Download 2. Mejor conversión con menor excreción de nutrientes

Alimentos para Acuicultura:
Fabricación y calidad
IV Congreso Nacional de Nutrición Animal y Producción de Alimentos Balanceados
Diego González Vargas
Setiembre 2014
Crecimiento de la Acuicultura
FAO 2012
Millones TM
Producción en Acuacultura
Producción en Captura
Crecimiento de la Acuicultura
FAO 2012
Producción Anual de peces de agua dulce Millones TM
Carpas plateada y bighead
Carpas indúes
Carpa hierbera
Tilapia y otros Cichílidos
Carpa común
Pez dorado y carpa cruciana
Otros ciprínidos
Otros bagres
Bagres pangasio
Percas y lobinas
Pez Cabeza de culebra
Characinos
Otros peces de agua dulce
Futuro de los alimentos para Acuicultura
1. Más proteínas vegetales y extractos de
proteínas animales
2. Mejor conversión con menor excreción de
nutrientes
3. Mínimo riesgo para la salud humana
1. Más proteínas vegetales y
extractos de proteínas animales
• La mayoría de las especies requieren altos niveles de
proteína y grasa con mínimos de ácidos grasos Omega 3 y 6
• En los próximos 30-40 años se estima:
- Demanda de alimento: 60-120 MTM
- Oferta global de Harina de Pescado para
Acuicultura: 1.7 MTM
- Niveles de Harina de Pescado: 1.4 - 2.8%
• Demanda de aceite de pescado es 40% de la oferta
1. Más proteínas vegetales y extractos
de proteínas animales
Niveles de inclusión máximos o recomendados de ingredientes en alimentos para Tilapias
(El Sayed 2006, Furuya 2010)
45
Porcentaje de la fórmula
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Futuro de los alimentos para Acuicultura
1. Más proteínas vegetales y extractos de
proteínas animales
2. Mejor conversión con menor excreción de
nutrientes
3. Mínimo riesgo para la salud humana
2. Mejor conversión con menor excreción de nutrientes
Formulación: Nutrientes digestibles y menos
proteína cruda
Enzimas exógenas
Salud gastrointestinal
Ingredientes específicos con mejor absorción y
utilización
Nutrientes Digestibles
Nutriente
Ingerido
Nutriente
Excretado
Reportes publicados de Digestibilidad in vivo Tilapias
Ingrediente
Proteína
Aminoácidos
Energía
Maíz amarillo
6
3
7
DDGS
?
?
1
Harina Soya 48%
10
5
12
Gluten Maíz 60%
4
3
8
Trigo Grano
1
0
3
Trigo Acemite
4
3
5
Trigo Harina
4
0
4
Arroz Puntilla
1
0
0
Arroz Semolina
?
?
2
Coquito Palma 9% EE
1
0
2
Harina Pescado Mar
12
5
8
Harina Carne Hueso
4
2
2
Harina Subproductos Aves
6
1
5
Harina Plumas
2
1
1
Nutrientes Digestibles
Nutrientes Digestibles
% Digestibilidad in vivo de Aminoácidos en Tilapias
100,00
90,00
80,00
70,00
H SOYA 48%
HP MAR >55%PC
60,00
GLUTEN MAÍZ
50,00
MAÍZ
HP MAR <55%PC
40,00
H CARNE HUESO
30,00
ACEMITE
20,00
10,00
0,00
ARG
HIS
ISO
LEU
LIS
MET
FEN
TRE
TRI
VAL
CIS
Aminoácidos: Perfil Ideal
Perfil ideal de Aminoácidos en Tilapias según la
composición corporal (Furuya 2011)
Triptofano
Histidina
Metionina+Cistina
Isoleucina
11
36
53
62
Leucina
67
Valina
68
Treonina
Arginina
69
90
Fenilalanina+Tirosina
Lisina
115
100
Nutrientes Digestibles
% DIGESTIBILIDAD DE ENERGÍA BRUTA
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
Relación Energía:Proteína
Relación Energía:Proteína (E:P) según el peso corporal en Tilapias
(Furuya 2011)
15
y = 0,01x + 9,307
Relación E.P (Kcal/g)
14
13
12
11
10
9
0
100
200
300
Peso corporal, g
400
500
600
2. Mejor conversión con menor excreción de nutrientes
Formulación: Nutrientes digestibles y menos
proteína cruda
Enzimas exógenas
Salud gastrointestinal
Ingredientes específicos con mejor absorción y
utilización
Enzimas exógenas
Fitasas,
Beta Glucanasas
Xilanasas,
Proteasas,
Mananasas
Enzimas exógenas: Fitasa
Especie
Dosis U*/kg
Enzima “X”
% Fósforo Disponible
liberado
Mayores ingredientes
en la dieta
Trucha
2000
0.19
Harina de Pescado
Harina de Soya
Concentrado de Soya
Carpa
750
0.20
Harina de Pescado
Harina de Soya
Subproductos Trigo
Tilapia nilótica
1000
0.10
Harina de Soya
Trigo
Maíz
Tilapia roja
1000
0.14
Harina de Soya
Salvado de Arroz
Arroz quebrado
Bagre
1000
0.15
Harina de Soya
Maíz
H de Semilla de Algodón
Róbalo
1000
0.29
Harina de Pescado
Harina de Soya
Enzimas exógenas
• Información técnica y literatura científica confiable son
limitadas
• Pocas enzimas en presentación líquida y su costo es mayor
que en polvo
• Enzimas resistentes a peletización pero no a extrusión
• Aplicación debe ser por aspersión posterior al secado y
previo al recubrimiento con aceites
2. Mejor conversión con menor excreción de nutrientes
Formulación: Nutrientes digestibles y menos
proteína cruda
Enzimas exógenas
Salud gastrointestinal
Ingredientes específicos con mejor absorción y
utilización
Salud gastrointestinal
• Mejor digestión y absorción
• Mejores rendimientos
técnicos
• Mayor seguridad alimentaria
Peso, gramos
Crecimiento Tilapias
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
Intensivo
5
10
Semintensivo
15
20
25
Edad, semanas
30
35
40
Salud gastrointestinal
Antibióticos Promotores del Crecimiento: APC (AGP)
Modificadores del Ambiente Gastro-Entérico: MAG
(GEMs)
•
•
Ácidos Orgánicos (Cítrico, Acético, Fórmico, Fumárico, Propiónico,
Butírico, Benzoico)
RESITENCIA
AL CALOR
•
Probióticos o DFM (Levaduras, Lactobacillus, Bifidobacterium, etc.)
•
Prebióticos (MOS, FOS, TOS, GOS, XOS, Inulina)
•
•
Nutraceúticos o Fitogénicos (Hierbas, especies, aceites esenciales,
saponinas)
•
Fenoles
2. Mejor conversión con menor excreción de nutrientes
Formulación: Nutrientes digestibles y menos
proteína cruda
Enzimas exógenas
Salud gastrointestinal
Ingredientes específicos con mejor absorción y
utilización
Ingredientes con mejor absorción y utilización
Biodisponibilidad de diferentes fuentes de
minerales traza (Ward 2004)
Elemento
Sulfato
Oxido
Carbonato
Cloruro
Quelato
Zinc
100
37 a 106
58 a 100
42 a 99
150 a 206
Manganeso
100
25 a 103
23 a 98
93 a 102
148 a 174
Futuro de los alimentos para Acuicultura
1. Más proteínas vegetales y extractos de
proteínas animales
2. Mejor conversión con menor excreción de
nutrientes
3. Mínimo riesgo para la salud humana
3. Mínimo riesgo para la salud humana
•
Preferencias del consumidor – Carne de res (Feedstuffs 76,17 2004)
Orgánico
Natural
Trato al animal
Precio
Seguridad alimentaria
Calidad de carne
0
20
Extrema importancia
40
60
Mucha importancia
80
100
3. Mínimo riesgo para la salud humana
Uso de Antibioticos kg
Producción de Salmón TM
Producción de Salmón y uso de antibióticos en alimento - Noruega
Año
Procesos de fabricación
Peletización
Extrusión
Fabricación: ¿Dónde debe estar el énfasis?
COSTO
FABRICACIÓN
Molienda,
20%
,
Mano Obra,
4%
Equipo, 40%
Formulación,
40%
Materia
Prima, 83%
Fabricación
, 13%
Materias Primas
• Especie acuícola
• Fabricación
Materias Primas: Especie acuícola
Largo de los intestinos relacionado con la longitud del cuerpo
30
25
20
15
10
5
0
Trucha
Carpa
Perro
Tilapia
Caballo
Cerdo
Bovino
Oveja
Materias Primas : Especie Acuícola
Digestibilidad de Materia Orgánica de trigo y subproductos
en Carpa
100
Trigo
% Digestibilidad MO
90
80
70
Acemite
60
Salvadillo
50
Salvado
40
30
20
5
7
9
11
% Fibra Cruda
13
15
17
Materias Primas : Especie Acuícola
Digestibilidad (%) de carbohidratos en salmónidos
Carbohidrato
Glucosa
Maltosa
Sacarosa
Lactosa
Dextrina
Almidón cocido
Almidón crudo
ά-Celulosa
Trucha de
riachuelo
Trucha arcoiris
99
92
79-90
73
60
57
38
77-80
52-70
20-24
10-14
Materias Primas : Especie Acuícola
DIGESTIBILIDAD %
PUNTO DE FUSIÓN Y DIGESTIBILIDAD DE LA GRASA EN TRUCHAS
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
10oC
21oC
33oC
PUNTO DE FUSIÓN
AGUA 3oC
AGUA 11oC
41oC
Materias Primas: Fabricación
• Composición química
• Grado de molienda
Materias Primas : Fabricación:
Composición química
1. Almidón
2. Proteína funcional
3. Fibra Cruda
4. Cenizas
5. Grasa
Almidón
• Favorece expansión y cohesión del pelet
• Dos formas químicas:
Amilosa:
» cadena lineal de ά-Glucosa
» mayor cohesión
» tubérculos, cereales amilosos
Amilopectina:
» cadena de ά-1-4 Glucosa con cadenas laterales
de ά-1-4 Galactosa
» menor cohesión
Almidón en materias primas
Ingrediente
Origen
Tablas*
Análisis**
Maíz
USA #2
60-62
51-64
Harina de trigo
CR #1
69-70
48-68
Acemite de trigo
CR #1
25-40
20-35
CR #2
25-40
18-24
CR #1
22-24
11-25
Nicaragua
20-21
18-26
Puntilla de arroz
CR
75-77
70-86
Semolina de arroz
CR
40-41
22-31
Harina de frijol
CR
39-40
27-32
Gluten de maíz
USA
14-25
11-13
Harina de soya
USA/CR
2-3
3-5
Salvadillo de trigo
Millrun
*Método enzimático y/o ácido
**Método enzimático
Almidón en alimentos
Tipo de
alimento
Mínimo*
Mínimo
Flotante
20
(con proteína funcional)**
15
Hundible
10
7
*Rokey, G. (2000) Raw Materials for Extrusion Processing. In: Aquaculture feed preparation, nutrition and feed
management. Practical Short Course. Texas A&M University.
** González, D. (2004) Experiencias en Costa Rica con balance de proteína funcional de harina de soya, frijol, gluten
de maíz., etc con base en recomendación de Rokey, G.
Proteína funcional
• Aumenta absorción de agua
• Promueve elasticidad
• Favorece cohesión
Proteína funcional
% Proteína soluble
% Proteína dañada por calor
150 oC
Temperatura de proceso
Grado de peletización/extrusión
Abrasividad
Bajo
Salvado de trigo
Bajo
Medio
Alto
Medio
Harina de Soya
Harina de maní
Maíz
Gluten de maíz
Acemite de trigo
Pescado importado
Pulpa de cítricos
Pescado local
Carne y hueso
Alto
Harina de Soya
Harina de Trigo
Harina de Yuca
Harina de maní
Puntilla de arroz
Harina de frijol
Materias Primas : Fabricación:
Molienda
• Alimento en harina no debe contener
partículas mayores de 1/3 del diámetro del
dado de la peletizadora o extrusora ?
• Alimento debe molerse con una malla con
aperturas no mayores a ½ del diámetro del
dado de la peletizadora o extrusora
• El tamaño de la boca de los
peces aumenta con la edad,
pero su capacidad de
digestión no aumenta
proporcionalmente
• Pelets más grandes para
peces más grandes, pero no
con partículas mucho más
grandes
• (preferible no usar mallas >
1.2 mm)
Calidad
Químico
Físico
Microbiológico
Materia
Prima
Proceso
3
1
1
3
3
0
Producto
Final
3
3
1
Grado de efectividad: 0: innecesario, 1: mínimo, 3: máximo
Análisis químicos
Coeficientes de variación (%) de análisis quím icos de ingredientes
30
25
20
15
10
5
0
H
PC
EE
Harina Pescado
C
Acemite
Soya
Ca
Alimento
P
Humedad
• Crítica para control de
proceso y estabilidad
del alimento
• Molienda ligera para
minimizar pérdidas
• Determinación de
máximos y uniformidad
Humedad: Uniformidad
Uniformidad de la Humedad
35
Promedio=10.42%
# observaciones
30
25
20
15
10
5
0
6
7
8
9
10
11
12
% Humedad
13
14
15
16
Análisis físicos
• Flotabilidad o Flotación (0-100%)
• Finos y PDI
• Dimensiones (diámetro, largo)
• Densidad
• Hidroestabilidad
Flotabilidad
• Limpieza del agua
• Temperatura del agua
• Densidad del agua
• Relación # pelets:
volumen de agua
Porcentaje de Finos
• Definición del tamaño de
los finos (Ej: Malla #20 =
0.84 mm)
• Muestreo y tamaño de
muestra
• Tipo de zaranda y
movimiento
• Relación tamaño de
muestra: área de zaranda
Tamaño de finos
Muestreo y tamaño de muestra
20 cm
Tipo de zaranda y movimiento
Dimensiones
Diámetro
Largo