Trace nutrizione minerale in pesce e gamberetti:lavorare verso prestazioni ottimali e sostenibilità in un settore in rapida evoluzione

dal team tecnico di Alltech Mineral Management, Stati Uniti d'America

L'acquacoltura è uno dei settori di produzione alimentare in più rapida crescita al mondo. Nutrizione, in particolare tracce di minerali, è solo uno dei tanti aspetti chiave che devono essere considerati nel successo, gestione redditizia e sostenibile dell'azienda agricola. I minerali in tracce vengono assorbiti dall'ambiente marino attraverso le branchie o la superficie corporea, ma raramente soddisfano i fabbisogni totali per le specie acquatiche allevate e devono essere forniti nella dieta attraverso l'integrazione (Katya et al., 2017).

Minerali in traccia, che sono richiesti in quantità di milligrammi o microgrammi, sono elementi essenziali richiesti per i normali processi vitali e il metabolismo cellulare. Costituiscono componenti dei fluidi corporei, ormoni e composti biologici come l'emoglobina. Di particolare importanza sono il rame (Cu), ferro (Fe), manganese (Mn), zinco (Zn) e selenio (Se), che sono associate a proteine ​​all'interno di metalloenzimi responsabili della funzione catalitica (Lall, 1989). L'integrazione della giusta quantità di oligoelementi contribuisce in definitiva al mantenimento della salute, fertilità, schiudibilità e immunità, così come i parametri di prestazione, compreso il tasso di crescita, efficienza alimentare e qualità della carne.

Requisiti di minerali in tracce in acquacoltura:cosa deve essere esplorato?

Sebbene sia necessario un delicato equilibrio di oligoelementi nutrizionali per mantenere i processi fisiologici (Lall, 1989), gli esatti requisiti di minerali in tracce per le diverse specie di acquacoltura sono ancora in fase di esplorazione e sono quindi oggetto di ampio dibattito. Eccesso di assunzione di minerali, sia dietetico che ambientale, può causare tossicità, mentre una carenza può compromettere l'immunità, aumentando quindi la suscettibilità alle malattie.

Lall (2003) raccomanda le seguenti gamme di oligoelementi alimentari nel pesce.

La prospettiva del Consiglio Nazionale delle Ricerche (NRC) è che c'è molto da esplorare sulla conoscenza dei requisiti di oligoelementi per pesci e gamberi d'allevamento. Le loro raccomandazioni per i minerali traccia nella dieta in tutte le specie di bestiame devono ancora differenziare tra fonti e forme di minerali traccia. Questo può influenzare i tassi di inclusione alimentare, così come fattori fisiologici come la biodisponibilità e l'assorbimento dei minerali e l'interazione con altri componenti del mangime alimentare.

Forma e livello influenzano la funzione:fonti di ingredienti del mangime e interazioni minerali

L'aumento della domanda di acquafeed e le limitazioni alla disponibilità di farina di pesce hanno spinto l'industria a ridurre la quantità di farina di pesce nelle diete o ad esplorare altre alternative, come farina vegetale (Domínguez et al., 2020). Questo può presentare una serie di sfide nutrizionali.

La farina vegetale contiene spesso elevate quantità di acido fitico, che è un noto antagonista. L'acido fitico si lega fortemente agli ioni minerali, rendendoli non disponibili per l'assorbimento da parte delle specie acquatiche (Prabhu et al., 2016; Dominguez et al., 2020). Nelle diete contenenti alti livelli di proteine ​​vegetali, l'integrazione di minerali è necessaria per migliorare la crescita e lo sviluppo osseo, soprattutto nei salmonidi carnivori e nei pesci marini.

La composizione dei minerali in tracce e la biodisponibilità possono anche differire notevolmente tra gli ingredienti dei mangimi acquatici e i mangimi completi, che può portare a livelli di oligoelementi eccezionalmente elevati. L'eccesso di minerali nella dieta può influenzare l'assorbimento e la biodisponibilità di altri minerali in tracce all'interno della digestione. Per esempio, l'eccesso di fosforo nella dieta può interferire con l'assorbimento dello zinco (Lall 2003).

Un modo in cui i nutrizionisti stanno contrastando i livelli di minerali in eccesso e le interazioni antagoniste è attraverso l'incorporazione di programmi minerali che presentano fonti organiche di minerali, poiché questi hanno dimostrato di essere più biodisponibili e altamente stabili.

Assorbimento e biodisponibilità tra forme minerali in tracce organiche e inorganiche

Diverse fonti di oligoelementi assumono diverse forme molecolari e ligandi, e i successivi composti formati nel tratto gastrointestinale delle specie acquatiche possono impedire l'assorbimento e il metabolismo dei minerali (Watanabe et al., 1997). È durante queste condizioni all'interno del tratto gastrointestinale che, spesso, le fonti inorganiche di oligominerali si dissociano, e rilasciano ioni minerali carichi prima di raggiungere i siti di assorbimento nell'intestino tenue.

Questi ioni spesso formano composti insolubili e indigeribili che vengono escreti come rifiuti. Altri composti formati possono competere con i componenti della dieta e altri minerali in tracce per siti di legame favorevoli sulle proteine ​​responsabili dell'assorbimento e della sintesi dei metalloenzimi (Chanda et al., 2015).

Vi è un crescente interesse per l'uso di oligoelementi chelati a ligandi di amminoacidi organici o, nel caso del selenio, incorporati e arricchiti in microrganismi come il lievito (Prabhu et al., 2016). I chelati sono prodotti attraverso la reazione di sali minerali con una miscela preparata enzimaticamente di amminoacidi e peptidi, risultando in una fonte di minerali traccia altamente stabile.

La struttura chelata di questi minerali, in particolare Cu, Fe, mn, e Zn, protegge gli elementi dalla formazione di complessi insolubili all'interno del tratto digestivo, facilitando il trasporto attraverso la mucosa intestinale (Katya et al., 2017).

A causa degli alti livelli di dissociazione, è necessario un livello maggiore di oligominerali inorganici per produrre livelli di crescita simili, mineralizzazione dei tessuti e attività enzimatica rispetto alle fonti organiche (Katya et al., 2017). L'utilizzo di fonti minerali organiche con maggiore stabilità e biodisponibilità nei mangimi può ridurre il livello di integrazione minerale senza compromettere le esigenze dietetiche della specie (Watanabe et al., 1997).

Oligoelementi organici:come la forma dei minerali influenza la funzione e la produttività

I chelati minerali organici a base di peptidi come Bioplex®[1] e selenio organico incorporato nel lievito (Sel-Plex®[2]) hanno dimostrato una maggiore biodisponibilità rispetto alle loro controparti inorganiche. Ciò garantisce l'uso di tassi di inclusione nella dieta più bassi attraverso lo spreco ridotto di minerali non assimilati. Integrato separatamente o in combinazione con altre soluzioni di alimentazione, queste tecnologie hanno dimostrato molti benefici immunitari e di crescita in una varietà di specie acquatiche:

Immunità, sopravvivenza e crescita:nel gambero bianco del Pacifico, Reyes et al. (2018) hanno scoperto che l'integrazione di Bioplex ha aumentato gli emociti totali, proteine ​​plasmatiche, livelli di enzima fenolossidasi e concentrazione di minerali nei tessuti. Tendenze positive verso il rame sono state osservate nei tessuti, così come FCR migliorato e peso medio dei gamberetti.

L'orata integrata con 100 mg/kg di ferro Bioplex ha raggiunto la più alta attività respiratoria in confronto a 200 mg/kg di solfato di ferro inorganico in 12 settimane (Rigos et al., 2010).

Le prove hanno anche dimostrato che le diete che includono minerali Bioplex e Sel-Plex possono mantenere un normale stato di salute. Le giovani femmine di salmone atlantico che hanno ricevuto 150 mg/kg di zinco Bioplex hanno mostrato una riduzione del 33,4% della mortalità rispetto al gruppo di controllo (Gatica, 2004).

Crescita ed efficienza:quando il salmone atlantico post-smolt è stato allevato in condizioni con ossigeno non ottimale, l'integrazione di zinco Bioplex e lievito arricchito di selenio Sel-Plex ha migliorato l'FCR e il tasso di crescita rispetto a quelli integrati con oligoelementi inorganici. Alla fine del processo, il salmone di questo gruppo mostrava anche filetti più sodi (Kousoulaki et al., 2016).

Nei piccoli di trota iridea che ricevono Bioplex e Sel-Plex al 66 percento del livello del gruppo minerale in tracce inorganiche, FCR, aumento di peso, la mortalità e l'immunità (attraverso l'attività del lisozima) sono state tutte migliorate (Staykov, 2005).

Tilapia ibrida rossa alimentata con Aquate Defender™, una tecnologia di alimentazione che incorpora Bioplex e Sel-Plex, ha mostrato una migliore crescita e un migliore utilizzo del mangime dopo essere stato sfidato con S. agalactiae e A. hydrophila batterio (Arifin et al., 2019).

Fukada e Kitagima (2019) hanno attribuito livelli inferiori di Bioplex e Sel-Plex al miglioramento dell'aumento di peso, FCR e peso finale negli avannotti di ricciola quando la farina di pesce dietetica è stata ridotta. Hanno concluso che questi livelli potrebbero ridurre la quantità di minerali in tracce espulsi nell'ambiente e contribuire a una produzione di acquacoltura più sostenibile.

Riepilogo

Gli oligoelementi organici hanno diversi effetti positivi sulla salute e sulle prestazioni di diverse specie acquatiche, compresa una maggiore resistenza alle malattie, crescita e una migliore conversione dei mangimi (FCR). Tali effetti hanno vantaggi significativi in ​​acquacoltura, compresa una diminuzione dell'incidenza della malattia, una migliore produzione, maggiore qualità del filetto e maggiore qualità dell'acqua grazie a un minor spreco di minerali.

Quando si sostituiscono tracce di minerali inorganici per Bioplex e Sel-Plex, spesso può essere eseguita a tassi di inclusione inferiori senza compromettere le prestazioni in pesci e gamberetti. Una quantità inferiore di oligoelementi nella dieta in forma organica può anche ridurre la produzione di minerali nell'ambiente, contribuendo quindi a sistemi di produzione dell'acquacoltura sostenibili. Quindi, l'incorporazione di un programma di oligominerali organici può avere un ruolo significativo nel massimizzare la produzione e la redditività per pesci e gamberetti.