Fuentes de Metionina Comercialmente Disponible en los Alimentos Acuícolas

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Todos los organismos vivos, incluidos los peces y los crustáceos, no requieren proteínas por si mismos, sino aminoácidos (AA), los componentes básicos de las proteínas. Todos los AA contienen estructuralmente tres partes comunes: un enlace de carbono unido a uno hidrógeno, un grupo amino que contiene nitrógeno y un grupo carboxílico. Las proteínas, que consisten  en pocos y hasta miles de AA, tienen numerosas funciones estructurales y metabólicas.

En la producción animal, el resultado más directo de las deficiencias de AA se traduce en un crecimiento reducido. Tradicionalmente, era el incentivo económico, que trajo como consecuencia el uso de un AA suplementario en la formulación de la dieta. Sin embargo, hubo una evolución gradual con más énfasis dirigido hacia la sostenibilidad y el suministro total de nutrientes.

En formulaciones de alimentos acuícolas, la metionina (Met) es generalmente el primer aminoácido esencial limitante (EAA) especialmente en dietas bajas en harina de pescado (FM). Por lo tanto, se requiere incluir una fuente suplementaria de Met con el fin de cumplir con la especificación de los alimentos, dirigidos a los requisitos del animal para este EAA en particular.

Al evaluar nutrientes suplementarios o aditivos para su uso en la formulación de alimentos, se deben considerar tres parámetros: (i) valor nutricional (efectividad biológica) del suplemento de nutrient (ii) estabilidad, homogeneidad, etc., durante el proceso de producción de alimento y (iii) propiedades físicas de la fuente de nutrientes durante la práctica de alimentación.

Hay varias fuentes Met comercialmente disponibles en el mercado como DL-Met (DL-Metionina para Acuicultura), DL-Metionil-DL-Metionina (AQUAVI® Met-Met), L-Met (L-Metionina), Metionina Hidroxi Análoga- ácido libre (MHA-FA o MHA líquido) y sal de calcio Metionina Hidroxi Análoga (MHA-Ca). Tanto los animales terrestres como los acuáticos pueden utilizar el AA cristalino como la metionina; sin embargo, la disponibilidad biológica de las diferentes fuentes de metionina difiere enormemente. Las diferencias en la disponibilidad biológica son un reflejo de las diferencias en la matriz del producto, la digestibilidad, el mecanismo de transporte y los requisitos de conversión metabólica.

DL-Met, así como el dipéptido DL-Metionil-DL-metionina (Met-Met), son la mezcla racémica de D- y L-isómero de metionina y están disponibles comercialmente como aditivos para piensos, con 99 por ciento de DL-Met y 95% de Met-Met (95% DL-Metionil-DL-Metionina y 2% DL-Met) de pureza, respectivamente. Como solo el isómero L puede ser utilizado para la síntesis de proteínas por el cuerpo de los animales, el isómero D se convierte metabólicamente en isómero L primero a través de la oxidación a ceto-metionina por la enzima D-amino oxidasa y luego transaminado por la enzima transaminasa a L-Met. Las enzimas requeridas en la conversión de la forma D a la forma L no tienen un factor limitante en peces y camarones.como en las aves de corral y porcinos.

Por otro lado, MHA-Ca y MHA-FA también son mezclas racémicas de sus isómeros D y L. El MHA-Ca consiste en aproximadamente 84 % de monómero de MHA, 12 % de calcio y 4% de agua y el MHA-FA, 65 % de monómero, 23 % de dímeros / trímeros y el 12 % restante de agua.

Químicamente, tanto MHA-Ca como MHA-FA no se pueden clasificar como AA. El AA contiene tanto un carboxilo (COOH) como un grupo amino (NH2), sin embargo, en el Análogo Hidroxilado de la Metionina, el grupo NH2 es reemplazado por un grupo hidroxilo (OH) y por esa razón no puede clasificarse como un aminoácido (Dibner 2003). El Análogo Hidroxilado de la Metionina tiene que pasar por una serie de transformaciones metabólicas para ser utilizado por los animales. Mediante una reacción de deshidrogenasa, primero se convierte en un análogo ceto de metionina y luego en la L-metionina utilizable, mediante una reacción de transaminasas.

Finalmente, la L-Met también está disponible comercialmente como un aditivo para piensos con un 99 por ciento de pureza y no requiere ninguna conversión, ya que el cuerpo puede utilizar la forma L. Sin embargo, está claramente establecido por el Consejo Nacional de Investigación basado en estudios nutricionales (NRC, 2011), que los peces y los camarones pueden usar D-Met para reemplazar la L-Met en una base equimolar.

Evonik Animal Nutrition recopiló una revision  reciente, actualizando la publicación original titulada “Biodisponibilidad relativa de fuentes de metionina en peces” (Lemme, 2010), con las últimas publicaciones científicas y datos de ensayos de la industria tanto de peces  como de camarones.

Varios estudios que compararon el valor nutricional de los productos MHA con DL-Met realizados en peces, concluyeron que tanto MHA-FA como MHA-Ca están significativamente menos disponibles que la DL-Met (Lemme 2010; Lemme et al., 2012; Figueiredo-Silva et al. 2014, Powell y otros, 2017). Al aplicar el análisis de regresión y comparar las pendientes de ganancia de peso entre fuentes de Met, el valor nutricional revelado de MHA-Ca en relación con DL-Met varió entre 22 por ciento en la tilapia del Nilo y el bagre de canal hasta 62 por ciento en el tambor rojo en caunto al peso (p. / wt), como se presenta en la Tabla 1 y la Figura 1.

En este punto, vale la pena explicar el significado de las bases equimolares y wt / wt con un ejemplo simple. Según NRC (2011), “sobre la base de las evidencias experimentales disponibles, el comité considera razonable suponer que la eficacia biológica del HMB (ácido 2-hidroxi-4- (metiltio) butanoico conocido como MHA) para los peces es aproximadamente de 75 al 80% de DL-Met sobre una base equimolar “.

La proporción equimolar es el resultado de experimentos científicos in vivo que determinan la biodisponibilidad relativa de las fuentes de nutrientes probadas a través del análisis de los parámetros de rendimiento de crecimiento clave de un ensayo de respuesta a la dosis usando el análisis de regresión. La traducción en peso / peso es multiplicando la relación equimolar de las dos fuentes de Met con el ingrediente activo del producto. Como se mencionó anteriormente DL-Met tiene> 99 por ciento de pureza metionina y MHA-Ca 84 por ciento de ácido 2-hidroxi-4- (metiltio) butanoico por lo tanto, con una base equimolar de 77 por ciento, MHA-Ca tiene alrededor de 65 por ciento de eficacia biológica en un p / p base en comparación con DL-Met [77 (equimolar) x 0,84 (contenido de MHA en el producto MHA-Ca) = 65%].

Otros estudios que compararon sobre DL-Met y L-Met mostraron una biodisponibilidad no estadísticamente significativa pero ligeramente inferior de L-Met (82-83%) en relación con DL-Met en salmónidos. Esto requiere una mayor investigación, pero concuerda con datos anteriores obtenidos en el salmón (Sveier y otros 2001), la trucha arcoiris (Kim et al., 1992) y en el róbalo rayado híbrido (Keembiyehetty y Gatlin III, 1995), que muestran que D- y / o DL-Met son al menos tan efectivos como L-Met.

El análisis de regresión simultánea de un estudio reciente en Indonesia con el  L. vannamei reveló que la eficiencia nutricional del Met-Met en relación con la  L-metionina es del 194 por ciento,  basada en la ganancia de biomasa, 190 por ciento para SGR y 212 por ciento para la FCR (Figura 2; Hechos y Figura 1634). Estudios adicionales con el  L. vannamei y el  Met-Met muestran una mayor biodisponibilidad que varía desde 178 por ciento hasta 298 por ciento en comparación con DL-Met estableciendo un promedio mínimo de 200 por ciento de biodisponibilidad de Met-Met en relación con DL-Met, así como, en promedio una biodisponibilidad del 65 por ciento para MHA-CA en comparación con DL-Met tal como se validó en el ensayo de Tailandia (Tabla 1, Figura 2).

No es solo el valor nutricional de las diferentes fuentes de Met, sino que las características físicas de los productos son igualmente importantes. Los alimentos molidos  exigen una  atención adicional al observar la tendencia a la formación de bollos y la fluidez de las diferentes fuentes de Met, así como la capacidad de mezcla y la distribución homogénea de los nutrientes críticos y costosos en los alimentos. Por lo tanto, el tamaño promedio de las partículas se considera como uno de los factores principales para la homogeneidad de la mezcla en los alimmentos balanceados

Finalmente, un parámetro crítico en los alimentos acuícolas es la solubilidad y la lixiviación de los suplementos de nutrientes, como el Met, especialmente dado que la alimentación se lleva a cabo exclusivamente en sal o agua dulce. Las pruebas in vitro demostraron que los niveles de solubilidad en agua de cada una de las fuentes Met comercialmente disponibles también varían significativamente.

Como se presenta en la Figura 3, el dipéptido (Met-Met) es de 5 a 10 veces menos soluble en agua en comparación con otras fuentes de Met comercialmente disponibles. Dado que la lixiviación de los nutrientes de los pellets  está fuertemente relacionada con el comportamiento de alimentación de las especies acuícolas objetivo, por ende, el Met-Met es más adecuado para los crustáceos ya que el alimento se mantiene durante un tiempo prolongado en el agua, antes de que se consuma por completo.

Autor: Dr Alexandros Samartzis Gerente de Servicios Técnicos de Evonik

Fuente: International Aquafeed

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