Principios de la nutrición de los peces

Las vitaminas hidrosolubles incluyen el ácido ascórbico (vitamina C), la biotina, la colina, el ácido fólico, el inositol, la niacina, el ácido pantoténico, la piridoxina, la riboflavina, la tiamina y la vitamina B12. No se almacenan en cantidades apreciables en el organismo, por lo que los signos de carencia suelen aparecer en pocas semanas en los peces jóvenes de rápido crecimiento.

La mayoría de estas vitaminas hidrosolubles son componentes de coenzimas que tienen funciones metabólicas específicas. Se ha establecido información detallada sobre las funciones de estas vitaminas y las cantidades que necesitan los peces para muchas especies de peces cultivados (Halver, 2002).
En la actualidad existen premezclas de vitaminas que se añaden a las dietas preparadas para que los peces reciban los niveles adecuados de cada vitamina independientemente de los niveles de los ingredientes de la dieta. Esto da a los productores un margen de seguridad para las pérdidas asociadas con el procesamiento y el almacenamiento.

La estabilidad de las vitaminas durante la fabricación y el almacenamiento de los piensos se ha mejorado a lo largo de los años con recubrimientos protectores y/o modificaciones químicas. Esto es particularmente evidente en el desarrollo de diversas formas estabilizadas del muy lábil ácido ascórbico (Halver, 2002). Por lo tanto, rara vez se observan deficiencias vitamínicas en la producción comercial.

Digestión y metabolismo

Los nutrientes que los peces ingieren en los piensos preparados son descompuestos por los fluidos digestivos y las enzimas y, a continuación, absorbidos desde el tracto gastrointestinal (GI) hacia la sangre. El proceso de digestión en los peces es similar al de otros animales monogástricos; implica procesos físicos, químicos y fisiológicos dentro del tracto GI.

Hay una gran variedad de tamaños y formas del tracto gastrointestinal de los peces, pero en general todos constan de las mismas estructuras básicas: el esófago, el estómago productor de ácido y el intestino (aunque algunos peces, como los ciprínidos, no tienen un estómago ácido). El tracto gastrointestinal también incluye cecas pilóricas, que son protuberancias posteriores al estómago que aumentan el área de absorción del tracto gastrointestinal.

Los órganos accesorios que interactúan con el tracto gastrointestinal incluyen el páncreas, que produce una variedad de enzimas digestivas, y el hígado y la vesícula biliar, que producen y almacenan sales biliares para la emulsión de los lípidos en el tracto gastrointestinal.
La digestión de las proteínas comienza en el estómago, un entorno de bajo pH resultante de la secreción de ácido clorhídrico y la enzima proteolítica pepsina. Al salir del estómago, la ingesta (quimo) es neutralizada por los fluidos del intestino y, además, es tratada por las enzimas del páncreas y del intestino. Estas enzimas ayudan a descomponer las proteínas complejas, los hidratos de carbono y los lípidos en pequeñas moléculas que acaban siendo absorbidas por la sangre.

Metabolismo intermediario

El hígado desempeña un papel fundamental a la hora de dirigir los distintos nutrientes a órganos y tejidos específicos para que sean metabolizados para obtener energía. En los peces se han observado las mismas vías metabólicas básicas para convertir los aminoácidos, carbohidratos y lípidos en energía que en los animales terrestres.

Es preferible que los hidratos de carbono o los lípidos de la dieta se metabolicen para obtener energía, de modo que las proteínas (aminoácidos) puedan utilizarse para la síntesis de tejidos. Para garantizar esto, debe haber un equilibrio adecuado entre las proteínas y la energía de la dieta para optimizar el crecimiento de los peces y la acumulación de tejido magro. Las relaciones energía-proteína que oscilan entre 8 y 10 kcal de DE/g de proteína (33 a 42 kJ/g) son óptimas para diversas especies de peces.

Utilización de nutrientes y energía

Las fracciones de nutrientes o energía de la dieta que se eliminan en las heces representan componentes no digeridos que no contribuyen a la nutrición de los peces. Por lo que generalmente es deseable utilizar piensos que tengan un alto nivel de digestibilidad.

Los coeficientes de digestibilidad de nutrientes y energía de los piensos completos o de ingredientes específicos pueden utilizarse para evaluar el porcentaje relativo de nutrientes ingeridos que son retenidos por los peces.

Los coeficientes de digestibilidad de alimentos específicos pueden ayudar a los productores a formular con mayor precisión los alimentos para satisfacer las necesidades de nutrientes de las especies cultivadas. Esta información ya está disponible para muchos piensos comunes y especies de peces establecidas.

Ingredientes de los piensos, formulación y fabricación

Ingredientes de los piensos

Los subproductos de la elaboración de productos vegetales y animales para la alimentación humana son los principales ingredientes disponibles para los piensos para peces. La mayoría de estos ingredientes tienen niveles limitados de nutrientes, o incluso factores antinutricionales, y se incluyen en las formulaciones de las dietas sólo dentro de límites específicos. Sin embargo, pueden combinarse ingredientes complementarios para satisfacer las necesidades nutricionales de los peces.
Los principales ingredientes de los piensos preparados para peces son los suplementos proteicos y los suplementos energéticos. Los suplementos proteicos contienen más del 20 por ciento de proteína bruta, mientras que los concentrados energéticos tienen menos del 20 por ciento de proteína bruta y menos del 18 por ciento de fibra bruta.
Los alimentos vegetales de la categoría de suplementos proteicos incluyen harinas de semillas oleaginosas como la harina de soja, la harina de algodón y la harina de canola, así como otros concentrados proteicos de granos de cereales, incluyendo el gluten de maíz, los granos secos de destilería con solubles y el gluten de trigo.

Los alimentos para animales en la categoría de proteínas incluyen subproductos bovinos y porcinos como harina de sangre, harina de carne y harina de carne y huesos; harina de subproductos avícolas y harina de plumas; y harina de pescado procedente de diversas pesquerías de reducción o subproductos de procesamiento.
Los concentrados energéticos incluyen granos de cereales para alimentación animal como el maíz, el trigo, el sorgo y subproductos de la molienda como las harinas de trigo y el salvado de arroz. Las grasas y los aceites son la otra fuente de energía concentrada para las dietas de los peces. Se trata de productos vegetales para piensos, como los aceites de soja, cártamo y canola, y de grasas animales, como el sebo de vacuno, la grasa de ave y el aceite de pescado. También pueden utilizarse mezclas de aceites animales y vegetales en las dietas de los peces.
Otras dos clases de piensos son los suplementos minerales y los suplementos vitamínicos, que suelen comprarse como premezclas y se añaden a los piensos nutricionalmente completos para garantizar que se cumplen todos los requisitos de nutrientes.
Una última clase de piensos son los aditivos. Se trata de compuestos como antioxidantes, agentes aglutinantes, enzimas, inmunoestimulantes, potenciadores de la palatabilidad, prebióticos y probióticos que pueden añadirse a los piensos para peces en concentraciones relativamente bajas para conferirles beneficios específicos (Gatlin y Li, 2008).
Los principales piensos utilizados habitualmente en las fábricas de piensos comerciales se producen en grandes cantidades y suelen estar disponibles durante todo el año. La mayoría de las fábricas de piensos tienen menos de diez unidades de almacenamiento a granel, por lo que sólo se compra y almacena un número limitado de piensos a granel.

Las composiciones nutritivas de los piensos más utilizados están bien establecidas y se actualizan periódicamente a partir de los análisis rutinarios realizados por las fábricas de piensos y los proveedores de los mismos. Estos valores medios pueden encontrarse en publicaciones de referencia (NRC, 1993) y en bases de datos y pueden utilizarse para la formulación de dietas.
Las fábricas de piensos inspeccionan regularmente los piensos antes de aceptarlos, y las muestras pueden someterse a pruebas químicas para garantizar que cumplen las especificaciones. Todos los aspectos de la producción de piensos, desde la aceptación inicial de los piensos, pasando por los numerosos pasos del proceso de fabricación, hasta la inspección final del pienso terminado, se rigen por medidas de control de calidad bien establecidas. Estas medidas garantizan la producción de piensos de alta calidad con las características físicas y la composición de nutrientes deseadas para satisfacer las necesidades de las especies de peces a las que se dirigen.

Formulación de los piensos

La formulación real de los piensos para las distintas especies de peces tiene en cuenta las necesidades nutricionales específicas de las especies a las que se dirigen, la composición de nutrientes y la disponibilidad de los mismos en los distintos piensos, así como el coste y las características de procesamiento de los ingredientes.

Muchas formulaciones de piensos se consideran «abiertas» porque sus composiciones de ingredientes han sido publicadas. Estas formulaciones pueden utilizarse como guías para los fabricantes de piensos o los productores de pescado.

Algunos fabricantes de piensos utilizan programas informáticos de formulación «de mínimo coste» o «de precisión» para llegar a las formulaciones más rentables en función del coste de los ingredientes disponibles, sus concentraciones de nutrientes y su disponibilidad para los peces, las necesidades de nutrientes de las especies objetivo y cualquier restricción.

Estas restricciones pueden incluir límites máximos o mínimos para nutrientes o ingredientes específicos por razones nutricionales y/o no nutricionales. Las razones nutricionales generalmente están relacionadas con la satisfacción de las necesidades de los peces, mientras que los factores no nutricionales pueden incluir aquellos que limitan el proceso de fabricación o alteran las características físicas de los piensos fabricados de forma no deseada.

Fabricación de piensos

Durante la fabricación, los ingredientes de los piensos se convierten en una forma física que puede alimentar a los peces. Los piensos para peces pueden fabricarse como harinas finamente molidas, desmenuzadas y en pellets de diversos tamaños y densidades (Hardy y Barrow, 2002).

La mayoría de las dietas se venden como productos secos con un 10 por ciento de humedad o menos para que no tengan que almacenarse refrigerados o congelados. Algunas dietas semi-húmedas (20 a 35 por ciento de humedad) están disponibles principalmente para alimentar las primeras etapas de la vida de las especies carnívoras. Estos piensos deben ser refrigerados o congelados para su almacenamiento a largo plazo.
Los procesos de fabricación incluyen la molienda de los piensos para reducir el tamaño de las partículas, la mezcla de los piensos, su sometimiento a la humedad (agua y/o vapor) y la aplicación de calor y presión para producir una forma de producto determinada.

Los tipos de fabricación más comunes para los piensos acuáticos son el granulado por compresión, que produce pellets que se hunden, y la extrusión por cocción, que produce pellets que se hunden o flotan.

Los molinos de pellets utilizan vapor para humedecer y calentar la mezcla de piensos a aproximadamente 160 a 185 °F y 15 a 18 por ciento de humedad en una cámara de preacondicionamiento antes de pasarla por una matriz de pellets para producir un pellet comprimido del tamaño deseado.

Aunque durante el proceso de preacondicionamiento y peletización se produce cierta cocción de los ingredientes y la gelatinización del almidón, se suele incluir en la mezcla un aglutinante de pellets para aumentar su durabilidad.

El proceso de extrusión también utiliza una cámara de preacondicionamiento para someter la mezcla de alimentación al calor y la humedad del vapor, pero somete la mezcla de alimentación a una mayor humedad (~25 por ciento) y a temperaturas mucho más altas (190 a 300 °F) a medida que pasa por el barril de la extrusora hasta que es forzada a salir por el extremo a través de una matriz.

Considerables cantidades de calor y presión se desarrollan a medida que la mezcla pasa por el barril de la extrusora. Una rápida reducción de la presión cuando la mezcla sale de la matriz da lugar a la vaporización de parte de la humedad de la mezcla, de modo que los gránulos se expanden, reduciendo su densidad. Los pellets extruidos deben secarse en un secador para reducir los niveles de humedad a un 8 o 10 por ciento, de modo que puedan almacenarse sin refrigeración.
La cantidad de lípidos que pueden incluirse en los pellets es limitada debido a las pérdidas por fricción durante el procesamiento. Una de las ventajas del proceso de extrusión sobre el peletizado es que los pellets expandidos absorben más lípidos, que se aplican con un recubrimiento de grasa.

La grasa suele aplicarse después del secado y justo antes de que el pienso se dirija a los silos de almacenamiento. El recubrimiento de grasa añade energía a la dieta y puede mejorar la palatabilidad y reducir el polvo del pienso. El pienso terminado se saca de los silos de almacenamiento para embolsarlo o cargarlo en camiones para su entrega a granel.
Las dietas para peces pequeños pueden producirse por varios métodos. Los procedimientos de microagregación, microrecubrimiento y microencapsulación producirán piensos para larvas con un tamaño de entre 25 y 400 micras (Hardy y Barrows, 2002).

Las harinas tradicionales y los crumbles se producen reduciendo el tamaño de las partículas de los pellets y tamizándolos en rangos de tamaño específicos. Los procedimientos de procesamiento y las formas de dieta seleccionadas para alimentar a los peces pequeños de una especie determinada pueden depender no sólo de las necesidades nutricionales de los peces sino también de la adecuación de las características físicas de la dieta a las del sistema de cultivo para su mejor distribución.