Alimentos funcionales, estrategia para reducir los riesgos ... · Sistema digestivo del camarón...

Gilberto Hernández-González, MC.

“Aquafeed workshop”, Septiembre 26 de 2018

Guadalajara, México.

Alimentos funcionales,

estrategia para reducir los

riesgos y enfermedades en

acuicultura en tiempos

desafiantes.

Acuicultura, la Revolución Azul.

• Industria joven

– 1a > 2nd

generation

– Rápido

crecimiento 8%

pero inestable

• Mayores Retos

– Enfermedades

– Reemplazo de

HP y AP

– Costo eficiencia

– Impacto

ambiental

• Complejo para la industria global de alimentos

– Fragmentada (regiones)

– Variedad de especies (sist. digestivo, nutrición)

– Formulación en revolución (ingredientes, aditivos)

– Ciclos largos de producción/temporalidad

– Falta de estandarización (nutrición, cultivos, manejo …)

– Niveles de industrialización variable (carpa vs. salmon)

No incluye plantas acuáticas

Fuente: FAO, 2018

Principales tendencias en acuicultura.-

1. Menor utilización de ingredientes de proteina animal marina

sin disminuir la eficiencia metabolica/digestiva.

– Todas las especies, todas las regiones.

– Inmuno supresión.

– Integridad intestinal.

– Inestabilidad de microflora.

– Tasa de crecimiento limitada

– Mayor susceptibilidad a presiones de manejo y sanitarias.

– Mayor contaminación del medio.

“Aquafeed Workshop Mexico 2018 – An Aquafeed.com technicalworkshop”

Rápido crecimiento de la industria de acuicultura, mayor

demanda harina pescado.

Uso global de la harina de pescado en la producción de

alimento para animales.

2. Minimizar el riesgo latente por estrés agudo y

enfermedades.

– Todas las especies, todas las regiones

– Múltiples pérdidas económicas.

• Pérdida en producción.

• Gastos en tratamientos.

• Rechazo del mercado.

• Imágen de la marca, productor y país

– Mayor implementación de acciones proactivas


Principales tendencias en acuicultura.-

• Rastreo y encalado de los fondos, uso de malla 500m y 300m• Uso de pro bióticos (toda clase)• Uso de desinfectantes , cloro, yodo, cal, etc. directamente en los

estanques• Remedios caseros.- ajo en el alimento y en el agua, hojas de

árboles (nimh, moringa, etc.) molidas en agua y alimento, carbón activado en alimento

• Uso de bactericidas• Melaza en alimento y agua de estanque• Fermentado con urea y vitamina C• Uso de acidificantes directamente en el agua• Uso de productos de uso en otras especies pecuarias y agricolas• Melaza con ajo en el alimento• Cero recambio o recambio excesivo de agua• Uso de corrales• Cultivo tilapia – camarón• Uso de antibióticos (toda clase)

Búsqueda de soluciones en tiempo de crisis…


¿Porqué esperar la tormenta perfecta?

Incrementopresión

parasitaria

Surgen agentespatógenos y parásitos

(Aeromonas sp., Vibrio sp.,

microsporidae, …)

Eficienciadigestiva/metabólica

reducida(ingredientes

vegetales)

Inmuno supresión e inducción

inflamatoria (n3/n6, flora intestinal,

integridad intestinal)

Calenta-mientoGlobal

Restricciónregulatoriauso drogas

Resistencia a antibiótico mediada por plasmidos (Han et al.,

2015)

tetracycline resistance in Vibrio parahaemolyticus, HPND strain Mexico


Vibrio sp., expertos en adquirir resistencia a los

antibióticos

Antibióticos en camarón: riesgos económicos.

• Zero tolerance policy by

Food and Drug

Administration (FDA) and

European Commission (EC)

on unauthorized antibiotics

• Incremento en el rechazo

de entrada por parte de la

FDA a contenedores con

residuos de antibióticos

prohibidos.


Reducción de Riesgos = Acciones Proactivas

PREVENTIVA

– La acción empieza antes del

problema.

– Costo del tratamiento

– Costo del monitoreo y

Diagnóstico

CORRECTIVA/CURATIVA

– La acción empieza solo

cuando el daño fue hecho.

– Costo del tratamiento

– Costo de la mortalidad

– Muchos costos ocultos

Enfermedad Salud

El costo REAL de las enfermedades

MORTALIDADESTRATAMIENTOS

COSTO DE REMOVER MUERTOS & TRATAMIENTOINCREMENTA EL RIESGO DE EXPANDER ENFERMEDAD

PERDIDA DE CRECIMIENTOINCREMENTO DE FCA

INCREMENTA EL TIEMPO DE PRODUCTIONREDUCCION DEL RENDIMIENTO

REBAJA LA CALIDAD DEL ANIMALIMPACTO EN EL MEDIO AMBIENTE

REPUTACION/CLIENTES/CONFIANZAIMPACTO SOCIAL

GANANCIA

GANANCIA

PERO…


Alimentos funcionales.- Más allá de la nutrición

o Intensificación de producción = mayores factores de

riesgo en el cultivo.

o Una buena nutrición es primordial para mantener un

estado de salud óptimo, pero NO es el todo.

o Componentes o aditivos utilizados para promover la

salud y mejorar el estado de bienestar del animal.

o Deben formar parte de una visión holística en la

producción


Minimizar riesgos latentes por estrés o enfermedad a través

de la alimentación

1. Mantener una visión integral• Manejo operativo

• Bioseguridad

• Diseño nutricional y alimentación

– Aditivos funcionales

2. Favorecer la salud intestinal: Incrementar la capacidad

de contrarrestar a los agentes estresores infecciosos y no

infecciosos.


Alimento y alimentación:

Especie y edad de los animales Sistema de explotación

Tipo de cultivo

Calidad de agua y suelo

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

0.0

1 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

Talla Camarón (g)

Alim

ento

Kg/

ha

Objetivo del proyectoViabilidadFinanciera

• Enfoque en la población no en el individuo

– Estimaciones

• Crecimiento, alimento, biomasa, enfermos, estresados, etc.

Alimentación: Manejo de poblaciones


Microflora: Comunidad de microrganismos vivos residentes

en un nicho ecológico determinado.

Se considera órgano metabólico con funciones en la

nutrición, regulación de la inmunidad e inflamación

sistémica (Kim et al. 2012).

Factores que influyen en la microbiota• Genética

• Dieta

• Medioambiente

Microbiota intestinal, aliado en producción.


Variación temporal de la micro biota intestinal

en camarón.- Grupo Gammaproteobacteria

(Rungrassamee, W. et al. 2013. PLoS ONE 8(4): e60802)

Distribución de

frecuencias de géneros

con mayor abundancia

en

Gammaproteobacteria

en el intestino de

camarón P. monodon a

edades diferentes

15d, 1m, 2m, 3m

Análisis de pirosecuencia

Modulacion de la microflora intestinal :

metagenómica, la herramienta mas avanzada ?

Técnicas moleculares, herramientas prometedoras (vs cultivos bacterianos tradicionales).

AUNQUE...

• Técnicas diferentes para describir la diversidad microbiana• 16S rDNA PCR-DGGE• 16S rRNA pyrosequencing

• Caracterización de la microbiota del camarón• Que es normal ? • Lab versus condiciones de campo • Muchas variables que afectan la microbiota

en el estanque de cultivo


1. Aditivos funcionales con actividad bacteriostática/ bactericida.– Minerales: sulfato de cobre – buenas propiedades

antimicrobianas, pero alto impacto ambiental.

– Ácidos orgánicos (NO todos): la efectividad depende del nivel de hidrofobia y capacidad de disociación.

– Extractos herbales: actividad antimicrobiana in vitro y algunos con actividad in vivo confirmada.

2. Aditivos que favorecen indirectamente el estado de salud intestinal.– Enzimas: reducen el nivel factores anti nutricionales.

– Probióticos: incrementan el nivel de bacterias benéficas

– Prebióticos: alimentan el crecimiento de bacterias benéficas

Manejo de la salud intestinal a través de la

alimentación.


1. Acidos grasos de cadena corta (SCFA):– Reduccion del pH en la celula (energy depletion)

– Bloqueo del metabolismo mediante la inhibicion de enzimas

2. Acidos grasos de cadena media (MCFA)– Efecto sobre la pared celular (debilitamiento)

– Bloqueo en la absorcion de nutrintes (aminoacidos

Inhibicion del crecimiento microbiano mediante el

uso de ácidos orgánicos.


Propiedades Anti-Microbianas de los ácidos orgánicos de

cadena corta (SCFA).

Acid Anti-bacterial Anti-yeast Anti-mold

Formic ++ ++ +

Acetic ++ + +

Propionic + ++ ++

Lactic + - -

Sorbic ++ +++ +++

Benzoic ++ +++ +++

PHB-esters ++ +++ +++

- ineffective

(Lück E. and Jager M., 1997)

+ slightly effective ++ moderately effective +++ highly effective


Per location 1 replicate per treatment (5 locations in total)(5 treatments in total)

Sistema digestivo del camarón opera en condiciones alcalinas.

Tracto digestivo de camarón a pH 7.2-8 (Boonyaratpalin M.

1996; Fox et al., 2006).

Alimento para camarón tiene una alta capacidad buffer

El agua de cultivo en los estanques tiene un pH alcalino.

Camarón muy diferente de monogástricos

Sensibilidad de Vibro parahaemolyticus hacia el extracto de

diferentes plantas.


Desempeño de Penaeus indicus alimentado con Artemia

enriquecida con extractos herbales, y expuesto a V.

parahaemolyticus


• Inhibición de crecimiento bacteriano especifico por especie

(MIC) para diferentes bacterias patógenas y benéficas en

acuicultura.

• Nivel de inclusión recomendado en la dieta ➔ presión

selectiva sobre el crecimiento bacteriano en intestino:

– Bacteria patogénica

– Bacteria pro biótica

Modulación de la micro biota a través de la

alimentación.


Efecto antibacteriano de un fitobiótico para principales

bacterias en acuicultura

0.00% 1.00% 2.00%

Edwardsiella ictaluri

Listonella anguillarum

Aeromonas salmonicida

Vibrio parahaemolyticus

Yersinia ruckeri

Pseudomonas putida

Carnobacterium divergens

Micrococcus luteus

Lactobacillus plantarum

Bacillus subtilis

Streptococcus thermophilus

CONCENTRACION DE FITOBIOTICO SGM (% w/v)

PROBIOTICOS

PATOGENOS


Demostración de actividad bactericida contra V.

parahaemolyticus (cepa AHPND)

Fitobiótico (SGM), directamente adicionado al medio cultivo liquido,

mostró actividad bactericida contra el agente causante de AHPND, Vibrio

parahaemolyticus. Prof. Dr. Chu-Fang Lo & Dr. C.T. Lee (2014)

National Cheng Kung University, Tainan,

Taiwan


Verificación del efecto de calentamiento sobre la

actividad bactericida contra Vibrio parahaemolyticus

(AHPND strain).

El calentamiento no influyó sobre la actividad bactericida del fitobiótico.

Prof. Dr. Chu-Fang Lo & Dr. C.T. Lee (2014)National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan


30

Efecto de un aditivo funcional (fitobiótico) en la reducción

de mortalidad por parásitos intestinales (Myxosporidae) en

Sparus aurata (seabream)

AUG SEP OCT NOV DEC

CONTOL 1.6% 1.3% 1.7% 1.8% 0.4%

TRIAL 0.2% 0.2% 0.4% 0.3% 0.1%

0.0%

0.5%

1.0%

1.5%

2.0%

% M

OR

TA

LIT

Y P

ER

MO

NT

H

FARM 1: SEA BREAM INFECTED BY MYXOSPOREANS (E. LEEI)

AUG SEP OCT NOV DEC

CONTOL 6.6% 7.8% 7.4% 2.7% 0.5%

TRIAL 0.9% 2.6% 1.3% 2.4% 0.5%

0.0%

2.0%

4.0%

6.0%

8.0%

10.0%

% M

OR

TA

LIT

Y P

ER

MO

NT

H

FARM 2: SEA BREAM INFECTED BY MYXOSPOREANS (E. LEEI) & MICROCOTYLE


0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

May-11 June-11 July-11 Aug-11 Sep-11 Oct-11

Mo

rta

lity p

er

mo

nth

(%

)

FARM 1 CAGE 1 FARM 1 CAGE 2 FARM 2 CAGE 1 FARM 2 CAGE 2

31

Efecto de un aditivo funcional (fitobiótico) en la reducción

de mortalidad por parásitos intestinales (Myxosporidae) en

Diplodus puntazzo (sharpsnout bream)

interrupted

SUPPLEMENTATION OF SANACORE GM

FARM 1:

FARM 2:


Efecto de un alimento funcional sobre las variables de

producción en el cultivo de camarón en Centroamérica.

L. vannamei., IW: 28 mg., SD: 39 pcs/m2., Commercial feed 35% &preventive feed (phytobiotic), DOC: 118., 8 replica, WSSv & poor water quality

Phytobiotic Phytobiotic


Efecto de un alimento funcional sobre las variables de

producción en el cultivo de camarón en Centroamérica.

Phytobiotic Phytobiotic


L. vannamei., IW: 28 mg., SD: 39 pcs/m2., Commercial feed 35% &preventive feed (phytobiotic), DOC: 118., 8 replica, WSSv & poor water quality

• 1er evento semana 4, Control (-20% sob).

• 2do evento semana 5, fitobiótico (+30%sob.)

• Alimento preventivo, retraso de evento en 7 días

Efecto de un alimento funcional en la prevención de

enfermedades en cultivo comercial de camarón, México.

• 10 cam/m2, doc 109, iw 1.1g, comercial 35% cp, preventivo 35% cp (com +

fitobiótico) 5 replica

TratamientoSobrevivencia

(%)Peso final

(g)Rendimiento(LBS/ha)

FCACrecimiento(g/semana)

Fitobiótico®

SGM57.4 ± 10.8 15.6 ± 1.0 1,951 ± 328 1.20 ± 0.20 1.40 ± 0.09

Control 47.3 ± 3.1 16.4 ± 0.7 1,710 ± 183 1.41 ± 0.14 1.47 ± 0.06

% cambioSanacorevs Control

+20.5% -4.7% +14.1% -14.9% -4.7%

Efecto de una alimentación preventiva sobre las variables

de producción en el cultivo de camarón en el Ecuador.

P>0.05

L. vannamei., Iw:74 mg., Doc:78, Ae: 1.7ha-2


Alimentos funcionales minimizan el impacto de

enfermedades en camarón.

- Regiones- Origen de Larva- Alimento comercial- Protocolo de manejo- Estrategias de alimentación- Calidad de agua- Estresores y agentes infecciosos


Nuevos desafíos…

- Presencia únicamente en China

- Presenta altas altas mortalidades

- Se estima que la producción en 2018 caiga a 512K mt

Algo para llevar…

• La intensificación y sobre explotación de los cultivos conlleva al desarrollo o expresión de nuevas enfermedades y/o un mayor impacto de las existentes.

• El manejo de una alimentación preventiva en los sistemas de explotación debe ser parte de una estrategia integral, en conjunto con el manejo en granja y la bioseguridad.

• La identificación de aditivos funcionales y su uso a través del alimento es una pieza clave en la estrategia para reducir el impacto negatvo en la producción.

• Los retos en acuicultura son cada vez mayores y la implementación de herramientas encaminadas a la prevención ofrecen una mayor rentabilidad en el negocio.


GRACIAS POR SU ATENCION

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