Mejoramiento de la calidad nutricional de alimentos balanceados para acuicultura

Abstract

Argentina es un país costero con un extenso litoral marítimo, que permite el desarrollo de la pesca marítima. Los crustáceos son uno de los principales productos de la pesca. Las especies que se capturan en mayor proporción son el langostino (Pleoticus muelleri) y la centolla (Lithodes santolla). El procesamiento de estas especies genera grandes cantidades de descartes y gran parte de estos descartes consisten en cáscaras y caparazones (exoesqueleto). Actualmente existe un creciente interés en el uso de subproductos de la pesca para la obtención de productos de uso en acuicultura. En Argentina, la acuicultura es de incipiente desarrollo y consiste principalmente en la cría de peces de agua dulce, trucha arcoiris (Onchorhynchus mykiss) en la Patagonia y pacú (Piaractu smesopotamicus) en el norte del país. El principal inconveniente para aumentar la producción de salmónidos es el alto valor de los alimentos balanceados. Los alimentos balanceados tienen entre sus ingredientes aceites de distintos orígenes que aportan ácidos grasos (FA) con distintos grados de insaturación; estos son altamente susceptibles a oxidarse, lo cual causa deterioro del alimento y pérdida de la calidad. Para evitar la rancidez provocada por la oxidación de los FA se agregan diversos antioxidantes, como butilhidroxitolueno (BHT), butilhidroxianisol (BHA) o antioxidantes naturales. Los alimentos balanceados contienen además pigmentos como la astaxantina (3,3´-dihidroxi-4,4?- diceto-caroteno). La mayor parte de la astaxantina utilizada es de origen sintético, aunque existen el agregado de astaxantina natural obtenida de Haematococcus pluvialis o Phaffia rhodozyma y descartes del langostino Pandalus borealis. La astaxantina es un pigmento carotenoide rojo y un potente antioxidante. Actualmente además de su eficiencia en la pigmentación de salmónidos, se recomienda el agregado de una mínima cantidad para asegurar el bienestar de los peces por su capacidad antioxidante. Al igual que otros carotenoides es susceptible a la oxidación en contacto con aire, sufre isomerizaciones por someterse a calentamiento, y es susceptible a la acción de la luz. El objetivo de este trabajo de Tesis fue aumentar la calidad nutricional de alimentos balanceados para acuicultura a partir de la extracción de materias primas presentes en los residuos de la industria pesquera. El material biológico fue provisto por empresas pesqueras de la localidad. El mismo consistió en cáscaras de cola y cabezas de langostino argentino (P. muelleri), caparazones y cáscara de patas de centolla (L. santolla). Se estudió la composición química proximal, contenido y calidad de ácidos grasos, contenido en carotenoides totales a partir de material de descarte proveniente del procesamiento industrial de L. santolla y P. muelleri. En base a los resultado obtenidos y al análisis de disponibilidad de materia prima, se seleccionó el descarte de P. muelleri para continuar con las etapas posteriores de preparación de un extracto rico en astaxantina. Se estudió el rendimiento de extracción de astaxantina con cáscaras y cáscaras con restos de vísceras. Se evaluó el efecto del almacenamiento de las cáscaras a diferentes temperaturas y con diferentes grados de humedad previo al proceso de extracción. Se compararon rendimientos de extracción de astaxantina sobre cáscaras húmedas y secas. Se prepararon extractos de cáscaras de P. muelleri ricos en carotenoides y se estudió la estabilidad de los extractos bajo diferentes condiciones de almacenamiento, tanto desde el punto de vista de la preservación del contenido en astaxantina como de su capacidad antioxidante. Finalmente se obtuvo y caracterizó alimento balanceado suplementado con este extracto. Los descartes de ambos organismos presentaron componentes de valor como carotenoides, FA, quitina. Se observó que el mejor tratamiento del material de partida para obtener más rendimiento en astaxantina es procesar los descartes inmediatamente o bien almacenarlos secos a bajas temperaturas. Los carotenoides como los FA presentes en cáscaras y restos del procesamiento de P. muelleri varían según la época de captura y se obtiene un mayor rendimiento de extracción si se lo extrae de cáscaras húmedas. El análisis cromatográfico de los extractos de langostino mostró tres bandas características coloreadas, la banda I correspondiente a astaxantina libre y las bandas II y III compatibles con la presencia de astaxantina mono- y diesterificada respectivamente, siendo la banda II la más abundante. La banda III puede estar o no presente. Las tres bandas cromatográficas de astaxantina se ven afectadas por la temperatura, aunque la banda II es la más afectada. Cuando se determinó la capacidad antioxidante del extracto, el efecto observado fue mayor sobre la generación de radicales lipídicos que sobre aquellos presentes en fase acuosa como radicales hidroxilos y ascorbilo. El extracto de langostino adicionado al alimento balanceado aporta FA de calidad nutricional en cantidades adecuadas para el óptimo desarrollo de los peces y mantiene su capacidad antioxidante luego de su almacenamiento en frío durante al menos 60 días. De esta manera los descartes de P. muelleri dada su riqueza en carotenoides y FA y la enorme cantidad generada por la industria procesadora en la región, se convierten en una buena fuente de extracto rico en carotenoides para incorporar a alimentos balanceados.

Argentina is a coastal country with an extensive maritime coastline, which allows the development of maritime fisheries. Crustaceans are one of the main products of fishing. Both the shrimp (Pleoticus muelleri) and the king crab (Lithodes santolla) are species being captured in greater proportion. The processing of these species generates large amounts of discards and many of these discards consist of shells, carapace (exoskeleton), and heads. Nowadays there is a growing interest in the use of fishery by-products to obtain products for use in aquaculture. In Argentina, aquaculture has an incipient development and consists mainly of freshwater fish, rainbow trout (Onchorhynchus mykiss) in Patagonia and pacú (Piaractu smesopotamicus) in the north of the country. To increase the development of the salmonid culture, the main disadvantage is the value of the balanced feed diet. Balanced foods have among their ingredients oils of different sources that provide fatty acids (FA) with different degrees of unsaturation; which are highly susceptible to oxidation, which causes the deterioration of the feed and ends up leading to the loss of quality. In order to avoid the rancidity caused by the oxidation of FA, several antioxidants are added, such as BHT, BHA or natural antioxidants. Balanced foods also contain pigments such as astaxanthin. Most of the astaxanthin used is synthetic, although there is the addition of natural astaxanthin obtained from Haematococcus pluvialis or Phaffia rhodozyma and discards of the shrimp Pandalus borealis. Astaxanthin (3,3'-dihydroxy-4,4'-diketo- -carotene) is a red carotenoid pigment and a potent antioxidant. Currently, in addition to its efficiency in the pigmentation of salmonids, the addition of a minimum amount is recommended to ensure the wellness of the fish due to their antioxidant capacity. Like other carotenoids it is susceptible to oxidation in contact with air, undergoes isomerizations by undergoing heating, and is susceptible to the action of light. The proximal chemical composition, content and quality of fatty acids, total carotenoid content from waste material from industrial processing of king crab (Lithoides santolla) and Argentine shrimp (Pleoticus muelleri) was studied. The sample consisted of tail shells and heads of P. muelleri, shells and leg shell of L. santolla. The extraction performance of astaxanthin with the two most abundant types of discards (shells and shells with remains of viscera). The effect of the storage of the shells at different temperatures and with different degrees of moisture prior to the extraction process was evaluated. Astaxanthin extraction yields were compared on wet and dry shells. Extracts rich in carotenoids were obtained from P. muelleri shells, and the stability of the extracts was studied under different storage conditions, both from the point of view of the preservation of the astaxanthin content and its antioxidant capacity. Finally, balanced feed supplemented with this extract was prepared and characterized. The material was provided by local fishing companies. Residues of both materials presented valueadded components such as carotenoids, FA, chitin. It was observed that the best treatment of the starting material to obtain more performance in astaxanthin is to process the discards immediately or store it dry at low temperatures. Carotenoids such as FA present in shells and processing residues of P. muelleri vary according to the time of capture and a higher extraction yield is obtained if it is extracted from wet shells. In the extracts, different forms of astaxanthin were observed, free and monosterified, or free, monosterified and diesterified, being the monosterified the most abundant form. All forms of astaxanthin are affected by temperature, although the monoesterified form is the most affected. When the antioxidant capacity was determined, the observed effect was greater on the generation of lipid radicals than on those present in the aqueous phase as hydroxyl and ascorbyl radicals. The extract added to the balance provides FA of nutritional quality in adequate quantities for the optimal development of the fish and maintains its antioxidant capacity after its cold storage for 60 days. In this way the discarding of P. muelleri given its abundance, its richness in carotenoids and FA becomes a good source of extract rich in carotenoids to incorporate balanced foods. There are still remaining in vivo studies to evaluate the pigment capacity and antioxidant effect of the additive on salmonids. In addition, at a later stage, toxicological, microbiological and food stability studies will continue. of palatability and bioavailability.