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Agricoltura moderna
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di Cláudia Figueiredo-Silva, Zinco, Stati Uniti d'America
Lo zinco (Zn) è stato identificato come un micronutriente umano essenziale nel 1961. I sintomi di carenza di Zn includono ritardo della crescita, insufficienza immunitaria, infiammazione cronica, anomalie della pelle, compromissione della guarigione delle ferite, diarrea persistente, perdita di appetito e disfunzioni cerebrali, tra gli altri, sia nell'uomo che negli animali. Inoltre, Zn è un costituente strutturale di ∼750 Zn-finger trascrizione fattori che consentono la trascrizione genica ed è un componente catalitico di circa 2, 000 enzimi, comprendente tutte e sei le classi (idrolasi, transferasi, ossido-riduttasi, ligasi, liasi, e isomerasi). Quindi, Lo Zn è essenziale per i processi cellulari, compreso la crescita e lo sviluppo, così come la sintesi del DNA e la trascrizione dell'RNA.
Sebbene le informazioni sulle funzioni dello Zn nelle specie acquatiche siano limitate, le funzioni metaboliche di base dei minerali in tracce (TM) e in particolare dello Zn sono riconosciute come simili tra le specie (NRC, 2011). Lo Zn è noto per esercitare effetti benefici oltre le prestazioni di crescita, come lo sviluppo delle ossa e del sistema nervoso, miglioramenti nella riproduzione, riduzione dello stress ossidativo e aumento della resistenza alle malattie nei pesci e nei gamberetti.
Una causa comune di carenza di Zn è la malnutrizione. Malattie e/o infezioni e diete ad alto contenuto di fitati riducono la biodisponibilità di Zn inibendo l'assorbimento. La sostituzione della farina di pesce (FM) nelle diete dell'acquacoltura può ridurre significativamente il contenuto di Zn aumentando i livelli di fattori antinutrizionali, per esempio. acido fitico. L'acido fitico può legare i TM e renderli meno disponibili per l'assorbimento, con effetti diretti sulle prestazioni. Come integratori, i complessi di aminoacidi minerali (AA) hanno un vantaggio di assorbimento rispetto ai minerali inorganici, perché sono minimamente antagonizzati da componenti dietetici come l'acido fitico e utilizzano trasportatori di AA invece dei comuni trasportatori di ioni metallici (Gao et al. 2014; Sauer et al. 2017).
Paripatananont e Lovell (1995) sono stati i primi a dimostrare che il complesso Zn-metionina era da tre a cinque volte più biodisponibile dello Zn inorganico (ZnSO4) nel soddisfare i requisiti di crescita del pesce gatto di canale alimentato con diete purificate e pratiche contenenti acido fitico, rispettivamente. Davis et al. (1993) hanno riportato che L. vanammei richiedeva 33 ppm di Zn per mantenere una crescita normale e massimizzare le concentrazioni di Zn nell'epatopancreas. Nello stesso studio, era necessaria un'integrazione con 200 ppm di Zn (fonte inorganica) per superare la ridotta biodisponibilità di Zn causata dai fitati e riportare i livelli di Zn nell'epatopancreas a quelli osservati nelle diete semi-purificate senza fitati.
Sotto, sono due studi recenti che dimostrano come la regolazione del livello e della fonte di Zn nelle diete pratiche di L. vannamei può influenzare la crescita, salute e qualità.
studio io, condotto da Yuan et al. (2020),
Confrontando le prestazioni di crescita, stato immunitario e risposta di qualità della carne alla sostituzione parziale o completa dello Zn inorganico con il complesso Zn-AA (ZnAA a velocità 0,5x).
Studio II, condotto da Jintasataporn et al. (2015)
Confrontando le prestazioni di crescita, stato immunitario e risposta di qualità della carne alla sostituzione parziale o completa di fonti minerali inorganiche di Zn, mn, Cu, Fe e Se con complessi minerali-AA, (ZPM, Zinpro Performance Minerals a tasso 0,5x).
Vantaggi della regolazione del livello e della fonte di Zn sulla performance di crescita
L'integrazione di Zn nelle diete pratiche dei gamberetti ha influenzato positivamente e significativamente la crescita e il rapporto di conversione alimentare (FCR), nonostante l'alto livello di inclusione FM. È importante sottolineare che l'integrazione con un complesso ZnAA a velocità 0,5x (60 ppm Zn come ZnAA) rispetto a una fonte inorganica a velocità piena (120 ppm come solfato di zinco) ha mantenuto la crescita dei gamberetti e l'FCR, dimostrando che il complesso ZnAA è una fonte di Zn più efficace. L'FCR più efficiente (più basso) è stato osservato combinando 60 ppm di Zn come ZnSO4 + 60 ppm di Zn come ZnAA. Ciò ha indicato che potrebbero essere necessari livelli di integrazione di Zn più elevati per massimizzare le prestazioni dei gamberetti e l'FCR.
La sostituzione della premiscela minerale inorganica (solfati) con complessi minerali-AA a un tasso dimezzato di inorganico (ZPM a 0,5x) ha comportato un peso corporeo finale numericamente più elevato e un FCR ridotto dell'8,3%. Ritorno sull'investimento (ROI), misurato dal reddito aggiuntivo rispetto al costo del mangime, era del 16% in più per ZPM nutrito con gamberetti a una velocità di 0,5 volte rispetto ai minerali inorganici.
Vantaggi della regolazione del livello e della fonte di Zn sullo stato di salute
L'integrazione di Zn nelle diete pratiche di gamberetti ha migliorato significativamente la capacità antiossidante e gli enzimi correlati al sistema immunitario, come indicato dall'aumento della SOD di Cu-Zn, AKP, Attività ACP e LZM. Attività dell'emolinfa fenolossidasi, un componente cruciale del sistema immunitario dei gamberetti, significativamente aumentato quando ZnSO4 è stato parzialmente o completamente sostituito con un complesso ZnAA. Inoltre, la capacità antiossidante dell'epatopancreas e l'attività enzimatica correlata al sistema immunitario erano più elevate nei gamberetti alimentati con una combinazione di ZnSO4 e complesso ZnAA o complesso ZnAA a velocità 0,5x (60 ppm Zn come ZnAA) di inorganico (120 ppm).
Sostituzione parziale o completa di una premiscela minerale inorganica con una premiscela complessa minerale-AA (ZPM Zn, mn, Cu, Fe e Se) migliorato lo stato immunitario dei gamberetti, come indicato dall'aumento della conta degli emociti e dell'attività della fenolossidasi. È importante sottolineare che la mortalità cumulativa dei gamberetti sfidati con Vibrio harveyi è stata significativamente ridotta quando la premiscela minerale inorganica è stata parzialmente o completamente sostituita con il complesso minerale-AA.
Vantaggi della regolazione del livello e della fonte di Zn sulla qualità del prodotto
Il ruolo svolto dallo Zn nei gamberetti va oltre le prestazioni di crescita e lo stato immunitario. Il livello e la fonte di Zn hanno avuto un effetto significativo sulla qualità dei gamberetti, vale a dire la perdita di gocciolamento e disgelo.
Supplementazione del complesso ZnAA in combinazione con ZnSO4 o a metà velocità di inorganico, ha ridotto significativamente la perdita di gocciolamento nei muscoli e la perdita di scongelamento nei gamberetti interi. La supplementazione con 120 ppm di Zn da ZnSO4 non ha influenzato la perdita di gocciolamento muscolare o di gambero intero. Inoltre, la sostituzione parziale (a una velocità di 0,5x) o completa della premiscela minerale inorganica con una premiscela del complesso minerale-AA ha anche ridotto la perdita di gocciolamento dei gamberi sgusciati quattro giorni dopo la refrigerazione. Così, L'integrazione del complesso ZnAA si è dimostrata superiore all'integrazione di zinco inorganico per una migliore qualità del prodotto.
Implicazioni
L'integrazione di 60 ppm di Zn come complesso Zn-AA nelle diete a base di gamberetti da soli o in combinazione con altri complessi minerali-AA si è rivelata un approccio efficiente nel promuovere la crescita dei gamberetti, capacità antiossidante, risposta immunitaria e qualità del prodotto.
L'elevata biodisponibilità dei complessi minerali-AA può contribuire a una produzione di gamberetti più efficiente in termini di costi riducendo l'escrezione di nutrienti nell'ambiente, rendendola una scelta più sostenibile. I potenziali benefici aggiuntivi dell'integrazione di Zn a livelli superiori a 60 ppm (Zn) in gamberetti alimentati con diete a basso contenuto di FM e cresciuti in campo e quindi in condizioni più difficili sono prevedibili e dovrebbero essere studiati.
Riferimenti
Davis, D.A., A.L. Lawrence, e D.M. Gatlin III. 1993. Valutazione del fabbisogno alimentare di zinco di Penaeus vannamei ed effetti dell'acido fitico sulla biodisponibilità di zinco e fosforo. J. World Aquacult. Soc. 24:40–47.
Gao, S., T.Yin, B. Xu, Y. Ma, e M. Hu. 2014. L'amminoacido facilita l'assorbimento del rame nel modello di coltura cellulare Caco-2. Vita Sci. 109:50–56.
Jintasataporn, O., T. Ward, S. Chumkam, e O. Jintasataporn. 2015. L'efficacia del complesso di amminoacidi minerali (Zn, mn, Cu, Fe e Se) nelle diete per la performance di crescita, Stato immunitario e qualità della carne del gambero bianco, Litopenaeus vannamei. Acquac. Indonesia. 16:33-37.
paripatananont, T. e R. T. Lovell. 1995. Lo zinco chelato riduce il fabbisogno alimentare di zinco del pesce gatto di canale, Ictalurus punctatus. acquacoltura, 133:73-82.
Sauer, A.K., S. Pfaender, S. Hagmeyer, L. Tarana, A.K. Mattes, F. Briel, S. Kury, T.M. Boeckers, e A.M. Grabrucker. 2017. Caratterizzazione di complessi di amminoacidi di zinco per la consegna di zinco in vitro utilizzando cellule Caco-2 ed enterociti da hiPSC. biometalli, 30(5):643-661.
Yuan, Y., J. Luo, T. Zhu, il signor Jin, L. Jiao, P. Sole, T.L. Ward, F. Ji, G. Xu, Q. Zhou. 2020. Alterazione della performance di crescita, qualità della carne, capacità antiossidante e immunitaria dei giovani (Litopenaeus vannamei) in risposta a diverse forme di dosaggio dietetiche di zinco:vantaggi comparativi del complesso di aminoacidi di zinco. Acquacoltura 522:735120
