¿Cuál es el uso de espirulina en polvo en los piensos acuáticos?

Lunacuiculturunes uno de los sectores más importantes del mundo#El principal problemunal que se enfrentunlunindustriunacuícolunes cómo lograr un desarrollo sostenible. Entre ellos, lunimportancia de los piensos compuestos artificiales en el desarrollo sostenible de la industria acuícola es cada vez más prominente. La harina de pescado, como fuente de proteínasde la más alta calidad en aquafeed, tiene ventajassenprecedentes, incluyendo un alacontenido proteico, una composición equilibrada de aminoácidos, alta digestibilidad, buena palatabilidad y atractivo, bajo contenido de carbohidratos y ausencia de factores antnutritivos, así como una variedad de sustanciasfuncionales [1]. Senembargo, es también la fuerte demanda de harina de pescado en los productos de acuicultura lo que ha llevado al aumento de su precio. Por este motivo, la reducción de la dependencia de los acuafeos de la harina de pescado es actualmente una cuestión importante y urgente. Como un importante país de acuicultura, China importa alrededor de 1 i106 t de harina de pescado cada año (la producción total mundial de harina de pescado es de 4 × 106 a 5 × 106 t por año), por lo que es particularmente urgente y difícil encontrar alternativaspara reducir la dependencia de la harina de pescado importada [2].

Lasproteínasvegetales como la harina de soja tienen una ventaja de precio sobre la harina de pescado, pero también tienen muchasdesventajas: bajo contenido de proteínas, falta de aminoácidos limitantes como la lisina y la metionina, alto contenido de polisacáride de fibra y no almidón, baja digestibilidad, mala palatabilidad, y un gran número de factores antnutritivos [3]. Fuentes de proteínasunicelular como lasmicroalgas se consideran para contrarrestar las desventajas de las proteínas vegetales. Eespirulinapolvo hecho de espirulina es ampliamente considerado como un ingrediente de alimentación que puede reemplazar la harina de pescado. Este documento combina los últimos resultados de la investigación en el país y el extranjero para proporcionar una visión general de la aplicación de espirulina en polvo en los piensos acuáticos en los últimos años, y mira hacia adelante a las perspectivas de aplicación de espirulina, celel fende proporcionar una referencia para el desarrollo y la utilización de espirulina.

1 estado actual del cultivo de espirulina

Espirulina es el nombre común para los organismos en el género espirulina, que pertenecen al phylum Cyanobacteria, clase Cyanophyceae, orden Spirochaetales, y la familia Spirochaetaceae. Espirulina es un antiguo organismo procariótico en la tierra, celuna historia de vida de 3,5 millones de años [4]. En 1967, CLEMTde Francia y JEANLEONARD de Bélgica aislarely cultivarelespirulina, y la tecnología ha sido ampliamente utilizada desde entonces [4]. La continua madurez de la tecnología y la enorme demanda del mercado han llevado a una creciente producción de espirulina. Después de décadas de desarrollo, China se ha convertido en el mundo#39;s mayor productor de espirulina materias primas [5]. Zhang Xuecheng et al. [6] estiman que el área cultivada de espirulina en China es de aproximadamente 750 × 104 m2, celmás de 60 bases de cultivo. La producción anual de espirulina en polvo es de 9,600 toneladas, lo que representa el 80% del mundo#39;s producción total [6].

2 composición nutricional de polvo espirulina

Polvo espirulinaSe refiere al producto obtenido después de espirulina se lava, se fil, y se seca en aerosol a alta temperatura [7]. En la actualidad, las principales especies utilizadas para el cultivo a gran escala y la producción de espirulina en polvo selespirulina platensisy espirulina maxima[7]. Espirulina es rica en nutrientes. El polvo seco hecho de espirulina contiene 60% a 72% de proteína cruda, 5% a 10% de grasa cruda, y 6% a 8% de ceniza por peso seco de las algas [8-9]. Espirulina polvo tiene un perfil de aminoácidos muy equilibrado y puede satisfacer los requisitos de aminoácidos de los animales acuáticos [10-11]. Espirulina en polvo también es rico en vitaminas, minerales, vitamina a, vitamina Ey vitaminas B, especialmente vitamina B12, etc. [10,12]. Espirulina polvo también es rico en ácidos grasos poliinsaturados, de los cuales el ácido -linolénico representa el 40% de los ácidos grasos totales [13]. Además, espirulina polvo también contiene una gran cantidad de ingredientes bioactivos, tales como espirulina polisacáridos, beta-caroten, zeaxantina, ficobiliproteínas, enzimas endógenas y minerales orgánicos, etc, que hacen espirulina tienen los efectos fisiológicos de mejorar la inmunidad, anti-envejecimiento, disminución de lípidos en la sangre, reducir la presión arterial, la promoción de la síntesis de proteínas, y contra el cáncer, etc, y han sido ampliamente utilizados en alimentos funcionales, productos farmacéuticos de salud, alimentos, cosméticos, etc [14].

3 progreso de la investigación sobre la aplicación de espirulina en polvo en los piensos acuáticos

Además de analizar la composición nutricional de los ingredientes de los piensos, su potencial de aplicación también debe ser evaluado exhaustivamente en términos de palatabilidad y digestibilidad para los animales acuáticos, así como crecimiento, inmunidad y calidad [15].

3.1 digestibilidad del polvo de espirulina

Hay relativamente pocos informes sobre la digestibilidad de espirulina en polvo en los animales acuáticos, pero se cree generalmente que debido a espirulina en polvo contiene sólo una pequeña cantidad de celul, las paredes celulares no selfibro, y casi no contiene factores anti-nutricionales, los animales acuáticos pueden digerir y absorber bien. En los informes de investigación existentes, la digestiaparente de la materia seca y la proteína de espirulina en polvo alcanzó el 77,9% y 88,2% para el carbón Ártico (Salvelinus alpinus) [masa corporal (315 ± 82) g] y 82,1% y 84,7% para el salmón del Atlántico (Salmo salar) [masa corporal (745 ± 117) g] [16]. Tilapia del Nilo (Oreochromisniloticus) (masa corporal promedio de 20 g) logró una digestibilidad proteica de 86,1% para espirulina en polvo, y una digestibilidad de más del 93% para los aminoácidos individuales [17]. La digestiaparente de la proteína de espirulina polvo por el cangrejo mitten chino (Eriocheirsinensis) fue de 86,8%, que fue incluso mayor que su digestiaparente de la proteína de la harina de pescado (83,6%) [18]. Estos estudios muestran que espirulina en polvo puede ser utilizado como una fuente de proteínas alternativa de alta calidad a la harina de pescado en términos de contenido de proteínas y digestide proteínas.

3.2 efecto del polvo de espirulina en la palatabilidad del alimento

La palatabilidad del polvo de espirulina se deriva de las sustancias solubles en agua de bajo peso molecular que contiene, incluyendo principalmente nucleótidos, ácido glutámico, etc. [19]. La combinación de estas sustancias forma un excelente atrayente, pero ha habido poca investigación sobre el atractivo y palatdel polvo de espirulina, y sólo se ha reportado en un pequeño número de aplicaciones para gambas. JAIME-CEBALLOSet al. [20] informarelque Litopenaeusschmitti se alimentpreferentemente celpienso suplementcel5% de espirulina en polvo. SILVA-NETOet al. [21] encontrarelque la adición de 0,5% de espirulina en polvo a las dietas bajas en harina de pescado tuvo un efecto significativo de promoción de la alimentación sobre Litopenaeusvannamei. Se infique este efecto de promoción de la alimentación puede estar relacionado cellos nucleótidos y varios aminoácidos, especialmente el alto contenido de ácido glutámico, en polvo espirulina.

3.3 efecto de espirulina polvo en el crecimiento de los animales acuáticos

3.3.1 sustitución en baja proporción de harina de pescado

Seis grupos de alimentos se prepararelmediante la adición de 0,0,5%, 0,75%, 1%, 1,5% y 2% espirulina polvo a la alimentación. La tilapiadel Nilo fue alimentada durante 3 meses. Al final del experimento, la ganancia de peso y la tasa de crecimiento específico fuerelsignificativamente mayores que las del grupo control, siendo el grupo de tilapiadel Nilo de 2% 1,8 y 1,3 veces mayor que el grupo control de tilapia, respectivamente [22]. En un experimento celel besugo (Oplegnathusfasciatus), la sustitución del 5% de la harina de pescado con espirulina en polvo aumentó significativamente el aumento de peso (32,5 g y 26,6 g, respectivamente), la tasa de crecimiento específico (0,81% y 0,68%), la eficiencia proteica (1,04 y 0,91), y redujo significativamente el coeficiente de conversión alimentaria (1,98 y 2,25). Cuando la proporción de espirulina en polvo se incrementó al 15%, no hubo efecto sobre el rendimiento de crecimiento [23].

Cuando 5% espirulina en polvo se añadió a la alimentación de la dorada Barb (Puntius gelius), también aumentó significativamente el aumento de peso y la tasa de crecimiento específico de los peces. Respectivamente, 26% y 75% más alto que el grupo de control [24]. ADELet al. [25] encontraron los mismos resultados después de añadir 5% a 10% espirulina en polvo y la alimentación de esturión europeo (HusoHuso). El aumento de peso, la tasa de crecimiento específico y el coeficiente de alimentación fueron de 36,41 g, 2,78% y 1,72 g, respectivamente, significativamente superiores a los del grupo control (23,16 g, 2,22% y 2,18). KIMet al. [26] reemplazaron 6,8% de la harina de pescado en la alimentación de platija (Paralichthys olivaceus), y el aumento de peso y el crecimiento de los peces no se vieron afectados. TEIMOURI et al. [27] reemplazharina de pescado con 0,2,5%, 5%, 7,5% y 10% espirulina en polvo se utilizó para reemplazar la harina de pescado en el alimento de la trucha arco iris (Oncorhynchusmykiss). Se encontró que no hubo diferencia significativa en comparación con el grupo control de alimento con harina de pescado. El aumento de peso, la tasa de crecimiento específico y el coeficiente de alimentación del grupo 10% fueron 130,7 g, 1,39% y 1,03, respectivamente, que básicamente no fueron inferiores a los del grupo control (120,7g, 1,32% y 1,13). SIRAKOV et al. [28] utilizó espirulina en polvo para reemplazar el 10% de harina de pescado y la trucha arco iris de alimentación, y no hubo diferencia significativa en el crecimiento y el coeficiente de alimentación en comparación con el grupo de control de harina de pescado entero. En resumen, los estudios anteriores han demostrado que la adición de la cantidad correcta de espirulina (2,5% a 10%) a la alimentación tiene un efecto positivo significativo en el crecimiento de los animales acuáticos y también puede ahorrar en el uso de alimento.

3.3.2 alto porcentaje de harinas de pescado de sustitución

OLVERA-NOVOunet al. [29] informaron que no hubo diferencia significativa en el aumento de peso, la tasa de crecimiento específico, coeficiente de alimentación, eficiencia de proteínas y harina de pescado del grupo de alimentación cuando la tilapiadel Nilo se alimentcon espirulina en polvo en lugar de 40% de harina de pescado durante 12 semanas. En el alimento de guppies (Poeciliareticulate), espirulina polvo que sustituye el 40% de la harina de pescado tampoco afectó el aumento de peso, la tasa de crecimiento específico, el coeficiente de alimentación o la tasa de supervivencia [30]. ABDULRAHMAN et al. [31] utilizado espirulina en polvo para reemplazar el 20% de la harina de pescado en el alimento de la carpa (Cyprinus (en inglés)Carpio). En comparación con el grupo de control de harina de pescado, el aumento de peso de la carpa en el grupo del 20% fue 1,8 veces mayor que el del grupo de control, que fue significativamente mayor. Los autores creían que la sustitución parcial de la harina de pescado en el alimento carpa con espirulina en polvo podría promover el crecimiento de la carpa.

EL-SAYED[32] demostró que la espirulina en polvo puede reemplazar el 50% de la harina de pescado en el alimento del pargo plano (rabdosargosarba) en Dapeng Bay senafectar su crecimiento y la eficiencia de la utilización del alimento. PALMEGIANO et al. [33] utilizado espirulina en polvo para reemplazar la harina de pescado (20% a 60%) para la cría de esturión siberiano (Acipenser Baeri)durante 1 2 semanas. Incluso cuando el nivel de reposición alcanzó el 60%, su crecimiento y eficiencia proteica (2,72) fueron significativamente mayores que los del grupo control (1,90), mientras que el coeficiente de alimentación (1,22) fue significativamente menor que el del grupo control (1,39). Después espirulina reemplazado 75% de la harina de pescado, el aumento de peso (5,56 g), la eficiencia de proteínas (3,32%) y la tasa de deposición de proteínas (45,08%) fueron mayores que los del grupo de control de harina de pescado (4,32 g, 2,63% y 37,07%) [34]. Otros estudios han demostrado que para la carpa, la sustitución del 100% de la harina de pescado con espirulina en polvo no redujo el aumento de peso, la tasa de crecimiento específico, el coeficiente de alimentación y la eficiencia de proteínas de la carpa, sino que aumentó la tasa de deposición de proteínas [35].

En otro pez ciprínido, Catla Catla, la sustitución del 100% de la harina de pescado con espirulina en polvo tampoco redujo su ganancia de peso, la tasa de crecimiento específico, el coeficiente de alimentación o la eficiencia de proteínas [36]. Los resultados de un estudio en el bagde gigante del Mekong (Pangasianodon gigas) también mostró que el reemplazo completo de harina de pescado con espirulina era factible, y su crecimiento no se vio afectado significativamente [37]. Reemplazar 75% de la harina de pescado con espirulina en polvo alimentado a camarvanamei no afectó el aumento de peso, la tasa de crecimiento específico, la eficiencia de proteínas o la tasa de supervivencia después de 50 días de la alimentación. Senembargo, cuando se sustituyó por completo la harina de pescado, el aumento de peso y la conversión alimentaria se redujeron significativamente [38].

Senembargo, Radhakrishnan et al. [39] encontraron que la espirulina en polvo puede reemplazar completamente la harina de pescado en el alimento de Macrobrachium rosenbergii, y el crecimiento del grupo de sustitución de 25% a 75% fue significativamente mayor que la del grupo de control de harina de pescado. Los resultados de la investigación anterior muestran que espirulina polvo que sustituye a una cierta cantidad de harina de pescado (25% a 75%) no tendrá un impacto negativo en el crecimiento de la mayoría de los animales de granja, especialmente herbívorous y omnívorous peces. Es incluso mejor que el grupo de harina de pescado, pero cuando se sustituye una gran cantidad de harina de pescado, especialmente cuando se sustituye por completo (> 75%), puede inhibir el crecimiento y la utilización del pienso. La razón puede ser que después de una sustitución completa falten las sustancias funcionales especiales en la harina de pescado, y esto debe estudiarse más a fondo a través de experimentos. Al mismo tiempo, espirulina en polvo aún no se ha estudiado en profundidad y extensivamente en la alimentación de peces carnívor, y el efecto de utilización de espirulina en polvo por los peces carnívordebe ser verificado experimentalmente.

3.4 efecto de espirulina polvo en la inmunidad de los animales acuáticos

Espirulina proteínas, polisacáridos y − -carotenen espirulina polvoPuede mejorar la inmunidad de los animales de granja. Los polisacáridos contenidos en microalgas tienen un efecto inmunopotenciador. Cuando se aplican a los piensos acuáticos, pueden ayudar a mejorar la resistencia a las enfermedades de los animales de granja. ANDREWSet al. [40] encontraron que después de la adición de 1% a 4% espirulina en polvo para el alimento de Labeorohita, el número total de glóbulos rojos de la sangre, hemoglobina y glóbulos blancos aumentó significativamente, al igual que la proteína sérica total, albúmina, globulina, y la actividad de ráfaga respir. Después de 60 días de alimentación, la tasa de supervivencia de Leptobarbus rutilus espirulina alimentados (70%) fue significativamente mayor que la del grupo de control (45%).

ABDELet al. [41] también encontraron el mismo efecto en tilapia del Nilo alimentados con 1% espirulina en polvo. Después de la infección con Aeromonas hydrophila, la tasa de mortalidad acumulada de tilapia del Nilo alimentados con 1% espirulina (10%) fue mucho menor que la del grupo de control (80%). KIMKIM KIMKIM KIMet al. [26] también encontraron que la actividad de lisozima y la actividad de ráfaga respirdel rodrodse incrementsignificativamente después de añadir 3,4% espirulina en polvo a la alimentación. WATANUKI et al. [42] encontró que después de la alimentación de carpa con espirulina durante 5 días, la actividad fagocíleucoleucorenal y el contenido de anión superóxido fueron significativamente más altos que los del grupo de control. Vannamei camarinyeccon 6 a 20 μg·g-1 espirulina extracto tenía mayor actividad fagocíde la célula, y el número de Vibrioalginolyticusen el camarón fue significativamente menor que en el grupo de control no inyecdespués de 72 h de la infección con Vibrioalginolyticus [44]. CHENet al. [45] también encontraron que la alimentación de camarvanamivir con la adición de 3% a 6% espirulina en polvo también tenía una mayor lisozima y la actividad fagocí, y una mayor tasa de supervivencia después de la infección con Vibrio alginolyticus (70% y 30%, respectivamente). Espirulina polvo tiene un efecto claro sobre Vibrio alginolyticus infección en camarones (40% a 60% en el grupo de prueba y 0% en el grupo de control).

3.5 efecto del polvo de espirulina en la calidad de los animales acuáticos

La calidad de los animales acuáticos incluye su composición nutricional, contenido de sustancias de sabor, características físicas de los músculos y el color del cuerpo, color de la carne, y cualidades organolépticas. La adición de espirulina en polvo no tiene efecto sobre los principales componentes nutricionales de los animales acuáticos, tales como la humedad y las proteínas, pero reduce significativamente su contenido de grasa [46-47]. Por ejemplo, KHANZADEHet al. [48] encontraron que el contenido de grasa corporal de la perca de patas pelu(Trichopodustrichopterus) disminuyó gradualmente a medida que la proporción de espirulina sustitución de harina de pescado aumentó. El contenido de grasa corporal del grupo del 20% fue de solo 8%, aproximadamente la mitad del contenido de grasa del grupo de control (15%). TEIMOURI et al. [49] y JAFARI et al. [50] también encontraron que después de la sustitución de 5% a 10% de la harina de pescado con espirulina en polvo, la grasa total, ácidos grasos saturados y ácidos grasos insaturados en la carne de la trucha arco iris del grupo alimentado con espirulina fueron más bajos que los del grupo de control de harina de pescado, mientras que el contenido de ácidos grasos poliinsaturados, especialmente EPuny DHA, fue mayor que la del grupo de control. Algunos estudios han demostrado que los polifenoles en espirulina puede ser una de las razones de la disminución de la grasa de pescado en el grupo espirulina [23,47]. Senembargo, el mecanismo por el cual espirulina mejora la relación de deposición de ácidos grasos de los animales de acuicultura y aumenta significativamente el contenido de ácidos grasos poliinsaturados necesita más investigación en profundidad.

Espirulina polvo se compone principalmente de carotenoides en forma de -caroteny zeaxantina, que se puede utilizar para aumentar el color del cuerpo y el contenido de pigmento muscular de los animales acuáticos [51]. Zhang Xiaohong et al. [52] encontraron que la adición de espirulina a la alimentación puede mejorar eficazmente el color del cuerpo de los peces loro sangre (Cichlasomacitrinellum× C. synspilum). El contenido de pigmento en la piel aumenta con la cantidad de espirulina añadido (0-15%). El contenido total de carotenoides en la piel del grupo del 15% fue de 54,62 mg·kg−1, que fue significativamente mayor que el del grupo de control (34,02 mg·kg−1). Zhiqiang Jiang et al. [53] también encontraron que con el aumento en la cantidad de espirulina añadido (0-15%), la aleta de la cola y la piel carotenoides y valores rojos de koi (Cyprinus Carpio haematopterus) aumentó gradualmente.

 JAMESet al. [54] también encontraron la misma tendencia en sus experimentos con pez cola de espada (Xiphophorus helleri). El contenido total de carotenoides de las aletas, la piel y los músculos de las colas de espada también aumentó significativamente con la adición de espirulina (0-8%). El grupo 8% mostró aumentos del 200%, 105% y 228%, respectivamente, en comparación con el grupo de control. Después de añadir el 2,5% al 10% espirulina en polvo a la dieta de Muthu' dorada de puente de s (pseudotrofeoacei), el color azul amarilldel pez#39;s superficie corporal oscuoscu, y el contenido de carotenoides también aumentó significativamente. El grupo 10% aumentó 105% en comparación con el grupo de control [55]. Después de la alimentación Botia dario con espirulina polvo que contiene 2,5% a 10%, el contenido de carotenoides de la piel y los músculos de los peces fue significativamente mayor que la del grupo de control senespirulina añadido, aumentando en un 47% y 42%, respectivamente [56].

TEIMOURI et al. [27] también encontraron los mismos resultados en la trucha arco iris. El contenido de carotenoides en los filetes de trucha arco iris aumentó con la adición de polvo de espirulina a la alimentación, yel valor rojo (a*) yel valor amarillo (b*) de los filetes también fueron significativamente más altos que los del grupo de control senla adición. Los resultados de los estudios sobre crustáceos coinciden con los de los peces. Por ejemplo, LIAOet al. [57] encontraron que el contenido más alto de carotenoides, 12,02 mg·100 g-1, se obtuvo mediante la adición de 3% de polvo de espirulina a la alimentación de Penaeus monodon, y astaxantina es el pigmento principal (70% de los pigmentos totales). Zhang et al. [58] encontraron que con el aumento de espirulina en polvo (2% a 10%) alimentación, el color del cuerpo del cangrejo chino adulto mitten también profundiz, y la adición de 6% espirulina en polvo ya podría maximizar el color del cuerpo. Gong Zhi et al. [59] encontraron que el contenido de carotenoides y astaxantina en la cabeza y caoba torácica del cangrejo chino fue significativamente mayor que el del grupo de control senadición después de añadir 2% de espirulina en polvo a la alimentación de cangrejo chino mitten, aumentando en 86% y 130%, respectivamente. Estos resultados indican que los crustáceos pueden convertir los carotenoides en espirulina, especialmente zeaxantina, en astaxantina y acumularlo con eficacia [60].

4 resumen y perspectivas

Un gran número de estudios aplicados en diversos animales de acuicultura han demostrado que la espirulina en polvo no sólo refleja su alto valor nutricional, sino que también tiene una variedad de efectos funcionales en los animales acuáticos (como la mejora de la palatabilidad, la mejora de la resistencia A las enfermedades, el aumento del contenido de ácidos grasos poliinsaturados en los animales acuáticos, y el aumento del efecto del color del cuerpo), y tiene un gran potencial de aplicación. Con el desarrollo de la industria acuícola y el continuo aumento de la producción, existe una necesidad clara de nuevos ingredientes de piensos de alta calidad. Estas ventajas de la espirulina en polvo hacen que sea una fuente de alimento de alto valor agregado en aquapienso(minerales, vitaminas, pigmentos, antioxidantes, etc.), en lugar de sólo usarlo como una fuente general de proteína de alimento para reemplazar la harina de pescado. En la actualidad, espirulina en polvo ya se utiliza ampliamente en cebo o acuapiensoen el extranjero, pero la aplicación de espirulina en polvo en acuafeed en China se encuentra todavía en una etapa relativamente preliminar. El potencial de los recursos de espirulina aún no se ha realizado y se necesita una investigación sistemática más profunda. Los resultados de la investigación deberían publicarse para que los acuiculconozcan las ventajas de la espirulina.

En la actualidad, los problemas más importantes que afectan al desarrollo de la industria de la espirulina son su bajo rendimiento y los costosos insumos de producción, que resultan en altos costos de producción (el precio por kilogramo de espirulina en polvo es generalmente de 3 a 5 veces el de harina de pescado), afectando así la promoción y aplicación de la espirulina en polvo en acualimentación. Por lo tanto, es necesario encontrar una nueva salida para la industria de la espirulina. Por un lado, se pueden desarrollar técnicas de cultivo de bajo costo y alto rendimiento utilizando métodos tales como el cultivo con líquido de marisy la selección de cepas de algas para obtener polvo de espirulina de alta calidad y bajo costo. Por otro lado, el polvo de espirulina puede ser combinado óptimamente con otros ingredientes y extractos de bajo costo para producir alimentos funcionales correspondientes. La calidad de un ingrediente alimenticio no sólo depende de su precio, sino también de la relación coste-eficacia después de su utilización. En el futuro, una vez que se hayan resuelto las dificultades y el costo relativamente alto de la aplicación de espirulina, el polvo de espirulina demostrará su verdadero valor.

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