Ácidos orgánicos en la nutrición de salmónidos – con especial énfasis en diformiato de potasio (KDF)

Introducción

La preservación de pescado y vísceras de pescado con ácidos, para la producción de ensilado, ha sido una práctica común para su uso en alimentos para peces, efectos beneficiosos que han sido reportados (Gildbert y Raa, 1977; Asgard y Austreng, 1981). Según Batista (1986), la producción de ensilado de pescado se inició en la década de 1930, inicialmente con la preservación de desechos de pescado a través del ácido sulfúrico y clorhídrico, más tarde, usando principalmente ácidos orgánicos, como el ácido fórmico.

Los efectos positivos de los productos conservados con ácidos llamaron la atención de la comunidad científica, conduciendo a la investigación de los efectos de estos ácidos orgánicos de cadena corta en la nutrición de peces. Varios estudios se han realizado con diferentes especies, incluidas las especies carnívoras como la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss), salmón Atlántico (Salmo salar) y trucha alpina (Salvelinus alpinus). Ademas, se han estudiado los efectos de los ácidos orgánicos en especies herbívoras (carpa), omnívoras (tilapia y bagre) y camarones. En nutrición animal, los acidificantes ejercen sus efectos sobre el rendimiento a través de tres mecanismos diferentes [3]: (a) en el alimento; (b) en el tracto gastrointestinal del animal; y (c) en el metabolismo del animal (Tabla 1).

Revisión general de los acidificantes en las dietas

Los primeros estudios sobre el uso de ácidos orgánicos en las dietas de peces incluyen el ácido succínico y cítrico en dietas para salmónidos (Fauconneau, 1988). Éstos incluyen la sustitución parcial de proteína (12%) por un único aminoácido o un ácido orgánico (succínico o cítrico) en la dieta de trucha arcoíris. Las truchas que fueron alimentadas con la dieta de ácidos orgánicos tuvieron un consumo de alimento inferior en comparación con las dietas basales o la dieta suplementada con proteína purificada.

Estudios realizados en los noventa obtuvieron resultados prometedores en la utilización de acidificantes en dietas de diferentes especies de salmónidos (Tabla 2). El efecto de la suplementación de las dietas comerciales con sales de sodio de ácido láctico y ácido propiónico se probó en la trucha alpina en agua salobre a 8 °C (Ringø, 1991). Los peces alimentados con la dieta de 1% de lactato de sodio aumentaron en peso de 310 g a aproximadamente 630 g en 84 días, mientras que los peces alimentados con dietas sin las sales de ácidos orgánicos alcanzaron un peso final de solamente 520 g (P <0,05). La inclusión de 1% de propionato de sodio en la dieta, sin embargo, tuvo un efecto negativo sobre el crecimiento en comparación con el control (P <0,05). Las truchas alpinas alimentadas con la dieta suplementada de lactato de sodio presentaron un contenido intestinal bajo en agua, energía, lípidos, proteínas y aminoácidos libres. Se ha observado una tendencia a presentar diarrea en trucha alpina por la alimentación a altas dosis de alimentos comerciales, bajo condiciones de producción comercial. Cuando la trucha alpina fue alimentada con dietas que contenían lactato de sodio, no se produjo diarrea, probablemente, indicando cantidades mucho más bajas de nutrientes y agua que quedan en el intestino. Además, se propuso que el efecto promotor del crecimiento de lactato en la dieta de trucha alpina se dio por una menor velocidad del vaciado gástrico (Gislason y col., 1996). El aumento del tiempo de retención en el estómago aumenta el potencial antibacteriano de la sal de ácido láctico y, por lo tanto, puede tener un mayor efecto contra bacterias patógenas (Sissons, 1989). El mejor crecimiento de la trucha alpina no afectó su composición química (Ringo y col., 1994).

Un estudio similar por el mismo autor (Ringø, 1992) demostró (p<0,05) el efecto promotor del crecimiento del acetato de sodio al 1% de la dieta de truchas alpinas criadas en aguas salobres, mientras que la misma dosis de formiato de sodio presentó sólo una mejora numérica en comparación con un control negativo. La promoción de crecimiento de los peces que fueron alimentados con acetato, puede explicarse en cierta medida por un mayor consumo de alimento, pero la mayor digestibilidad de los componentes de la dieta también puede contribuir al aumento de crecimiento. La adición de acetato de sodio a 1% a la dieta tuvo un efecto significativo (P<0,05) en los coeficientes de digestibilidad de proteínas y para los ácidos grasos 14:0, 16:0, 18:1, 20:1, 22:1, y los ácidos grasos esenciales 18:0 y 18:2 (n-6).

Otros estudios en salmónidos incluyen la trucha arcoíris. El efecto de los ácidos orgánicos en la digestibilidad de minerales fue probado en varios estudios. Estudios en cerdos han reportado que la inclusión de ácidos orgánicos en la dieta aumenta la absorción mineral (Ravindran y Kornegay, 1993). Vielma y Lall (1997) probaron el efecto de ácido fórmico en la dieta sobre la disponibilidad de fósforo en trucha arcoíris. Se encontró que la digestibilidad aparente de fósforo se incrementó significativamente (P <0,05) en los peces alimentados con una dieta que contenía 10 ml kg-1 de ácido fórmico. Estudios más recientes incluyen experimentos con juveniles de trucha arcoíris (de Wet, 2005, 2006), los cuales fueron alimentados con cinco dietas experimentales. Los tratamientos consistieron en una dieta control, tres dietas que con 0,5, 1,0 y 1,5% de una mezcla de ácidos orgánicos (ácido fórmico y sus sales, y ácido sórbico) y una dieta con un antibiótico promotor del crecimiento (40 ppm flavomicina). Al final del ensayo, el mejor desempeño se observó en los grupos con inclusión de mezcla de ácidos orgánicos. Niveles de inclusión de 1,0% y 1,5% resultaron en una mejora significativa en la tasa de crecimiento específico de los peces, en comparación con el control (p <0,05). El desempeño del grupo con mezcla de ácidos al 1,5% de la dieta fue similar al tratamiento con el antibiótico promotor de crecimiento. Los peces alimentados con la mezcla de ácidos al 1,5% de la dieta presentaron una conversión alimenticia menor en comparación con el grupo del antibiótico promotor de crecimiento.

El diformiato de potasio en la acuicultura de salmónidos

La utilización de acidificantes en las dietas acuícolas está ganando más interés entre los productores comerciales y una amplia gama de diferentes ácidos orgánicos y sales se han probado hasta ahora (Lückstädt, 2008). El diformiato de potasio (KDF, conocido comercialmente como Aquaform - Figura 1), en particular, ha sido utilizado ampliamente en la acuicultura de aguas tropicales y aguas frías, debido al alto contenido de ingredientes activos, así como su estabilidad y sus propiedades de manejo en los alimentos extruidos.

Un intenso estudio realizado por Morken y col., (2011), mostró que el diformiato de potasio tuvo un efecto significativo en los parámetros físicos de las dietas extruidas a base de soya, para el salmón Atlántico (Tabla 3). Esto también ha sido confirmado en dietas para trucha basadas en materias primas vegetales (Morken y col., 2010). Los autores encontraron una mejora altamente significativa (P <0,001) en la calidad del pellet de las dietas para trucha suplementadas con diformiato, en cuanto a dureza, estabilidad en agua y durabilidad. El primer estudio indicó que la inclusión de diformiato de potasio condujo a una mejora significativa de digestibilidad del almidón (58 vs. 62%), mientras que en el segundo estudio se mejoró la digestibilidad aparente de los lípidos, cenizas, proteína y de aminoácidos totales (P <0,05).

Esto ha sido confirmado por otros estudios (Lückstädt y Schulz, 2008; Lückstädt y Kühlmann, 2009), donde el salmón criado en agua de mar y agua dulce, y alimentado con dietas de diformiato de potasio, tuvo digestibilidades de proteína y grasa significativamente más altas.

Por último, se ha encontrado (Storebakken y col., 2010) que la inclusión de diformiato de potasio en la dieta con soya de alta grasa y trigo, protege contra la reducción de la digestibilidad de la proteína, inducido por el calor en la producción del alimento extruido para el salmón Atlántico. Aquí, la adición de diformiato de potasio (1,2%) antes de la extrusión dio lugar a una mejor digestibilidad de aminoácidos. Además, el diformiato de potasio contrarresta la reactividad que había sido inducida por el tratamiento de calor, mejorando así la digestibilidad de los aminoácidos en los ingredientes tratados a altas temperaturas (122 °C).

Esto ha sido apoyado por los datos de Morken y col. (2012), que mostró que la biodisponibilidad in-vitro de aminoácidos en alimento con diformiato, liberado durante la hidrólisis alcalina por las enzimas digestivas de salmón fue mejorada significativamente de 18,7 mg a 25,3 mg.

Los resultados de rendimiento en los salmónidos revelan que el salmón Atlántico alimentado con harina de pescado en la dieta (proteína cruda 40%, extracto etéreo 30%) enriquecida con 1,4% de diformiato de potasio, tendieron (P = 0,055) a presentar una tasa de crecimiento específica más alta en comparación con un control negativo (Christiansen y Lückstädt , 2008). Además, los grupos alimentados con harina de pescado con concentración de diformiato de potasio de 0,8% y 1,4%, tuvieron significativamente una mejor conversión alimenticia y mayor uniformidad de los grupos de peces.

Los ensayos adicionales con diformiato en Alemania, realizados en un período de 66 días en trucha arcoíris, muestran los beneficios en esta especie (Lückstädt, 2010). Peces con un peso inicial de 19,5 g se dividieron en dos grupos y se alimentaron cuatro veces al día con una dieta comercial de 43% de proteina cruda y 23% extracto etéreo. El grupo tratado contenía 0,3% de diformiato, mientras que el grupo control no tenía ningún agente de acidificación de la dieta. Al final de la prueba, se obtuvo una mejor conversión alimenticia y se redujo la mortalidad. Esto llevó a un mejor Índice de Productividad del Pez en más de un 11% (Lückstädt y Kühlmann, 2011), calculado en función de la ganancia de peso, la supervivencia y conversión alimenticia (Tabla 5).

Resultados similares han sido reportados durante el uso comercial de 0,3% de diformiato de potasio en centros de trucha en Colombia, donde, en particular, se observó una reducción significativa en la mortalidad de, al menos, el 50% durante la transferencia de juveniles a los sitios de engorda, soportando así los otros resultados del resto del mundo sobre el impacto antibacteriano del diformiato de potasio contra diversas bacterias gramnegativas en varias especies de peces (Ramli y col., 2005; Ng y col., 2009; Abu Elala y Ragaa, 2014). Otros estudios sobre las tasas de supervivencia se han llevado a cabo en Chile. Aquí, un centro de cultivo de salmón Coho observó la mortalidad en dos grupos de peces infectados naturalmente con Piscirickettsia salmonis durante un período de 36 días. Un grupo de la dieta contenía 1,5% de diformiato de potasio. Después del período de seguimiento, la mortalidad en los peces alimentados con diformiato de potasio se redujo significativamente de 40% a 33%.

Conclusión y perspectivas

El potencial del diformiato de potasio como aditivo en el alimento de especies acuícolas está mejor representado por un meta análisis en tilapia (Lückstädt, 2012). En promedio, el rendimiento en tilapia, basado en el peso final aumenta significativamente 5,6% (P = 0,009). Además, la conversión alimenticia de peces en dietas con diformiato de potasio mejoró significativamente 4.5% (P = 0,012). En general, el Índice de Productividad del Pez aumenta en casi un 17% (p = 0,02).

Aunque hay un número limitado de estudios publicados disponibles del uso de diformiato de potasio (Aquaform) en la acuicultura de salmónidos, tales como, crecimiento, impacto antibacteriano, eficiencia alimenticia, absorción de minerales y estabilidad de pellets, los resultados de esos estudios, así como la generalizada información no publicada sobre su uso comercial en este tipo de dietas en Europa, Asia y América Latina, indican el prometedor potencial y motivan productores de salmonidos y fabricantes del alimento al uso de acidificantes, especialmente de diformiatos.