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La importancia de los minerales orgánicos en la nutrición acuícola - Primera parte

Los minerales son elementos indispensables en la nutrición animal. Estos pueden ser clasificados en macrominerales o microminerales, dependiendo de las cantidades en las que son requeridos por los organismos durante el cultivo. Los microminerales, también llamados minerales traza, generalmente son requeridos en cantidades dentro del rango de partes por millón o mg/kg. Este grupo está compuesto por minerales como Manganeso, Cobalto, Cobre, Selenio, Hierro y Zinc, y son importantes para la salud animal pues, entre otras funciones, actúan como componentes de las metaloenzimas que trabajan en distintos procesos fisiológicos (Fig. 1): 

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Fig.1- Adaptado de Lall (2002).

¿Cómo los organismos obtienen estos minerales durante el cultivo? Bajo las densidades del cultivo en la acuicultura comercial actual, estos minerales deben ser proporcionados a los organismos en cantidades adecuadas a través del alimento balanceado. Existen inicialmente dos grupos en los que estos minerales son clasificados para su uso en la nutrición animal: como minerales inorgánicos y como minerales orgánicos. 

Los minerales inorgánicos son sales minerales compuestas por un anión (óxido, carbonato y sulfato) y un catión mineral metálico. La principal característica de los minerales inorgánicos es que el mineral catión y el anión están unidos por un enlace iónico, intrínsecamente de baja fuerza y con una alta solubilidad en el agua. Esto propicia que en condiciones acuosas o en el intestino de los organismos, la sal mineral se disocie en iones individuales con cargas positivas y negativas.  

Por su parte, los minerales orgánicos están compuestos por el elemento mineral metálico y por una o varias moléculas que contienen carbono, hidrogeno y oxígeno en su estructura; generalmente siendo uno o varios aminoácidos, cadenas de aminoácidos o polisacáridos. A diferencia del enlace iónico en los minerales inorgánicos, los componentes de los minerales orgánicos están ligados (en estas moléculas, la ligación es denominada complejación o quelación) por enlaces covalentes de mayor fuerza; lo que previene su disociación y evita en un mayor grado que los minerales metálicos presenten cargas. Este menor grado de disociación tiene una significancia práctica, por ejemplo, para el alimento del camarón donde  de acuerdo a Koshio y Davis (2010), la lixiviación de los minerales fuera del alimento es un problema significativo, ya que estos pueden fácilmente perder sus enlaces, ser disueltos en la columna de agua y no llegar a los organismos en cultivo.

En la industria de la nutrición animal, los minerales inorgánicos son más utilizados debido a su bajo costo, sin embargo debido a sus cargas iónicas, estos son ineficientes en términos de biodisponibilidad. También se ha observado que las cargas de los minerales inorgánicos provocan que interactúen con otros componentes del alimento balanceado como las vitaminas, los antioxidantes y las enzimas; reduciendo la efectividad de estos aditivos y la biodisponibilidad del mineral. Esto previene que los minerales inorgánicos sean incorporados por el metabolismo del organismo y cumplan con su función fisiológica. A continuación, se presentan distintos beneficios, observados in vivo e in vitro, por el uso de minerales orgánicos en la nutrición animal.

Sobredosificación 

De acuerdo a la disponibilidad de la información encontrada en la literatura científica, es evidente que existen varios retos para determinar los requerimientos de los minerales traza para las especies acuícolas (National Research Council, 2011). Entre ellos, está la dificultad de elaborar dietas purificadas con cantidades específicas de minerales que produzcan deficiencias en el crecimiento de los organismos o síntomas clínicos. Por otro lado, usualmente los requerimientos son determinados en condiciones de laboratorio, que difieren de aquellos en los que los organismos son cultivados comercialmente bajo retos ambientales, físicos y biológicos; donde realmente radica el interés de realizar estas determinaciones. Aun cuando experimentalmente se han logrado superar estos retos, la mayoría de los bioensayos han sido realizados empleando minerales inorgánicos, los cuales se ha comprobado que tienen una baja biodisponibilidad. Esto provoca que los niveles recomendados sean mayores a los que el organismo realmente necesita, es decir, existe una sobredosificación de minerales que no son asimilados por los organismos y que resulta en el desecho de estos minerales hacia el medio ambiente. 

Utilizando minerales orgánicos de mayor biodisponibilidad, se pueden dosificar a menores cantidades para cumplir con los niveles nutricionales utilizados por la industria. Esto ha sido observado en varios estudios, como el realizado por Katya y col. (2016), quienes determinaron que en condiciones de laboratorio, el utilizar minerales orgánicos (cobre, zinc y manganeso) al 50% de una dosis de minerales inorgánicos, no produce efectos negativos sobre el crecimiento del camarón blanco (Litopenaeus vannamei) del Pacífico. Bharadwaj y col. (2014) lograron obtener un crecimiento similar en camarón blanco del Pacífico, utilizando una formulación zinc orgánico al 50% de una dosis empleada de zinc inorgánico. De la misma manera, Apines-Amar y col. (2004) no detectaron un decremento en el crecimiento de la trucha (Oncorhynchus mykiss) al ser alimentada con alimento balanceado que contenía minerales orgánicos al 50% de los niveles de los inorgánicos. El hecho de poder utilizar una menor cantidad de minerales en su presentación orgánica representa hacer un uso más eficiente de los recursos y un menor nivel de contaminación generada por descargas acuícolas. Por ejemplo, desde un punto de vista ambiental y regulatorio, en la Unión Europea existe legislación que busca limitar la descarga de minerales a los cuerpos de agua y esto ha extendido el uso de minerales orgánicos por parte de nutriólogos y plantas de alimentos; pues como se mencionó, pueden ser usados en menores dosis que sus contrapartes inorgánicas por presentar una mayor biodisponibilidad y absorción. 

Este artículo fue escrito por Enrique Guemez Sorhouet, Gerente Técnico Comercial de Acuicultura, y publicado en su cuenta de LinkedIn

Referencias: 

  • Lall, Santosh. 2003. The Minerals. En: John E. Halver y Ronald W. Hardy, Fish Nutrition, 3ra edición, Academic Press. Pp. 259-308. 
  • Apines-Amar, M. Satoh, S., Marlowe, C., Caipang, A. Kiron, V., Watanabe, T. y Aoki, T. 2004. Amino acid-chelate: a better source of Zn, Mn and Cu for rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. Aquaculture, Vol. 240. No. 1–4. pp. 345-358. 
  • Koshio, S. y Davis, A. 2010. Mineral requirements of shrimp and prawns. En: Alday-Sanz V. The Shrimp Book. Nottingham University Press. pp 485-490.  
  • National Research Council. 2011. Nutrient Requirements of Fish and Shrimp. The National Academies Press. 
  • Bharadwaj, S.A., Patnaik, S., Browdy, L.C., Lawrence, L.A. 2016. Availability of dietary zinc sources and effects on performance of pacific white shrimp Litopenaeus vannamei (Boone). International Journal of Recirculating Aquaculture. Vol. 13, 1-10.  
  • Katya, K., Lee, S., Yun, H., Dagoberto, S., Browdy, C., Vazquez-Anon, M. y Bai, S. 2016. Efficacy of inorganic and chelated trace minerals (Cu, Zn and Mn) premix sources in Pacific white shrimp, Litopenaeus vannamei (Boone) fed plant protein based diets. Aquaculture. Vol. 459. pp 117-123.

 

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