enfermedades causadas por hongos, bacterias y virus).
El origen del agua con la que se alimentaba el sistema de recirculación provenía
del suministro de agua potable del pueblo, caracterizada por ser una agua dura
(311.5 mg de CaCO3/l), variable que afecta directamente al pH de la misma
(8.75). Klontz (1991), menciona que los peces en agua dulce dura (>250mg/l de
alcalinidad) gastarán menos energía metabólica en la osmorregulación que los
peces que viven en aguas suaves (< 100 mg/l), de esta manera tendrán más
energía para su crecimiento. La dureza es un índice general del tipo de agua, de la
capacidad amortiguadora y de la productividad de los ecosistemas acuáticos.
5.7 Evaluación de crecimiento obtenido en peso y longitud.
Como se puede observar en el cuadro 7, el nivel de inclusión de harina de lombriz
afectó la tasa máxima de crecimiento de los peces. Los organismos alimentados
con la dieta del 10 y 20% de inclusión de harina de lombriz tuvieron un
crecimiento similar a la dieta testigo, mientras que las dietas del 30 y 40% de
sustitución presentaron crecimientos significativamente menores.
45
Cuadro 7. Parámetros biológicos con valores promedio del peso inicial y final, longitud inicial y final, sobrevivencia, Tasa de Conversión Alimenticia (TCA), tasa de Crecimiento Especifico (TCE) y Tasa de Crecimiento Diario (TCD) de los juveniles de bagre de canal (I.punctatus) al final del experimento (75 días). Promedios de cuatro replicas ± desviación estándar. Medias seguidas de la misma letra no se diferencian estadísticamente (P< 0.05).
Dieta
0% 10% 20% 30% 40% Peso inicial (gr)
5.95 a ± 0.260
5.74 a ± 0.16
5.61 a ± 0.44
6.19 a ± 0.47
5.89 a ± 0.28
Peso final (gr)
11.41a± 0.667
10.77ab± 0.841
10.57ab ± 0.341
9.88bc ± 1.047
8.54 c ± 0.731
Longitud inicial(cm)
7.09a± 0.308
8.03 a± 0.268
8.0 a± 0.249
8.07a± 0.141
7.86 a± 0.170
Longitud final(cm)
12.55a± 0.894
11.37 a± 0.130
12.05 a± 0.329
10.95b± 0.581
10.25b± 0.121
Sobrevivencia (%)
100 100 100 100 100
TCA 4.98 5.11 5.71 7.89 10.71
TCD 0.099 0.092 0.087 0.060 0.045
TCE 7.28 6.70 6.61 4.92 3.53
El análisis de los pesos iniciales de los peces no mostró diferencia significativa,
por lo que cualquier diferencia encontrada al final del experimento es debida a la
alimentación de los peces con las dietas experimentales.
Al aplicar el análisis estadístico a los pesos finales se encontró que después de 75
días de suministrar a los peces los diferentes tipos de dietas, el peso y las
46
longitudes presentaron diferencias significativas entre los tratamientos (P< 0.05,
F=8.27 y P< 0.05, F=15.34).
Para evaluar los tratamientos se aplicó un análisis de medias repetidas , encontró
que después de 75 días de suministrar a los peces las distintas dietas, el peso y la
longitud presentaron diferencias significativas entre los tratamientos (P< 0.05). En
las figuras 1 y 2 se presentan el promedio de peso y longitud de los peces,
destacándose las dietas testigo, 10 y 20% ya que no mostraron diferencias entre
sí y con la testigo.
Figura 1. Promedio del peso del bagre de canal (I. punctatus) y 2 errores
estándar para cada dieta evaluada.
47
Figura 2. Promedio de la longitud del bagre de canal (I. punctatus) y 2 errores
estándar para cada dieta evaluada.
Estudios realizados por Velázquez et al., (1991) y Bastardo et al., (2007) en la
sustitución parcial de la harina de pescado por harina de lombriz en trucha
arcoíris, reportaron su uso favorable como proteína no convencional. Esta puede
ser una alternativa viable si se utiliza sustituyendo en un 25% a la harina de
pescado. Los resultados obtenidos en este estudio muestran un resultado similar
con un 20% de sustitución.
Stafford y Tacon (1985), realizaron estudios en trucha arcoíris incorporando bajos
niveles de harina de lombriz (5, 10 y 20%) en sustitución de harina de pescado,
los resultados no evidenciaron ningún efecto en el crecimiento. En los resultados
del presente trabajo no se encontraron tampoco efectos negativos en el
crecimiento de los peces con estos niveles de sustitución, pero al aumentarlos si
48
se presenta una disminución en el crecimiento, sobre todo con la inclusión de
harina de lombriz a un 30 ó 40%.
La deficiencia en el crecimiento de los bagres en las dietas con mayor porcentaje
de harina de lombriz, probablemente se deba a la presencia de quitina encontrada
en la cutícula de la lombriz.
La quitina es un polímero de glucosamina y es insoluble en solventes, Esta es
secretada en las lombrices por las células de la epidermis que las protege y es de
naturaleza proteica (Ng et al., 2002). Niveles del 2 al 10% de quitina en dietas
para peces reducen el crecimiento de los mismos e incluso pueden inhibir los
procesos relacionados con la digestión, absorción y asimilación de las dietas (Kono
et al., 1987; Shiau y Yu, 1999).
Otro aspecto, puede involucrar la poca aceptación de la harina de lombriz por los
peces, relacionada a su baja palatabilidad (García, 1998). Sin embargo, en otros
experimentos la inclusión de harina de lombriz en las dietas, especialmente a
bajos niveles, parece ser bien tolerada e incluso, promover el crecimiento en
trucha arcoíris (Akiyama et al., 1993; Stafford y Tacon, 1985; Velásquez et al.,
1991; Pereira y Gomes, 1995).
Los peces requieren de los diez aminoácidos esenciales para su óptimo desarrollo,
por lo cual deben ser incluidos en las dietas, ya que una malnutrición aminoacídica
en especies acuícolas se ve reflejada en una reducción de la tasa de crecimiento
(Castro y Ávila, 1993b).
De acuerdo con Tancon et al., (1983) la lombriz (E. foetida) posee un buen perfil
de aminoácidos esenciales con la posible excepción de Lisina como el primer
aminoácido limitante y los aminoácidos sulfurosos (metionina y cisteína). Esto se
puede relacionar con el menor crecimiento de los peces alimentados con las dietas
que contienen 30 y 40% harina de lombriz en comparación con la dieta testigo
0%.Anderson et al., (1991), citados por Castro y Ávila (1993b), encontraron que
49
los peces deficientes de Lisina evidenciaron un menor apetito, un menor ingesta
de alimento y por lo tanto un menor crecimiento. Estudios han indicado que la
metionina es esencial para el crecimiento óptimo de las especies acuícolas (Castro
y Ávila, 1993b).
Otro factor que influye en el resultado del crecimiento de los peces está
relacionado con las características propias de los alimentos elaborados, como es la
baja flotabilidad de las dietas del 30 y 40 % al igual que su elevado porcentaje de
finos. Esto se ve reflejado en una mayor PP y PMS del alimento una vez que entra
en contacto con el agua y por lo tanto la conversión alimenticia se va
disminuyendo, lo cual quiere decir que se requiere una mayor cantidad de
alimento para alcanzar pesos y longitudes en las dietas del 30 y 40% similares a
las dietas testigo y 10 y 20% de inclusión.
La sobrevivencia se mantuvo constante en los diferentes tratamientos (100%), lo
cual se relaciona a la ausencia de enfermedades y puede estar indirectamente
relacionada a la eficiencia de la harina de pleco y lombriz incluidas en las dietas.
Las mejores tasas de conversión alimenticia (TCA) se obtuvieron con la dieta
testigo (4.98) seguida por las dietas del 10 y 20% (5.11 y 5.17 respectivamente).
Los mismos resultados se dieron para la tasa de crecimiento diario con valores de
0.099 para la dieta testigo y 0.087 para la dieta del 20% respectivamente.
Mientras que para la dieta del 40% se obtuvieron valores menores tanto para TCD
como para TCE (0.045 y 4.533 respectivamente). La TCE fue muy alta para la
dieta testigo, 10, 20 y 30% (7.28, 6.70 y 6.61) al compararla con la obtenida por
Webster et al. (1992) para Ictalurus furanus (2.18), los cuales fueron alimentados
con un dieta que contenía 45% de harina de soya y 13% de harina de pescado.
La conversión alimenticia es un parámetro importante que tiene que ser evaluado
para el cultivo de peces. La tasa de conversión alimenticia en este estudio fue alta
en las dietas del 30 y 40% al compararlas con las obtenidas por Arroyo (2008),
50
quien encontró valores de conversión alimenticia que fueron desde 2.3 a 4.2 para
dietas con distintos niveles de inclusión de harina de pleco en la alimentación de
tilapia. El-Saidy et al. (2000), reportan valores de 1.8 a 2.6 de conversión
alimenticia para bagre de canal en dietas que contenían harina de arenque.
En un estudio realizado con bagre de canal alimentados con dietas elaboradas a
base de harina de pescado y 50% de harina de músculo de calamar se reportan
tasas de conversión alimenticia de 3.1 y 36.54 para la dieta con un 100% de
músculo de calamar (Martínez, 1999). Estudios demuestran que el valor de este
parámetro se puede incrementar en función del sistema de cultivo, densidad del
cultivo y niveles de alimentación diaria (Ronald et al., 2003).
El aumento en los niveles de inclusión de harina de lombriz en las dietas resultó
un efecto positivo hasta el nivel del 20% sobre el crecimiento y ganancia diaria de
peso. Las diferencias en ganancia de peso están relacionadas con las
características propias de cada uno de los alimentos probados.
5.8 Digestibilidad in vitro.
El grado de solubilidad de los alimentos, no presenta variaciones estadísticamente
diferentes de comportamiento (cuadro 8), pero no basta que la proteína u otro
elemento se encuentre en altos porcentajes en el alimento, sino que debe ser
digerible para que pueda ser asimilado y, por consecuencia, aprovechado por el
organismo que lo ingiere (Manríquez, 1993).
El conocimiento de la digestibilidad es importante para apreciar la calidad de la
proteína, que permite optimizar los nieles de inclusión considerando una base real
en función de las diferencias de digestibilidad de los ingredientes y de las
particularidades de la especie lo cual evita una pérdida importante de proteínas de
costo elevado (Mendoza, 2005).
51
El porcentaje de proteína solubilizada fue estadísticamente igual en todas las
dietas, presentándose en un rango de 73.02 a 75.29%, el resultado de la dieta
testigo es similar al resultado obtenido por Arroyo (2008), para la cual obtuvo una
digestibilidad de 74.84%.
Aun cuando se incluye un porcentaje de harina, de lombriz las digestibilidades son
similares en todos las dietas, debido a que la digestibilidad de la harina de pleco
es de 93.8% (Escalera y Arroyo, 2005), y la de la harina de lombriz es de 94.31%
(Isea et al., 2008). Las dietas con una inclusión de harina de lombriz presentaron
una buena digestibilidad hasta un 75.34% para la dieta del 30%, en comparación
con otros autores es similar al obtenido por Pereira y Gomés, (1995), con valores
de digestibilidad proteica de 73.4% a partir de un 25% de E. foetida incorporada
en la dieta con trucha arco iris. Los valores obtenidos son superiores a 63.4%
obtenidos por Isea et al., (2008), a partir de un 30% de harina de lombriz.
Cuadro 8. Digestibilidad in vitro de la proteína con pepsina diluida. Promedios de
2 replicas ± desviación estándar. Valores en el mismo renglón con iguales
superíndices no son significativamente diferentes (P<0.05)
Nivel de inclusión de la harina de lombriz
0% 10% 20% 30% 40%
% de
proteína
digerible
75.29a
±0.891
73.97a
±1.001
74.35a
±1.182
75.34a
±0.598
73.02a
±1.034
La digestibilidad de las dietas también está relacionada a la composición de cada
una de ellas, sin duda el elemento constitutivo de la dieta al que se le han
atribuido más interferencias es a los carbohidratos. La digestibilidad proteica
52
disminuye al suministrar dietas con una proporción decreciente de proteína y
crecientes en carbohidratos (Mendoza, 2005).
Al observar los datos de composición de las dietas se obtiene que la dieta del 40%
presentó la mayor cantidad de carbohidratos y un valor de proteína más baja, al
igual que la digestibilidad más baja (73.02). Hajen et al., (1993) encontraron una
relación inversa entre el contenido de ceniza y la digestibilidad de las harina de
pescado, este mismo efecto se observó en la dietas experimentales.
La digestibilidad de las dietas no tuvo efecto en la velocidad del crecimiento de los
peces, pues se obtuvieron valores que no presentan diferencias significativas (P<
0.05), mientras que el crecimiento si presentó diferencias significativas para cada
una de las dietas experimentales.
53
6. CONCLUSIONES
Dada la elevada calidad de la harina de lombriz (E. foetida), con un 62.58% de
proteína, esta fuente de proteína no convencional puede utilizarse como sustituto
parcial de la harina de pescado, en la alimentación de peces, con alto valor
nutritivo.
Las características físicas y las propiedades funcionales de las dietas elaboradas
están determinadas por la cantidad de la harina vegetal, así como por el proceso
de elaboración. Éste comportamiento fue muy semejante debido a que las
cantidades de ingredientes vegetales son iguales en cada una.
La formulación de dietas con harina de lombriz permite una relación creciente de
sustitución de harina de pescado desde un 10% hasta un 20%, sin tener un
efecto estadísticamente significativo en la velocidad de crecimiento en los bagres
de canal (I. punctatus).
Los peces alimentados con las dietas del 30 y 40% de inclusión de harina de
lombriz presentaron los crecimientos más bajos, lo que indica que el nivel se
sustitución no debe alcanzar un 30%. Niveles elevados de ésta harina afectan
negativamente el crecimiento de los peces.
La digestibilidad de las dietas donde se incluye harina de lombriz (E. foetida) como
sustituto de harina de pescado, no presenta diferencias estadísticamente
significativas con la dieta testigo, por lo cual sitúa a este insumo como una
potencial fuente proteica para la alimentación del bagre de canal.
La harina de lombriz puede ser utilizada como una fuente proteica alternativa
viable y como sustituto parcial de la harina de Plecostomus.
54
7. RECOMENDACIONES
Contemplar un agente aglutinante como la gelatina en la formulación de las
dietas, para obtener una mayor estabilidad de los pellets en el agua.
Es importante considerar a la harina de lombriz como un ingrediente proteico
elemental en la formulación de dietas acuícolas por las características
fisicoquímicas que presenta, sin embargo, se deben seguir realizando estudios
tendientes a utilizar otros porcentajes y en otras especies acuícolas.
Utilizar otros procesos de fabricación de alimentos (extrusión), con el propósito de
incrementar su digestibilidad y palatabilidad en los alimentos donde la harina de
lombriz es el ingrediente a introducir como fuente proteica.
55
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