Livestock Research for Rural Development 29 (1) 2017 Guide for preparation of papers LRRD Newsletter

Citation of this paper

Efecto prebiótico de fructanos de Agave fourcroydes en indicadores productivos de alevines de tilapias del Nilo GIFT (Oreochromis niloticus)

Yanelys García Curbelo, J Llanes Iglesias1, J Toledo Pérez1, Nereyda Albelo Dorta, R Bocourt Salabarría, Yoslaydi Arbelo Fraga y Magali Herrera Villafranca

Instituto de Ciencia Animal. Apartado postal 24. San José de las Lajas. Mayabeque. Cuba.
ygarcia@ica.co.cu
1 Empresa Desarrollo Tecnologías Acuícola. Carretera Central km 20 ½. Loma de Tierra. Cotorro. La Habana. Cuba.

Resumen

El objetivo de este estudio fue investigar el efecto de los fructanos de Agave fourcroydes) en indicadores productivos de alevines de tilapia del Nilo GIFT (Oreochromis niloticus). Se utilizaron un total de 360 animales, de un día de edad y se distribuyeron según diseño completamente aleatorizado en tres tratamientos: dieta control y dos dietas con la adición de fructanos de Agave fourcroydes al 0.25% y 0.50%. El período experimental fue de 40 días. Se determinó el peso del cuerpo, la ganancia de peso vivo, la tasa de crecimiento específica, la ganancia de biomasa y la proporción de supervivencia.

Los alevines que recibieron 0.25% de fructanos en la dieta mostraron mejor incremento del peso vivo, superviviencia y incremento total de biomasa, comparados con el testigo y el tratamiento de 0.50% de fructanos. Se concluye que la adición de fructanos de Agave fourcroydes e en la dieta de alevines de tilapias produce respuesta de tipo prebiótica en el comportamiento de algunos indicadores productivos de estos animales. Es necesario estudiar los mecanismos de acción de los prebióticos en la respuesta fisiológica, de salud y producción en acuicultura.

Palabras claves: alimentos funcionales, carbohidratos, fructanos, peces



Prebiotic effect of Agave fourcroydes fructans on productive performance of Nilo GIFT tilapia fingerlings (Oreochromis niloticus)

Abstract

The objective of this study was to investigate the effects of Agave fourcroydes fructans on the productive performance indicators of Nilo GIFT tilapia fingerlings (Oreochromis niloticus). A total of 360 fingerlings, one-day-old, were distributed in a completely randomized design with three treatments: standard diet and two diets with Agave fourcroydes fructans addition of 0.25% and 0.50%. The experimental period lasted 40 days. The body weight, weight gain, specific growth rate, feed conversion ratio, biomass gain and survival rate were determined.

Weight gain, survival  and total biomass yield of tilapia fingerlings were increased by adding to the diet 0.25% of fructans The feed conversion ratio was not affected by any treatment. It is concluded that the inclusion of fructans from Agave fourcroydes in the diet of tilapia fingerlings induced a prebiotic response on the  productive indicators of the fish. It is necessary to study the mechanisms of action of prebiotics in the physiological, health and productive response in aquaculture

Key words: aquaculture, carbohydrates, fish


Introducción

En Cuba, la tilapia es la segunda especie de peces de mayor importancia en el cultivo intensivo y se presta especial atención a la etapa de alevinaje por la importancia que reviste para alcanzar altos indicadores productivos (Toledo et al 2008). En acuicultura, los sistemas de producción intensivos están sometidos a diferentes condiciones de estrés que provocan reducción del crecimiento, inmunosupresión y los animales son más susceptibles a enfermedades infecciosas lo que provoca importantes pérdidas económicas (FAO 2012).

Durante décadas, los antibióticos se utilizaron para prevenir los brotes de enfermedades y como promotores del crecimiento en la producción animal en dosis subterapéuticas. Este empleo provocó la aparición de cepas bacterianas resistentes en diferentes cultivos de peces y crustáceos (Belém-Costa y Cyrino 2006). Es por ello que en la actualidad, los acuicultores deben cumplir con las normas establecidas de seguridad e inocuidad en la producción de peces para consumo humano (OMS 2015). En este sentido, en la nutrición de animales acuícolas, es cada vez más creciente el empleo de aditivos prebióticos, por los efectos beneficiosos que ejercen en la salud y el comportamiento productivo en los animales (El-Desouky et al 2012; Poongodi et al 2012). Según Gibson et al (2004) estos compuestos deben cumplir tres requisitos: (1) resistencia a la digestión, (2) fermentación por la microbiota intestinal beneficiosa y (3) la competencia con organismos patógenos.

En peces, Ghosh y Mehla (2012) con el empleo de mananoligosacáridos observaron mejor salud intestinal y mayor integridad de las vellosidades. También, Torrescillas et al (2007) al emplear prebióticos obtuvieron efectos positivos en la microbiota y la morfología del intestino y Yousefian y Amiri (2009) encontraron con el empleo de estos aditivos en la dieta mejora de la disponibilidad de nutrientes.

García-Curbelo et al (2015a) reportó la estructura de los fructanos de Agave fourcroydes y las potencialidades de estos compuestos para presentar actividad prebiótica. Su empleo en diferentes especies animales (ratones, pollos de ceba y cerdos) estimuló la microbiota intestinal benéfica, la activación del sistema inmune, mejora de indicadores fisiológicos y el estado de salud en los animales e influyó en la respuesta productiva (García-Curbelo et al 2015b, c). Es necesario continuar estudios con estos carbohidratos y su evaluación en otras especies de animales.

El objetivo de este trabajo fue evaluar como aditivo prebiótico los fructanos de Agave fourcroydes enen alevines de tilapias del Nilo GIFT.


Materiales y métodos

Animales y dieta.

El trabajo se desarrolló en las unidades experimentales de la Empresa de Desarrollo de Tecnologías Acuícolas (EDTA), La Habana, Cuba. Para el estudio se utilizaron 360 alevines de tilapia del Nilo GIFT, provenientes de la propia empresa, de 0.14±0.01 g de peso inicial promedio (Po), desde uno hasta 40 días de edad. La dieta se formuló de acuerdo a los requerimientos establecidos por Toledo y Llanes (2013) (tabla 1). Los componentes de la dieta se molieron en un molino de martillo (Culatte typs MFC) con un tamiz de 250 micras.

Los animales se alojaron en 9 estanques circulares de cemento de 68 L de capacidad con flujo de agua constante (100 % de recambio diario). De forma diaria, se midió el oxígeno disuelto y la temperatura, se utilizó un oxímetro y termómetro digital HANNA. Una vez a la semana se determinó la concentración de amonio con el empleo de un kit colorimétrico de aguas (Aquamerck). Se suministró el alimento en forma de harina al 20 % de su peso corporal /d en tres raciones (8:00 am,12:00 m y 15:30 pm) durante todo el período experimental.

Fructanos.
Los fructanos de Agave fourcroydes están constituidos por una mezcla de oligosacáridos de fructosa con DP< 10, la cual presenta estructuras con pocas ramificaciones y están constituidos por enlaces de tipo β(2-1) y β(2-6) y presencia de neoserie (García-Curbelo et al 2015a). El producto en forma de polvo fue obtenido por el Instituto de Ciencia Animal y para su producción industrial se empleó las instalaciones del Centro de Investigaciones y Desarrollo de Medicamentos, se siguió la metodología establecida por García-Curbelo et al (2015d).
Tratamiento y diseño experimental

Los alevines se distribuyeron según un diseño completamente aleatorizado en tres tratamientos con tres repeticiones de 40 animales cada una: un grupo control, un segundo grupo y tercer grupo con la adición de 0.25% y 0.50% de fructanos de Agave fourcroydes (AF-C), respectivamente. Los fructanos se mezclaron en el alimento con el empleo de una mezcladora Horbat M-600 durante 10 minutos, de acuerdo a las concentraciones que se establecieron para cada tratamiento.

Tabla 1. Composición porcentual de la dieta para alevines de tilapias del Nilo GIFT

Materia prima

%

Harina de pescado

12.0

Harina de soya

40.0

Harina de maíz

22.0

Salvado de trigo

20.0

Aceite vegetal

3.0

Fosfato dicálcico

2.0

Mezcla vitamínica-mineral*

1.0

Análisis calculado

MS. %

88.1

PB. %

30.4

EE. %

5.7

ED. kcal/kg

2 617.2

#PB /ED. mg/kcal

116.2

#PB /ED- Tasa proteína bruta /Energía digestible
*mezcla vitamínica-mineral: Vitamina A, 500IU; Vitamina D, 100IU; Vitamina E, 75 000 mg; Vitamina K, 20 000 mg; Vitamina B 1 , 10 000 mg; Vitamina B 3, 30 000 mg; Vitamina B 6, 20 000 mg;
Vitamina B
12, 100 mg; Vitamina D, 60 000 mg; Niacina, 200 000 mg; Ácido fólico, 500 mg; Biotina, 0.235 mg; Selenio, 0.2 g, Hierro, 80 g; Manganeso, 100g; Cinc, 80g; Cobre, 15g; Cloruro de Potasio, 4g; Óxido de Manganeso, 0.6g; Bicarbonato de Sodio, 1.5g; Yodo, 1.0g; Cobalto, 0.25g

Análisis productivo.

Al final del período experimental se determinaron los siguientes indicadores productivos: peso final (Pf); ganancia de peso vivo (GP); ganancia de biomasa (GB); tasa de crecimiento específica (TCE); consumo total (g); proporción de supervivencia (S).

GP (g) = Pf (g) – Po (g)

GB (g) = biomasa final (Pf total peces) - biomasa inicial (Po total peces)

TCE = (ln Pf – ln Po/tiempo de cultivo (días)) x 100

S (%) =Número de animales finales/ número de animales iniciales x 100

Análisis estadístico.

Para el procesamiento de los datos se aplicó análisis de varianza de clasificación simple. Se aplicó el sistema INFOSTAT, versión 2012 (Di Rienzo et al 2012). La dócima de comparación de Duncan (1955) se empleó, en los casos necesarios, para discriminar diferencias entre las medias.


Resultados y discusión

La temperatura y el oxígeno disuelto en el agua de los estanques oscilaron entre 25.1 a 26.8 oC y 3.5 a 5.0 mg/L, respectivamente. El nivel de amonio mantuvo una concentración de 0.01 mg/L, a través de la circulación de agua. Estos valores se consideraron de confort para el buen desempeño productivo de la especie (Kuanhong 2011). Las dietas tuvieron buena aceptación, lo que indicó que no se afectó la palatabilidad de la ración por los niveles de inclusión del aditivo experimental que se evaluó.

En la tabla 2 se observó el efecto de la adición de fructanos de Agave fourcroydes en algunos indicadores productivos de alevines de tilapias. Los animales que consumieron 0.25% de AF-C lograron incrementos del peso vivo, la ganancia de peso y la tasa de crecimiento específica con respecto al control y al grupo tratado con 0.50% de AF-C.

Tabla 2. Efecto de la adición de fructanos de Agave fourcroydes en algunos indicadores productivos de alevines de tilapias del Nilo GIFT a los 40 d de edad.

Indicadores

Control

Fructanos de AF-C

ES

p

0.25%

0.50%

Peso vivo (g)

1.16a

1.28b

1.15a

0.03

0.0025

Ganancia de peso (g)

1.02a

1.14b

1.01a

0.03

0.0025

TCE (%/d)

5.21a

5.45b

5.18a

0.06

0.0025

a,b Fila con letras distintas indican diferencias significativas para P<0.05

Resultados similares fueron obtenidos al emplear los fructanos de Agave fourcroydes en otras especies de animales como pollo de ceba y cerdos, al encontrar que la administración de dosis pequeñas de este aditivo tenía mayor influencia en la respuesta prebiótica (García-Curbelo et al 2015d).

Los resultados obtenidos concordaron con las investigaciones de Rahman et al (2012) al emplear un prebiótico a partir de setas en tilapia roja juveniles Oreochromis mossambicus. Incrementos en el crecimiento fueron encontrados al emplear prebióticos en híbridos de lubina rayada (Morone saxatilis) (Li y Gatlin 2004) y la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) (Staykov et al 2007). Sin embargo, Mahious et al (2006) encontraron disminución del crecimiento en rodaballo Psetta maxima al emplear inulina.

En la literatura científica se reportan resultados contradictorios con el empleo de aditivos prebióticos en indicadores productivos en acuicultura. Esto pudiera deberse a que son todavía insipientes y escasas las investigaciones relacionadas con la aplicación de prebióticos en organismos acuáticos. Así como los estudios de su mecanismo de acción, dosis, tiempo de aplicación, entre otras (Cechim et al 2015).

En la tabla 3 se observó que no hubo diferencias en el factor de conversión alimentaria y en el consumo, sin embargo los grupos que consumieron fructanos tuvieron las mayores ganancias de biomasa. La inclusión de fructanos de Agave fourcroydes en la dieta permitió que los animales se incorporaran a su etapa de desarrollo-ceba con mejores indicadores que repercutirán en ganancias económicas por concepto de aumento de biomasa y rendimientos cárnicos.

Tabla 3. Efecto de la adición de fructanos de Agave fourcroydes en el factor de conversión alimentaria y la ganancia de biomasa de alevines de tilapias del Nilo GIFT a los 40 d de edad

Indicadores

Control

Fructanos de AF-C

ES

p

0.25%

0.50%

Consumo total (g)

3.25

3.25

3.25

0.01

0.0012

Factor de conversión alimentaria

2.87

2.61

2.89

0.09

0.1049

Ganancia de biomasa (g)

22.1a

36.5b

33.2b

2.24

0.0093

a,b Fila con letras distintas indican diferencias significativas para P<0.05

En la figura 1 se observó el porcentaje de supervivencia de los animales en la etapa inicial de cría. La inclusión en la dieta de los fructanos de Agave fourcroydes propició un mejor estado de salud que incidió en mayor viabilidad de los grupos tratados con valores superiores al 90%.

a, b Columnas con letras distintas indican diferencias significativas para P<0.05 (Duncan 1955); ES 4.93, p=0.0112

Figura 1. Porcentaje de supervivencia en alevines de tilapias del Nilo GIFT con la adición de fructanos de Agave fourcroydes a los 40 de edad.

Estos resultados coincidieron con las investigaciones desarrolladas por Bentea et al (2014) en peces al emplear prebióticos de oligosacáridos de mananos y obtener mayor cantidad de animales vivos, efecto inmunoestimulador e inhibición del crecimiento de bacterias patógenas. También, diferentes investigaciones en tilapias (Oreochromis niloticus) en la etapa juvenil lograron mejoras en la salud animal y comportamiento productivo cuando emplearon aditivo tipo inulina en la dieta (Putra 2010; Tiengtam et al 2015). Diferentes estudios demostraron que la respuesta animal obtenida con el empleo de prebióticos está relacionada con la mejora en el balance de la microbiota intestinal y estimulación del sistema inmune (Staykov et al 2007 y Azari et al 2011). La acción inmunorreguladora se reflejó en el buen estado de salud de los peces, que se corroboró mediante los porcentajes de viabilidad.

En la etapa de alevines de las tilapias, los animales están sometidos a diferentes condiciones de estrés, entre los que se encuentran la alimentación, las condiciones experimentales, la adaptación al medio, el manejo, entre otras (Lara 1999). Estos factores influyen en la obtención de peces óptimos que podrán continuar su ciclo productivo. Es por ello, que muchas investigaciones están dirigidas a minimizar las muertes que conllevaría a grandes pérdidas económicas en los sistemas productivos acuícolas.


Conclusión


Referencias

Azari A, Hashim R, Habibi- Rezaei M, Sharifzadeh-Baei M, Najafpour Sh, Roohi A and Darvishi M 2011 The Effects of Commercial Probiotic and Prebiotic Usage on Growth Performance, Body Composition and Digestive Enzyme Activities in Juvenile Rainbow Trout Oncorhynchus mykiss. World Applied Sciences Journal (Special Issue of Food and Environment) 14: 26-35.

Belém-Costa A and Cyrino J E 2006 Antibiotic resistence of Aeromonas hydrophila isolated from Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887) and Oreochromis niloticus. Sciencia Agricola 63 (3): 281-284.

Bentea M, Sara A, Barbu A and Ani A 2014 The Effects of Prebiotic Products in Fish Nutrition. Bulletin of the University of Agricultural Sciences & Veterinary 71 (2): 271-272.

Cechim F, Sales F, Signor A, Michels-Souza M A and Sado R 2015 Dietary mannanoligosaccharide influenced feed consumption and gut morphology of Nile tilapia raised in net-cage systems. Bol. Inst. Pesca São Paulo 41(3): 519-527.

Di Rienzo J A, Casanoves F, Balzarini M G, González L, Tablada M and Robledo C W 2012 Infostat versión 2012. Grupo Infostat. Universidad Nacional de Córdoba. Argentina. http://www.infostat.com.ar

Duncan P B 1955 Multiple range and multiple F test. Biometrics 11:1-42.

El-Desouky H, El-Asely H, Shaheen A and Abbass A 2012 Effects of Zingiber officinalis and Cyanodon dactylon on the growth performance and immune parameters of Macrobrachium rosenbergii. World J. Fish Marine Sci. 4 (3): 301-307.

FAO 2012 Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). Review of the State of Word Fisheries & Aquaculture. Food and Agriculture Agency of the United Nations. Edited Policy and Support Branch, Rome, Italy. ISBN 978-92-5-107225-7

García-Curbelo Y, López M, Bocourt R, Collado E, Albelo N and Nunez O 2015a Structural characterization of fructans from Agave fourcroydes (Lem.) with potential as prebiotic. Cuban J. Agric. Sci. 49 (1): 75-80.

García-Curbelo Y, López M, Bocourt R, García-Vieyra I and Savón L 2015b Prebiotic effect of Agave fourcroydes fructans: An animal model. Food and Functions 6: 3177-3182.

García-Curbelo Y, Ayala L, Bocourt R, Albelo N, Nunez O, Castro M, García Y, Savón L, Hernández L y Rodríguez Y 2015c FRUCTOICA: nuevo aditivo prebiótico para la alimentación porcina. Porcicultura tropical. III Seminario Internacional. III Taller Internacional de cerdo criollo. ISBN 978 959 1208 24 2.

García-Curbelo Y, Bocourt R, López M, Albelo N, Nunez O, Rodríguez Z and Savón L 2015d Manual de procedimiento para la obtención de fructanos a partir del Agave fourcroydes y su evaluación como aditivo prebiótico para la alimentación animal. Registro Centro Nacional de Derecho de Autor. ISBN 978-959-7171-58-4

Ghosh S and Mehla R K 2012 Influence of dietary supplementation of prebiotics (mannanoligosaccharide) on the performance of crossbred calves. Tropical Animal Health Production 44(3): 617-622.

Gibson G, Probert H, Van Loo J, Rastall R and Roberfroid M 2004 Dietary modulation of the human colonic microbiota: Updating the concept of prebiotics. Nutrition Research Reviews 17(2): 259-275.

Kuanhong M 2011 Biology of major freshwater cultivated fishes in China. In: Reference Material for China- Aid Training Program. Training Course on Aquaculture for Development Countries. Organizer by Freshwater Fisheries Research Center of Chinese. Academy of Fishery Sciences. April to June. 2011. Wuxi, China, 401p.

Lara M 1999 Efecto de la utilización de probióticos en la alimentación de la Tilapia nilótica (Oreochromus niloticus) sometida a diferentes condiciones de estrés. Tesis de Maestría. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del I.P.N. Unidad Mérida, Mérida Yucatán, México, 67 pp.

Li P and Gatlin III D M 2004 Dietary brewer’s yeast and the prebiotic GroBiotics AE influence growth performance, immune response and resistance of hybrid striped bass to Streptococcus iniae infection. Aquaculture 231: 445-456.

Mahious A S, Gatesoufe F J, Hervi M, Metailler R and Ollivier F 2006 Effect of dietary inulin and oligosaccharides as a prebiotic for weaning turbots (Psetta maxima). Aquaculture International 14: 219-229.

OMS 2015 Organización Mundial de la Salud. Inocuidad de los Alimentos. Nota descriptiva No 399. http://www.who.int.

Petrovna G and León R 2006 Aspectos ambientales, nutricionales y reproductivos de la tilapia. Tilapia. En: Aspectos biológicos y productivos. Eds. Petrovna G, Santerre A, Casas J, Peregrina J, León R Universidad de Guadalajara, México, p. 75

Poongodi R, Saravanabhavan P, Muralisankar T and Radhakrishnan S 2012 Growth promoting potential of garlic, ginger, turmeric and fenugreek on the freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii. Int. J. Pharma Bio Sci. 3 (4): 914-926.

Putra A N 2010 Study of probiotic, prebiotic and symbiotic to increase growth performance of tilapia (Oreochromis niloticus). Master Thesis. Bogor Agricultural University. Republic of Indonesia

Rahman A, Abdul Sh and Sabaratnam V 2012 Effect of Mushroom Supplementation as a Prebiotic Compound in Super Worm Based Diet on Growth Performance of Red Tilapia Fingerlings. Sains Malaysiana 41(10): 1197-1203.

Staykov Y, Spring P, Denev S A and Sweetman J 2007 Effect of a mannan oligosaccharide on the growth performance and immune status of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Aquacul. Int. 2: 153-161.

Tiengtam N, Khempaka S, Paengkoum P and Boonanuntanasarn S 2015 Effects of inulin and Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus) as prebiotic ingredients in the diet of juvenile Nile tilapia ( Oreochromis niloticus). Animal Feed Science and Tecnology 207: 120-129.

Toledo J, Llanes J and Lazo de la Vega J 2008 La harina de soya como componente proteico fundamental en la alimentación de tilapia en Cuba. En: III Simposio Internacional ACUACUBA. 15-18 septiembre. La Habana, Cuba

Toledo J and Llanes J 2013 Alternativas para la alimentación de organismos acuáticos. En: G Depello, E Witchiensky y G Wicki (editors), Nutrición y Alimentación para la Acuicultura de Recursos Limitados, Buenos Aires, Argentina, cap 4: 57.

Torrescillas S, Makol A, Caballero M J, Montero D, Robaina L, Real F and Sweetman J 2007 Immune stimulation and improved infection resistance in European sea bass (Dicentrarchus labrax) fed mannan oligosaccharides. Fish Shellfish Immunology 23: 969-981.

Yousefian M and Amiri M S 2009 A review of the use of prebiotic in aquaculture for fish and shrimp. African Journal of Biotechnology 8 (25): 7313-7318.


Received 9 November 2016; Accepted 9 December 2016; Published 1 January 2017

Go to top