Principi di nutrizione dei pesci

Le vitamine solubili in acqua includono acido ascorbico (vitamina C), biotina, colina, acido folico, inositolo, niacina, acido pantotenico, piridossina, riboflavina, tiamina e vitamina B12. Non sono immagazzinati in quantità apprezzabili nel corpo, quindi i segni di carenza di solito appaiono entro poche settimane nei pesci giovani e in rapida crescita.

La maggior parte di queste vitamine idrosolubili sono componenti di coenzimi che hanno specifiche funzioni metaboliche. Informazioni dettagliate sulle funzioni di queste vitamine e sulle quantità di cui i pesci hanno bisogno sono state stabilite per molte specie di pesci d’allevamento (Halver, 2002).
Sono ora disponibili premiscele di vitamine da aggiungere alle diete preparate in modo che i pesci ricevano livelli adeguati di ogni vitamina indipendentemente dai livelli negli ingredienti della dieta. Questo dà ai produttori un margine di sicurezza per le perdite associate alla lavorazione e allo stoccaggio.

La stabilità delle vitamine durante la produzione e lo stoccaggio dei mangimi è stata migliorata nel corso degli anni con rivestimenti protettivi e/o modifiche chimiche. Ciò è particolarmente evidente nello sviluppo di varie forme stabilizzate dell’acido ascorbico molto labile (Halver, 2002). Pertanto, le carenze vitaminiche sono raramente osservate nella produzione commerciale.

Digestione e metabolismo

I nutrienti che i pesci ingeriscono nei mangimi preparati vengono scomposti dai fluidi digestivi e dagli enzimi e poi assorbiti dal tratto gastrointestinale (GI) nel sangue. Il processo di digestione nei pesci è simile a quello di altri animali monogastrici; coinvolge processi fisici, chimici e fisiologici all’interno del tratto GI.

C’è un’ampia gamma di dimensioni e forme del tratto GI nei pesci, ma tutti sono generalmente costituiti dalle stesse strutture di base – l’esofago, lo stomaco che produce acido e l’intestino (anche se alcuni pesci, come i ciprinidi, non hanno uno stomaco acido). Il tratto gastrointestinale include anche le ceche piloriche, che sono sporgenze posteriori allo stomaco che aumentano l’area di assorbimento del tratto gastrointestinale.

Gli organi accessori che si interfacciano con il tratto GI includono il pancreas, che produce una varietà di enzimi digestivi, e il fegato e la cistifellea, che producono e conservano i sali biliari per l’emulsione dei lipidi nel tratto GI.
La digestione delle proteine inizia nello stomaco, un ambiente a bassa pH risultante dalla secrezione di acido cloridrico e dall’enzima proteolitico pepsina. All’uscita dallo stomaco, l’ingestione (chimo) è neutralizzata dai fluidi nell’intestino e ulteriormente agita dagli enzimi del pancreas e dell’intestino. Questi enzimi aiutano nella scomposizione di proteine complesse, carboidrati e lipidi in piccole molecole che vengono infine assorbite nel sangue.

Metabolismo intermedio

Il fegato svolge un ruolo importante nel dirigere i vari nutrienti verso organi e tessuti specifici per essere metabolizzati a scopo energetico. Le stesse vie metaboliche di base per convertire aminoacidi, carboidrati e lipidi in energia sono state osservate nei pesci come negli animali terrestri.

È preferibile che i carboidrati o i lipidi della dieta siano metabolizzati per l’energia in modo che le proteine (aminoacidi) possano essere utilizzate per la sintesi dei tessuti. Per garantire questo, ci deve essere un giusto equilibrio tra proteine alimentari ed energia per ottimizzare la crescita del pesce e l’accrescimento del tessuto magro. Rapporti energia/proteine che vanno da 8 a 10 kcal di DE/g di proteine (da 33 a 42 kJ/g) sono ottimali per varie specie di pesci.

Utilizzo di nutrienti ed energia

Le frazioni di nutrienti alimentari o energia che vengono eliminate nelle feci rappresentano componenti non digerite che non contribuiscono alla nutrizione del pesce. Quindi è generalmente auspicabile utilizzare mangimi che abbiano un alto livello di digeribilità.

I coefficienti di digeribilità dei nutrienti e dell’energia per mangimi completi o ingredienti specifici possono essere utilizzati per valutare la percentuale relativa di nutrienti ingeriti che vengono trattenuti dal pesce.

I coefficienti di digeribilità per mangimi specifici possono aiutare i produttori a formulare più precisamente i mangimi per soddisfare i requisiti nutrizionali delle specie coltivate. Queste informazioni sono ora disponibili per molti mangimi comuni e per specie ittiche consolidate.

Ingredienti per mangimi, formulazione e produzione

Ingredienti per mangimi

I sottoprodotti della lavorazione di prodotti vegetali e animali per il cibo umano sono i principali ingredienti disponibili per i mangimi per pesci. La maggior parte di questi ingredienti ha livelli limitati di nutrienti, o addirittura fattori antinutrizionali, e sono inclusi nelle formulazioni della dieta solo entro limiti specifici. Tuttavia, gli ingredienti complementari possono essere combinati per soddisfare le esigenze nutrizionali dei pesci.
Gli ingredienti principali nei mangimi per pesci preparati sono gli integratori proteici e gli integratori energetici. I supplementi proteici contengono più del 20% di proteine grezze, mentre i concentrati energetici hanno meno del 20% di proteine grezze e meno del 18% di fibre grezze.
I mangimi vegetali nella categoria dei supplementi proteici includono le farine di semi oleosi come la farina di soia, la farina di semi di cotone e la farina di canola, così come altri concentrati proteici da cereali, tra cui il glutine di mais, i grani secchi distillatori con solubile e il glutine di grano.

I mangimi animali nella categoria proteica includono sottoprodotti di bovini e suini come farina di sangue, farina di carne e farina di carne e ossa; farina di sottoprodotti di pollame e farina di piume; e farina di pesce da vari sottoprodotti della pesca o della lavorazione.
I concentrati energetici includono cereali da foraggio come mais, grano, sorgo e sottoprodotti della macinazione come farine di grano e crusca di riso. I grassi e gli oli sono l’altra fonte di energia concentrata per le diete dei pesci. Questi includono prodotti vegetali per mangimi come gli oli di soia, cartamo e canola, e grassi animali come il sego di manzo, il grasso di pollame e l’olio di pesce. Anche le miscele di oli animali e vegetali possono essere utilizzate nelle diete dei pesci.
Altre due classi di mangimi sono gli integratori minerali e gli integratori vitaminici, che vengono comunemente acquistati come premiscele e aggiunti ai mangimi completi dal punto di vista nutrizionale per garantire che tutti i requisiti nutrizionali siano soddisfatti.
Un’ultima classe di mangimi è quella degli additivi. Si tratta di composti come antiossidanti, agenti leganti, enzimi, immunostimolanti, stimolatori dell’appetibilità, prebiotici e probiotici che possono essere aggiunti ai mangimi per pesci a concentrazioni relativamente basse per conferire benefici specifici (Gatlin e Li, 2008).
I principali mangimi utilizzati abitualmente nei mangimifici commerciali sono prodotti in grandi quantità e sono solitamente disponibili tutto l’anno. La maggior parte dei mangimifici ha meno di dieci unità di stoccaggio alla rinfusa, quindi solo un numero limitato di mangimi viene acquistato e conservato alla rinfusa.

Le composizioni dei nutrienti dei mangimi comunemente usati sono ben stabilite e regolarmente aggiornate sulla base di analisi di routine condotte dai mangimifici e dai fornitori di mangimi. Questi valori medi possono essere trovati nelle pubblicazioni di riferimento (NRC, 1993) e nei database e possono essere utilizzati per la formulazione della dieta.
I mangimifici controllano regolarmente i mangimi prima di accettarli, e i campioni possono essere testati chimicamente per assicurare che soddisfino le specifiche. Tutti gli aspetti della produzione di mangimi, dall’accettazione iniziale dei mangimi attraverso le molte fasi del processo di produzione fino all’ispezione finale del mangime finito, sono guidati da misure di controllo della qualità ben stabilite. Queste misure assicurano la produzione di mangimi di alta qualità con le caratteristiche fisiche e la composizione nutritiva desiderate per soddisfare le esigenze delle specie ittiche interessate.

Formulazione dei mangimi

La formulazione effettiva dei mangimi per le varie specie ittiche tiene conto delle esigenze nutritive specifiche delle specie interessate, della composizione nutritiva e della disponibilità dei nutrienti nei vari mangimi, nonché del costo e delle caratteristiche di lavorazione degli ingredienti.

Molte formulazioni di mangimi sono considerate “aperte” perché le loro composizioni di ingredienti sono state pubblicate. Queste formulazioni possono essere utilizzate come guide per i produttori di mangimi o di pesce.

Alcuni produttori di mangimi utilizzano un software di formulazione computerizzata “a basso costo” o “di precisione” per arrivare alle formulazioni più convenienti in base al costo degli ingredienti disponibili, le loro concentrazioni di nutrienti e la loro disponibilità per i pesci, i requisiti nutrizionali delle specie bersaglio e le eventuali restrizioni.

Queste restrizioni possono includere limiti massimi o minimi per specifici nutrienti o ingredienti a causa di ragioni nutrizionali e/o non nutrizionali. I motivi nutrizionali si riferiscono generalmente al soddisfacimento dei bisogni del pesce, mentre i fattori non nutrizionali possono includere quelli che vincolano il processo di produzione o alterano le caratteristiche fisiche del mangime prodotto in modo indesiderabile.

Produzione del mangime

Durante la produzione, gli ingredienti del mangime vengono convertiti in una forma fisica che può essere somministrata al pesce. I mangimi per pesci possono essere prodotti come farine finemente macinate, crumble e pellet di varie dimensioni e densità (Hardy e Barrow, 2002).

La maggior parte delle forme di dieta sono vendute come prodotti secchi con il 10% di umidità o meno, in modo che non debbano essere conservati refrigerati o congelati. Alcune diete semi-umide (dal 20 al 35% di umidità) sono disponibili principalmente per l’alimentazione delle prime fasi di vita delle specie carnivore. Questi mangimi devono essere refrigerati o congelati per la conservazione a lungo termine.
I processi di produzione includono la macinazione dei mangimi per ridurre la dimensione delle particelle, la miscelazione dei mangimi, l’esposizione all’umidità (acqua e/o vapore) e l’applicazione di calore e pressione per produrre una particolare forma di prodotto.

I tipi di produzione più comuni per i mangimi acquatici sono la pellettatura a compressione, che produce pellet che affondano, e l’estrusione a cottura, che produce pellet che affondano o galleggiano.

I mulini per pellet usano il vapore per inumidire e riscaldare la miscela di mangimi a circa 160-185 °F e 15-18% di umidità in una camera di precondizionamento prima di passarla attraverso una filiera per pellet per produrre un pellet compresso della dimensione desiderata.

Anche se una certa cottura degli ingredienti e la gelatinizzazione dell’amido avviene durante il processo di precondizionamento e pellettizzazione, un legante per pellet è tipicamente incluso nella miscela per aumentare la durata del pellet.

Il processo di estrusione utilizza anche una camera di precondizionamento per sottoporre la miscela di alimentazione al calore e all’umidità del vapore, ma sottopone la miscela di alimentazione a un’umidità più elevata (~25%) e a temperature molto più elevate (da 190 a 300 °F) mentre passa lungo la canna dell’estrusore fino a quando viene forzata fuori dalla fine attraverso una filiera.

Considerevoli quantità di calore e pressione si sviluppano mentre la miscela passa lungo il cilindro dell’estrusore. Una rapida riduzione della pressione quando la miscela esce dalla filiera provoca la vaporizzazione di parte dell’umidità nella miscela in modo che i pellet si espandano, riducendo la loro densità. I pellet estrusi devono essere asciugati in un essiccatore per ridurre i livelli di umidità all’8-10% in modo che possano essere conservati senza refrigerazione.
Ci sono limiti alla quantità di lipidi che possono essere inclusi nei pellet a causa delle perdite per attrito durante la lavorazione. Uno dei vantaggi del processo di estrusione rispetto alla pellettizzazione è che i pellet espansi assorbono più lipidi, che vengono applicati con un rivestimento di grasso.

Il grasso viene solitamente applicato dopo l’essiccazione e appena prima che il mangime venga diretto ai contenitori di stoccaggio. Il rivestimento di grasso aggiunge energia alla dieta e può migliorare l’appetibilità e ridurre la polvere del mangime. Il mangime finito viene preso dai bidoni di stoccaggio per essere imbustato o caricato su camion per la consegna alla rinfusa.
Le forme di dieta per i pesci piccoli possono essere prodotte con vari metodi. Le procedure di microbinding, microcoating e microincapsulazione produrranno mangimi per larve di dimensioni comprese tra 25 e 400 micron (Hardy e Barrows, 2002).

Le farine tradizionali e le briciole sono prodotte riducendo la dimensione delle particelle dei pellet e vagliandole in intervalli di dimensioni specifiche. Le procedure di lavorazione e le forme di dieta selezionate per l’alimentazione dei piccoli pesci di una data specie possono dipendere non solo dalle necessità nutrizionali del pesce, ma anche dall’adattamento delle caratteristiche fisiche della dieta a quelle del sistema di allevamento per una migliore distribuzione.