Ciencia Animal

Sustitución de pienso comercial por zeolita natural en tilapias del Nilo GIFT (Oreochromis niloticus)

0000-0002-6687-8284J. Llanes^{1  *}  , M. Castro² 

¹Empresa Desarrollo Tecnologías Acuícolas. Carretera Central km 20 ½, Loma de Tierra, Cotorro, La Habana. Cuba.

²Instituto de Ciencia Animal. Apartado Postal 24, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.

Resumen

Mediante un diseño de clasificación simple, con cuatro tratamientos y tres repeticiones, se evaluaron diferentes porcentajes (1, 3 y 5) de sustitución de pienso comercial por zeolita natural en tilapias del Nilo GIFT (Oreochromis niloticus). Se utilizaron 240 alevines (0.11 ± 0.03 g de peso inicial), que se alimentaron con las raciones experimentales durante 60 d. El incremento de la utilización de zeolita en las raciones disminuyó (P < 0.05) la cantidad de alimento por animal (9.08 a 6.50 g) y de proteína suministrada (2.95 a 2.09 g). No se encontraron diferencias (P >0.05) en los pesos finales (5.88, 5.84, 4.89 y 5.74 g) y las supervivencias (86.66, 95.67, 90.00 y 90.00%) entre los tratamientos experimentales. Sin embargo, la conversión alimentaria y la eficiencia proteica mejoraron (P < 0.05) con 5 % de zeolita, lo que permitió disminuir los costos de alimentación con ahorro de US $ 226.74 /t. Se concluye que la sustitución de 5 % de pienso comercial por zeolita natural cubana mejora la eficiencia en la utilización del alimento con efecto económico positivo. Se propone continuar investigaciones con la zeolita como sustituto parcial de materias primas proteicas en el pienso de tilapias.

Palabras-clave: alimentación; minerales; peces; zoad

Las zeolitas son aluminosilicatos hidratados, cristalinos, microporosos, que tienen diversas aplicaciones, debido a sus singulares características fisicoquímicas, como el intercambio iónico y las propiedades de adsorción-desorción (^{Ghasemi et al. 2016}). Su uso principal en el sector acuícola se encaminó a mejorar la calidad del agua de las granjas y tanques de transporte de peces por la captación selectiva del NH4+ y metales pesados tóxicos (^{Aly et al. 2016} y ^{Martínez et al. 2019}).

En sistemas cerrados o con recirculación de agua en acuicultura, el NH4+ producido por la descomposición de excretas y el alimento no consumido es una de las principales causas de mortalidad en peces. La nitrificación biológica es el método más común para su eliminación, aunque se ha informado que procesos basados en el intercambio de iones de zeolita resultaron efectivos para controlar el contenido de nitrógeno en el agua de cultivo (^{Motesharezadeh et al. 2015}).

Según ^{Castro (2014)}, en la producción de animales terrestres, la zeolita mejora la eficiencia en la utilización de nutrientes, especialmente las fuentes de proteínas. Por tanto, favorece la tasa de crecimiento y el rendimiento productivo. Además, permite sustituir determinados porcentajes de materias primas en los piensos destinados a animales monogástricos y rumiantes.

Las referencias disponibles en peces acerca de la zeolita como recurso para promover crecimiento y mejorar la eficiencia alimentaria son escasas, y aún constituye un tema objeto de discusión. El objetivo de este trabajo fue evaluar diferentes porcentajes (1, 3 y 5) de sustitución del pienso de alevines de tilapias por zeolita natural cubana en la alimentación de alevines de tilapias del Nilo GIFT (Oreochromis niloticus).

Materiales y Métodos

El experimento se realizó en el Laboratorio de Nutrición de Peces de la Empresa de Desarrollo de Tecnologías Acuícolas (EDTA) en La Habana, Cuba, desde el 17 de junio al 15 de agosto de 2019. Las unidades experimentales consistieron en 12 tanques circulares de cemento, de 68 L de capacidad, con flujo de agua constante (recambio de 100 % diario).

Se utilizaron alevines de tilapias del Nilo GIFT (Oreochromis niloticus), procedentes del área de genética de la EDTA. Se aclimataron en el laboratorio una semana con el pienso de alevines de tilapias (PAT). Pasado este tiempo, se capturaron y seleccionaron 240 animales, con 0.11± 0.03 g de peso medio inicial, distribuidos al azar según modelo de clasificación simple, con cuatro tratamientos y tres repeticiones. En cada tanque se ubicaron 20 animales. Todos los días se tomaron los valores de temperatura y oxígeno disuelto con oxímetro digital portátil (HANNA®, Rumania).

La zeolita experimental procedió de la planta San Andrés, en Holguín, Cuba. Este producto se comercializa con el nombre de Zoad y tiene una granulometría menor de 0.8 mm.

Se establecieron cuatro tratamientos: un control, que correspondió con el PAT (tabla 1), y tres dietas experimentales (D), que consistieron en la sustitución de 1, 3 y 5 % del PAT por la zeolita (tabla 2).

Tabla 1 Composición porcentual y química del pienso de alevines de tilapias (control). 

Ingredientes	%
Harina de pescado	12.0
Harina de soya	40.0
Harina de maíz	22.4
Salvado de trigo	20.0
Aceite vegetal	3.0
Fosfato dicálcico	1.6
*Mezcla Vit-mineral	1.0
Total	100
Materia seca	88.1
Proteína bruta	29.57
Extracto etéreo	6.59
Fibra bruta	4.13
Cenizas	7.43
Energía digestible (MJ/kg)	12.16

*Mezcla vitamínica-mineral (kg de dieta): vitamina A, 500IU; vitamina D, 100IU; vitamina E, 75 000 mg; vitamina K, 20 000 mg; vitamina B1, 10 000 mg; vitamina B3, 30 000 mg; vitamina B6, 20 000 mg; vitamina B12, 100 mg; vitamina D, 60 000 mg; niacina, 200 000 mg; ácido fólico, 500 mg; biotina, 0.235 mg; selenio, 0.2 g, hierro, 80 g; manganeso, 100 g; cinc, 80 g; cobre, 15 g; cloruro de potasio, 4 g; óxido de manganeso, 0.6 g; bicarbonato de sodio, 1.5 g; yodo, 1.0 g; cobalto, 0.25 g.

Tabla 2. Composición porcentual y química de las dietas experimentales (g /100 g). 

Ingredientes	D-I (1%)	D-II (3%)	D-III (5%)
Pienso comercial	99	97	95
Zeolita natural	1	3	5
Total	100	100	100
Materia seca	89.26	89.1	90.12
Proteína bruta	29.24	28.65	28.10
Extracto etéreo	6.50	6.38	6.26
Fibra bruta	4.08	4.00	3.92
Cenizas	8.62	10.06	12.10
Energía digestible (MJ/kg)	12.04	11.80	11.55

Preparación de las dietas. Para la elaboración del PAT se molieron las harinas de pescado, soya, maíz y el salvado de trigo en un molino de martillo criollo, a 250 µm, y se mezclaron en una mezcladora (HOBART MC-600®, Canadá). Se adicionó el aceite y la premezcla de vitaminas y minerales. Posteriormente, el pienso se dividió en cuatro porciones iguales para la inclusión de los diferentes niveles de zeolita. De cada porción (tratamiento), una parte se dejó como harina para la alimentación en la primera etapa, y la otra se peletizó en un molino de carne (JAVAR 32, Colombia) a 1 mm de diámetro. Posteriormente, se procedió al secado en una estufa (Selecta, España) a 60 oC durante 24 h.

Las dietas se ofrecieron en forma de harinas los primeros 30 d, y luego en pellets de 1 mm. Se suministraron en cuatro raciones, en los horarios de 8:00, 11:00, 14:00 y 16:30 h, durante 60 d. La tasa de alimentación fue al 20 % del peso corporal por día, la cual se ajustó cada 15 d. Al final del bioensayo se pesaron los peces individualmente para el cálculo de los indicadores productivos siguientes:

• Alimento suministrado= Alimento añadido/ número de animales finales.

• Proteína suministrada= Proteína añadida/ número de animales finales.

• Peso medio final.

• Factor de conversión alimentaria (FCA) = Alimento añadido /ganancia peso.

• Eficiencia proteica= Ganancia de biomasa /proteína suministrada.

• Supervivencia (S)= Número de animales finales/ número de animales iniciales x 100.

Análisis bromatólogico. A las harinas se le aplicaron los métodos descritos por ^{AOAC (2016)}. A partir de los resultados, se determinaron los aportes de nutrientes de cada dieta. La energía digestible (ED) se calculó con los coeficientes calóricos referidos por ^{Pezzato et al. (2001)}.

Análisis estadístico. Se probaron los supuestos de normalidad y homogeneidad. Se realizó un ANOVA de clasificación simple mediante el paquete estadístico INFOSTAT, versión 2012 (^{Di Rienzo et al. 2012}). Cuando se encontraron diferencias (P < 0.05), las medias se compararon por la dócima de ^{Duncan (1955)}.

Análisis económico. Se realizó según el procedimiento de ^{Toledo et al. (2015)}. Se calcularon los costos de las raciones experimentales a partir de los precios internacionales representativos de las materias primas para febrero 2020 (www.fao.org/giews/pricetool) (tabla 3). A los resultados se adicionó 45 % del total de gastos de materias primas por concepto de gastos adicionales (transportación, maquila y administrativos para Cuba). Estos valores se multiplicaron por los FCA obtenidos en este estudio para conocer los costos de alimentación.

Tabla 3 Precios internacionales de las materias primas utilizadas en la formulación de las raciones experimentales (US $ /t). 

Materias primas	US $
Harina de pescado	1 366.94
Harina de soya	352.90
Harina de maíz	218.99
Salvado de trigo	65.00
Aceite vegetal	774.91
Fosfato dicálcico	423.10
Mezcla Vit-mineral	1 975.11
Zeolita natural	75.00

Resultados y Discusión

La temperatura y el oxígeno disuelto en el agua de los tanques oscilaron entre 26.1 y 27.4oC, y entre 4,54 y 5,35 mg/L, respectivamente. Estos valores se consideran adecuados para el buen desempeño productivo de la especie (^{Costa et al. 2017}). Además, la circulación de agua se controló eficientemente y se garantizó 100 % del recambio diario.

Las dietas experimentales tuvieron buena aceptación, lo que indicó que no se afectó la palatabilidad de las raciones por los niveles de zeolita evaluados. De igual forma, cuando se comenzó a suministrar el alimento en pellets se observó que la estabilidad de los mismos en el agua fue buena, lo que se pudiera relacionar con el efecto aglutinador del mineral, como informó ^{Abdel-Rahim (2017)}. Según este autor, la zeolita se registró en la Unión Europea como un aditivo alimentario (aglutinador, agente anti-endurecedor y coagulante), recomendado en alimentos artificiales para reducir los efectos tóxicos de aflatoxinas, y como agente antimicrobiano.

Entre los beneficios principales de la utilización de la zeolita en peces se encuentra su acción en el control de micotoxinas y en la reducción de los efectos tóxicos de aflatoxinas, así como en el incremento del consumo de alimento. La zeolita interviene también en la reducción de la conversión alimentaria por mayor eficiencia en la utilización de proteína, lo que conlleva al incremento del crecimiento y a la reducción de la mortalidad (^{El-Gendy et al. 2015} y ^{Abdel-Rahim 2017}). Además, puede mejorar la calidad del agua de cultivo por la captación de los iones amonio, lo que influye de forma positiva en el bienestar de los animales y en los efluentes que se vierten al medio (^{Ghasemi et al. 2016} y ^{Martínez et al. 2019}).

Se encontraron diferencias (P < 0.05) en los indicadores relacionados con la cantidad de alimento y cantidad de proteína por animal a partir de 3 % de inclusión de zeolita (tabla 4). Esto se debe a que el crecimiento no se afectó y, por tanto, las cantidades de alimento suministrado fueron similares. Al sustituir 3 y 5 % de pienso por zeolita, estos indicadores disminuyeron con respecto al control y la D-I, donde solo se sustituyó 1% de pienso.

Los pesos finales no difirieron entre las dietas experimentales (tabla 4), lo que indica que la inclusión de hasta 5 % de zeolita fue factible en la ración de alevines de tilapia del Nilo. Es importante señalar que este tratamiento tuvo la menor cantidad de proteína suministrada por animal (tabla 4), y no afectó el crecimiento de los alevines con respecto al control y la D-I (1%), lo que puede respaldar lo informado por ^{Abdel-Rahim (2017)} con respecto al efecto positivo que tiene la incorporación de zeolita en el crecimiento de los peces.

Tabla 4 Comportamiento productivo de los alevines de tilapias del Nilo con las dietas experimentales. 

Indicadores	Control PC	D-I 1%	D-II 3%	D-III 5%	± EE Sign
Cantidad de alimento /pez (g)	9.08 a	8.54 a	7.51b	6.50 c	1.07 P=0.001
Cantidad proteína / pez (g)	2.95 a	2.76 a	2.39 b	2.09 b	0.10 P=0.001
Pesos finales (g)	5.88 ±0.46	5.84 ±0.6	4.89 ±0.32	5.79 ±0.43	P=0.404
Conversión alimentaria	1.52 a	1.44 a	1.50 a	1.19 b	0.05 P=0.001
Eficiencia proteica	2.03 a	2.16 a	2.04 a	2.63 b	0.09 P=0.001
Supervivencia (%)	86.66	95.67	90.00	90.00	1.75 P=0.24

Letras diferentes en la misma fila difieren estadísticamente para P < 0.05, según ^{Duncan (1955)}

Varios informes demuestran la relación directa entre el crecimiento de los peces y el consumo de proteína dietética (^{Toledo et al. 2007} y ^{Mejías et al. 2016}). En este estudio se evidenció mayor eficiencia en la utilización de la proteína con la incorporación de zeolita. Esto se reafirma en los valores de conversión alimentaria y eficiencia proteica (tabla 4), que mejoraron de forma significativa con 5 % de este mineral. Además, en este experimento se corrobora lo informado por ^{Kanyilmaz et al. (2015)}, quienes encontraron mayores coeficientes de digestibilidad de materia seca y proteína en dietas suplementadas con 5 % de zeolita en carpa común (Cyprinus carpio).

^{Galindo et al. (2006)} evaluaron 3 % de zeolita natural (clinoptilolita y mordenita) procedente del yacimiento de Tasajeras, en la provincia de Villa Clara, en el alimento de juveniles de camarón blanco Litopenaeus schmitti. Estos autores no obtuvieron diferencias estadísticas en el crecimiento entre los animales que consumieron el alimento con zeolita y sin ella, pero sí las hubo en la conversión alimentaria. Esto evidenció mejor aprovechamiento del alimento en el que se incluyó zeolita, resultado que coincide con lo obtenido en este estudio con tilapias.

^{El-Gendy et al. (2015)} desarrollaron un trabajo a escala productiva, con 2 % de zeolita en la ración de alevines de tilapias del Nilo y una tasa de alimentación de 2, 2.5 y 3 % del peso corporal. Estos autores informaron los mejores indicadores de calidad del agua (pH, amonio, nitrito, nitrato y alcalinidad) y productivos, con 2.5 % de la biomasa. ^{Steica y Morea (2013)}, al estudiar el efecto de la zeolita natural en alimentos para peces, concluyeron que su efecto aglutinador mejora la estabilidad del alimento y reduce los desechos. Además, incrementa la palatabilidad y expone por mayor tiempo el bolo alimenticio al efecto de las enzimas digestivas, por lo que lo consideraron un promotor del crecimiento.

^{Aly et al. (2016)} compararon 5 y 10 ppt. de zeolita natural con un producto probiótico, microorganismos efectivos (ME) de EMRO Japón, que añadieron a 400 ppm. en el agua de cultivo de larvas de lubina europea Dicentrarchus labrax. No encontraron diferencias en los pesos finales, pero la supervivencia fue mayor en el tratamiento con ME. Este resultado lo atribuyeron al efecto de estos últimos en el mejoramiento del balance de microorganismos en el intestino, al fortalecimiento del sistema inmune y a la contribución que hacen a la calidad del agua. En los tratamientos con zeolita fue mayor la eficiencia en la eliminación del amonio.

En este estudio, las supervivencias no mostraron diferencias (tabla 4), contrario a lo que se informó en el trabajo de ^{Larmoyeux y Piper (2006)}. Estos autores informaron baja incidencia de enfermedades bacterianas y mortalidad, cuando se utilizó zeolita en las raciones de peces, lo que se explica por su efecto antimicrobiano. Los valores que alcanzaron fueron superiores al 60 % informado por ^{Aly et al. (2016)} en larvas de lubina europea con zeolita natural, y resultaron ligeramente inferiores al 94 % obtenido en tilapias del Nilo por ^{El-Gendy et al. (2015)}.

El análisis económico (tabla 5) mostró que la utilización de niveles crecientes de zeolita disminuye los costos de las raciones, por su menor precio con respecto al pienso comercial. Además, los mayores ahorros se encontraron con la utilización de 5 %, debido a que fue la ración de menor costo, y con la que se obtuvo la menor conversión alimentaria. Estos resultados corroboran los trabajos de ^{El-Gendy et al. (2015)} y ^{Abdel-Rahim (2017)}.

Tabla 5 Análisis económico de la producción de tilapias del Nilo, con 1, 3 y 5 % de zeolita natural (US $ /t) 

Indicadores	Control PC	D-I 1%	D-II 3%	D-III 5%
Costo de la ración	593.57	588.38	578.01	567.64
Costo de alimentación	902.23	847.27	867.01	675.49
Ahorro	-	54.96	35.22	226.74

Se evidenció que la sustitución de 5 % de pienso comercial por zeolita natural cubana no afectó el crecimiento de alevines de tilapias del Nilo GIFT, y mejoró la utilización del alimento (conversión y eficiencia proteica) con un efecto económico positivo. Se propone desarrollar nuevas investigaciones que evalúen la zeolita como sustituto de materias primas proteicas (harinas de pescado y soya) en la alimentación de esta especie.

References

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Recibido: 22 de Mayo de 2020; Aprobado: 29 de Junio de 2020

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Declaración de conflicto de intereses: Los autores declaran no presentar conflicto de intereses

Contribución de los autores: Los autores declaran presentar contribución igualitaria en la concepción de la investigación, obtención y procesamiento de los datos y redacción del documento