Evaluación de la impregnación al vacío de una proteasa en ...

Evaluación de la impregnación al vacío

de una proteasa en un alimento extruido

para tilapia roja (Oreochromis spp) en

fase de alevinaje

Milton Fernando Cuatin Inguilan

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ingeniería y Administración, Maestría en Ingeniería Agroindustrial

Palmira, Colombia

2020

Evaluación de la impregnación al vacío

de una proteasa en un alimento extruido

para tilapia roja (Oreochromis spp) en

fase de alevinaje


Tesis o trabajo de investigación presentada(o) como requisito parcial para optar al título de:

Magister en Ingeniería Agroindustrial

Director:

Ph.D. José Ader Gómez Peñaranda

Codirector:

Ph.D. José Luis Hoyos Concha

Línea de Investigación:

Agroindustria de productos alimentarios, Acuicultura Continental de Aguas Cálidas

Grupo de Investigación:

Aprovechamiento de Subproductos Agroindustriales -Asubagroin

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ingeniería y Administración, Maestría en Ingeniería Agroindustrial

Palmira, Colombia

2020

Dedicatoria…

A Dios por brindarme muchas bendiciones y

fortalecerme en momentos difíciles.

A mi madre Victoria Inguilan Quiguantar, a mi

padre José Milton Cuatin Charfuelán, a mi querido

hermano Tomas Jerónimo Cuatin por su apoyo

incondicional, comprensión, cariño. y fuerza de

aliento para no desfallecer.

A mi prima Marcela Inampues Cuatin por su apoyo

incondicional.

Declaración de obra original

Yo declaro lo siguiente:

He leído el Acuerdo 035 de 2003 del Consejo Académico de la Universidad Nacional. «Reglamento

sobre propiedad intelectual» y la Normatividad Nacional relacionada al respeto de los derechos de

autor. Esta disertación representa mi trabajo original, excepto donde he reconocido las ideas, las

palabras, o materiales de otros autores.

Cuando se han presentado ideas o palabras de otros autores en esta disertación, he realizado su

respectivo reconocimiento aplicando correctamente los esquemas de citas y referencias

bibliográficas en el estilo requerido.

He obtenido el permiso del autor o editor para incluir cualquier material con derechos de autor (por

ejemplo, tablas, figuras, instrumentos de encuesta o grandes porciones de texto).

Por último, he sometido esta disertación a la herramienta de integridad académica, definida por la

universidad.


Nombre

Fecha 09/12/2020

Agradecimientos

Agradezco a Dios todo poderoso por todas las bendiciones recibidas.

Gracias infinitas a mi madre Victoria Inguilan por su gran amor, comprensión y compañía, a mi

padre José Milton Cuatin que a pesar de todas las circunstancias siempre está pendiente de la familia,

y a mi hermano Tomás Jerónimo Cuatin por compartir toda su ternura y ayudarme a ver el lado

bueno de la vida, por tu afecto y cariño que son los causantes de tanta felicidad.

De igual manera agradezco a mi director, el Doctor José Ader Gómez Peñaranda por compartir sus

conocimientos y por toda la orientación brindada.

Agradezco infinitamente a mi codirector y amigo el Doctor José Luis Hoyos Concha, por compartir

sus conocimientos, brindarme la oportunidad de ser parte de su equipo de trabajo y recorrer este

campo de la investigación.

Así mismo, agradezco al grupo de investigación Aprovechamiento de Subproductos y Residuos

Agroindustriales, Asubagroin, de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad del Cauca por

compartir sus conocimientos, experiencias y su amistad.

Finalmente, Agradezco al Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación,

Colciencias, quien fue la entidad encargada de financiar esta investigación a través del proyecto

titulado “Efecto de la adición de ácidos orgánicos y enzimas en los parámetros de calidad física y

nutricional de un alimento extruido para tilapia (Oreochromis spp) en la fase de alevinaje” ejecutado

en convenio con la Universidad del Cauca y Universidad La Gran Colombia- seccional Armenia.

Resumen y Abstract IX

Resumen

Evaluación de la impregnación al vacío de una proteasa en un alimento extruido para tilapia

roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje

El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la impregnación al vacío de una proteasa en

alimento extruido para tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje, inicialmente se optimizó

el proceso de extrusión empleando la metodología de superficie de respuesta y evaluada sobre la

calidad física del alimento. Las condiciones óptimas del proceso de extrusión fueron 131,6°C

temperatura del barril y 408,3 rpm velocidad de tornillo, el alimento extruido experimental presentó

para flotabilidad 95,6 ± 1,53%, índice de expansión 1,54 ± 0,03 y durabilidad 95,03 ± 0,92%.

Seguidamente se incorporó una proteasa en el alimento usando la tecnología de impregnación al

vacío, se evaluó presión de vacío (1013,25 mbar y 550 mbar) y velocidad de canasta (9 rpm y 15

rpm) sobre la calidad física del alimento y digestibilidad de proteína realizada por la proteasa. El

tratamiento 3 (550 mbar y 9 rpm) mostró buenos resultados, presentó para flotabilidad 95,33 ±

1,53%, 95,43 ± 0,12% en durabilidad y un grado de hidrólisis de 1,14 ± 0,05%.

Finalmente, el alimento funcional se evaluó en alevines de tilapia roja (Oreochromis spp) sobre los

parámetros de crecimiento y aprovechamiento nutritivo. Los resultados positivos fueron para tasa

de crecimiento específico 6,40 ± 0,04 %/día (tratamiento) y 5,31 ± 0,01 %/día (Control), el índice

de conversión alimenticia arrojó 1,20 ± 0,01 (tratamiento) y 1,53 ± 0,10 (control), el coeficiente de

eficiencia proteica presentó 1,84 ± 0,02 (tratamiento) y 1,45 ± 0,10 (control) y en digestibilidad

aparente de proteína no presentó diferencia significativa.

Palabras clave: Tilapia, Alimentos extruidos, Proteasas, Impregnación al vacío,

Digestibilidad, Aprovechamiento Nutricional.

X Evaluación de la impregnación al vacío de una proteasa en un alimento extruido para tilapia


Abstract

Evaluation of the vacuum impregnation of a protease in an extruded fish feed for red tilapia

(Oreochromis spp) in the fry stage

The aim of this study was evaluating the effect of vacuum impregnation of a protease in extruded

aquafeed for red tilapia (Oreochromis spp) in fry phase, initially the extrusion process was optimized

using the response surface methodology and evaluated on the physical quality of aquafeed. The

optimal conditions of the extrusion process were 131,6 ° C barrel temperature and 408,3 rpm screw

speed, the experimental extruded aquafeed presented to floatability 95,6 ± 1,53%, expansion index

1,54 ± 0,03 and durability 9,03 ± 0,92%.

Then a protease was impregnated into aquafeed using vacuum impregnation technology, vacuum

pressure (1013.25 mbar and 550 mbar) and basket speed (9 rpm and 15 rpm) were evaluated on the

physical quality of aquafeed and digestibility of protein done by the protease. The treatment 3 (550

mbar and 9 rpm) showed good results, presented to floatability 95,33 ± 1.53%, 95,43 ± 0,12% in

durability and a degree of hydrolysis of 1,14 ±0,05%.

Finally, the functional aquafeed was evaluated in red tilapia fry (Oreochromis spp) on growth

parameters and nutritional use. The positives results were to specific growth rate 6,40 ± 0,04%/day

(treatment) and 5,31 ±0,01 %/day (control), feed conversion ratio showed 1,20 ± 0,01 (treatment)

and 1,53 ± 0,10 (control), protein efficiency coefficient presented 1,84 ± 0,02 (treatment) and 1,45

± 0,10 (control) and in apparent protein digestibility did not present significant difference.

Keywords: Tilapia, Extruded aquafeed, Proteases, Vacuum impregnation, Digestibility,

Nutritional use.

Contenido XI

Contenido

Pág.

Resumen IX

Lista de figuras ............................................................................................................... XV

Lista de tablas ................................................................................................................ XVI

Introducción 1

1. Planteamiento del Problema ........................................................................................ 3

2. Justificación ................................................................................................................ 5

3. Marco teórico .............................................................................................................. 7 3.1 Definición de acuicultura ....................................................................................... 7 3.2 Tilapia roja (Oreochromis spp) ............................................................................... 7

3.2.1 Taxonomía de la tilapia roja (Oreochromis spp) ..................................................... 8 3.2.2 Formación y desarrollo del sistema digestivo en peces ............................................ 8 3.2.3 Requerimientos nutricionales en tilapia ............................................................... 11 3.2.4 Condiciones ambientales optimas de producción de la tilapia................................. 14

3.3 Calidad de alimentos acuícolas ............................................................................. 16 3.3.1 Flotabilidad (F) ................................................................................................ 17 3.3.2 Índice de expansión (IE) ................................................................................... 17 3.3.3 Densidad específica (DE) .................................................................................. 17 3.3.4 Durabilidad (D) ................................................................................................ 18 3.3.5 Índice de absorción de agua (IAA) ..................................................................... 18 3.3.6 Índice de estabilidad en agua (IEA) .................................................................... 18

3.4 Aditivos alimentarios en la acuicultura .................................................................. 19 3.4.1 Probióticos ...................................................................................................... 19 3.4.2 Ácidos orgánicos .............................................................................................. 21 3.4.3 Prebióticos ...................................................................................................... 22 3.4.4 Fitogenéticos ................................................................................................... 23 3.4.5 Enzimas exógenas ............................................................................................ 23

▪ Proteasas ........................................................................................................ 27 3.5 Proceso de extrusión en la elaboración de alimentos acuícolas .................................. 28

3.5.1 Extrusión de tornillo simple ............................................................................... 29 3.5.2 Extrusión de doble tornillo ................................................................................ 29

3.6 Proceso de impregnación al vacío para la adición de aditivos alimentarios ................. 30

4. Estado del arte .......................................................................................................... 33

XII Evaluación de la impregnación al vacío de una proteasa en un alimento extruido para

tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje

5. Objetivos .................................................................................................................. 39

5.1 Objetivo general .................................................................................................. 39 5.2 Objetivos específicos ........................................................................................... 39

6. Materiales y métodos ................................................................................................ 41 6.1 Condiciones de operación para la elaboración de un alimento extruido para alimentación

de tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje ........................................................ 41 6.1.1 Localización .................................................................................................... 41 6.1.2 Adecuación y formulación de dietas para tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de

alevinaje .................................................................................................................... 41 6.1.3 Proceso de extrusión de la dieta ......................................................................... 44 6.1.4 Calidad física del alimento ................................................................................ 44

▪ Flotabilidad (F) ................................................................................................ 44 ▪ Índice de expansión (IE) ................................................................................... 45 ▪ Densidad específica (DE) .................................................................................. 45 ▪ Durabilidad (D) ............................................................................................... 45 ▪ Índice de absorción de agua (IAA) e Índice de estabilidad en el agua (IEA) ............ 46

6.1.5 Diseño experimental ......................................................................................... 47 6.2 Evaluación de una proteasa incorporada por impregnación al vacío en un alimento extruido

para alimentación de tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje .............................. 49 6.2.1 Actividad enzimática proteasa FP 31 NFT .......................................................... 49 6.2.2 Proceso de impregnación al vacío para incorporar una enzima en un alimento extruido

...................................................................................................................... 51 6.2.3 Calidad física del alimento impregnado .............................................................. 51 6.2.4 Digestibilidad de proteína en alimento impregnado con enzima FP31 NFT ............. 52 6.2.5 Diseño experimental ......................................................................................... 53

6.3 Evaluación de parámetros de crecimiento y aprovechamiento nutritivo de tilapia roja

(Oreochromis spp) en fase de alevinaje, utilizando alimento extruido impregnado al vacío con una

proteasa ........................................................................................................................ 54 6.3.1 Adecuación de tanques ..................................................................................... 54 6.3.2 Selección y manejo de los peces ........................................................................ 54 6.3.3 Tratamiento y parámetros fisicoquímicos del agua ............................................... 54 6.3.4 Alimentación ................................................................................................... 55 6.3.5 Parámetros de crecimiento de tilapia roja (Oreochromis ssp) en fase de alevinaje .... 56

▪ Incremento de peso .......................................................................................... 56 ▪ Tasa de crecimiento especifico .......................................................................... 56 ▪ Índice de conversión alimenticia ........................................................................ 56 ▪ Coeficiente de eficiencia proteica ....................................................................... 57 ▪ Índice de mortalidad ......................................................................................... 57

6.3.6 Digestibilidad aparente de proteína .................................................................... 57 6.3.7 Diseño experimental ......................................................................................... 58

7. Resultados y discusión............................................................................................... 59 7.1 Condiciones de operación para la elaboración de un alimento extruido para alimentación

de tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje ........................................................ 59 7.1.1 Flotabilidad (F) ................................................................................................ 61 7.1.2 Índice de expansión (IE) ................................................................................... 62 7.1.3 Densidad específica (DE) .................................................................................. 63 7.1.4 Durabilidad (D) ............................................................................................... 63 7.1.5 Índice de absorción de agua (IAA) ..................................................................... 64

Contenido XIII

7.1.6 Índice de estabilidad en agua (IEA) .................................................................... 66 7.1.7 Condiciones óptimas del proceso de extrusión ..................................................... 67

7.2 Evaluación de una proteasa incorporada por impregnación al vacío en un alimento extruido

para alimentación de tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje .............................. 69 7.2.1 Actividad enzimática FP31 NFT ........................................................................ 69 7.2.2 Calidad física del alimento impregnado ............................................................... 71

▪ Flotabilidad (F) ............................................................................................... 71 ▪ Durabilidad (D) ............................................................................................... 72

7.2.3 Digestibilidad de proteína en alimento impregnado con enzima FP31 NFT.............. 73 7.3 Evaluación de parámetros de crecimiento y aprovechamiento nutritivo de tilapia roja

(Oreochromis spp) fase de alevinaje, utilizando alimento extruido impregnado al vacío con una

proteasa ........................................................................................................................ 75 7.3.1 Parámetros de crecimiento y digestibilidad aparente de proteína ............................ 75

▪ Incremento de peso .......................................................................................... 76 ▪ Tasa de crecimiento específico .......................................................................... 77 ▪ Índice de conversión alimenticia ....................................................................... 78 ▪ Coeficiente de eficiencia proteica ...................................................................... 79 ▪ Índice de mortalidad ........................................................................................ 79 ▪ Digestibilidad aparente de proteína .................................................................... 80

8. Conclusiones generales y recomendaciones ................................................................. 83 8.1 Conclusiones ...................................................................................................... 83 8.2 Recomendaciones ............................................................................................... 84

A. Anexo: Resultados promedio de los tratamientos para el diseño experimental central

compuesto ................................................................................................................... 85

B. Anexo: Anova para flotabilidad (F) ............................................................................ 87

C. Anexo: Anova para índice de expansión (IE) .............................................................. 87

D. Anexo: Anova para densidad específica (DE) ............................................................. 89

E. Anexo: Anova para durabilidad (D) ........................................................................... 89

F. Anexo: Anova para índice absorción de agua (IAA) .................................................... 91

G. Anexo: Anova para índice de estabilidad en agua (IEA) .............................................. 91

H. Anexo: Optimización de proceso del proceso de extrusión ........................................... 93

I. Anexo: Anova para flotabilidad (F) en impregnación al vacío ..................................... 95

J. Anexo: Anova para durabilidad (D) en impregnación al vacío..................................... 95

K. Anexo: Prueba de Tukey para flotabilidad (F)en proceso de impregnación al vacío ..... 97

L. Anexo: Prueba de Tukey para durabilidad (D) después del proceso de impregnación al

vacío ................................................................................................................... 97

M. Anexo: Anova para digestibilidad de proteína en alimento impregnado con proteasa ... 99

N. Anexo: Prueba de Tukey para digestibilidad de proteína en alimento impregnado con

proteasa ................................................................................................................... 99

XIV Evaluación de la impregnación al vacío de una proteasa en un alimento extruido para


O. Anexo: Anova para incremento de peso ................................................................... 101

P. Anexo: Anova para tasa de crecimiento específico .................................................... 101

Q. Anexo: Anova para índice de conversión alimenticia ................................................ 103

R. Anexo: Anova para coeficiente de eficiencia proteica ................................................ 103

S. Anexo: Anova para índice de mortalidad ................................................................. 105

T. Anexo: Anova para digestibilidad aparente de proteína DAP ................................... 105

U. Anexo: Prueba de Tukey para incremento de peso ................................................... 107

V. Anexo: Prueba de Tukey para tasa de crecimiento específico .................................... 107

W. Anexo: Prueba de Tukey para índice de conversión alimenticia ................................ 109

X. Anexo: Prueba de Tukey para coeficiente de eficiencia proteica ................................ 109

Y. Anexo: Prueba de Tukey para índice mortalidad ..................................................... 111

Z. Anexo: Prueba de Tukey para digestibilidad aparente de proteína DAP .................. 111

Bibliografía ................................................................................................................ 113

Contenido XV

Lista de figuras

Pág.

Figura 3-1: Tilapia roja (Oreochromis spp), fase alevinaje. .................................................. 7

Figura 3-2: Evolución del sistema digestivo en peces teleósteos. .......................................... 9

Figura 3-3: Tracto digestivo de la tilapia (Oreochromis spp), en fase de alevinaje. ............... 10

Figura 3-4: Ciclo productivo de tilapia. ........................................................................... 13

Figura 3-5: Endopeptidasas. ........................................................................................... 27

Figura 3-6: Exopeptidasas ............................................................................................. 28

Figura 3-7: Extrusor de tornillo simple y tornillo doble. .................................................... 30

Figura 3-8: Proceso de impregnación al vacío. ................................................................. 30

Figura 7-1: Efecto de la temperatura de barril y velocidad de tornillo sobre porcentaje de

flotabilidad. .................................................................................................................. 61

Figura 7-2: Efecto de la temperatura de barril y velocidad de tornillo sobre Índice de expansión.

.................................................................................................................. 62

Figura 7-3: Efecto de la temperatura de barril y velocidad de tornillo sobre densidad especifica.

.................................................................................................................. 63

Figura 7-4: Efecto de la temperatura de barril y velocidad de tornillo sobre durabilidad. ....... 64

Figura 7-5: Efecto de la temperatura de barril y velocidad de tornillo sobre índice de absorción

de agua. .................................................................................................................. 65


de agua. .................................................................................................................. 66

Figura 7-7: Curva de patrón estándar del aminoácido α-Leucina. ........................................ 69

Figura 7-8: Actividad enzimática FP31 NFT. ................................................................... 70

Contenido XVI

Lista de tablas

Pág.

Tabla 3-1: Taxonomía de tilapia roja (Oreochromis spp). ................................................... 8

Tabla 3-2: Principales enzimas digestivas presentes en los peces. ...................................... 12

Tabla 3-3: Requerimientos Nutricionales de alimentos para tilapia. .................................... 14

Tabla 3-4: Condiciones óptimas de producción de tilapia. ................................................. 14

Tabla 3-5: Probióticos usados sobre patógenos comunes en acuicultura .............................. 20

Tabla 3-6: Ácidos orgánicos usados en la alimentación acuícola ........................................ 21

Tabla 3-7: Ácidos orgánicos usados en la alimentación acuícola ........................................ 22

Tabla 3-8: Enzimas en la industria alimentaria. ................................................................ 24

Tabla 3-9: Investigaciones sobre la aplicación de enzimas en alimentos acuícolas ................ 25

Tabla 6-1: Composición Química de las Materias primas en base seca. ............................... 42

Tabla 6-2: Composición de la dieta balanceada (g/100g en peso seco) ................................ 43

Tabla 6-3: Diseño central compuesto (22)........................................................................ 47

Tabla 6-4: Especificaciones de la ficha técnica de la enzima FP31 NFT. ............................. 49

Tabla 6-5: Concentraciones de diluciones para el método TNBS. ....................................... 50

Tabla 6-6: Factores y niveles del diseño factorial (22). ...................................................... 53

Tabla 6-7: Unidades experimentales del diseño factorial (22) y variables de respuesta. ......... 53

Tabla 6-8: Condiciones fisicoquímicas óptimas del agua. .................................................. 55

Tabla 7-1: Modelos matemáticas para las variables de respuesta, R2 y falta de ajuste. ........... 59

Tabla 7-2: Valor-p para el efecto general de las variables de temperatura y velocidad sobre las

variables de respuesta. ........................................................................................................ 60

Tabla 7-3: Condiciones óptimas para el proceso de extrusión. ........................................... 67

Tabla 7-4: Validación del modelo. ................................................................................. 67

Tabla 7-5: Agrupaciones de la prueba experimental de Tukey para flotabilidad del alimento

extruido impregnado con enzima FP31 NFT. ........................................................................ 71

Tabla 7-6: Prueba de Tukey para durabilidad del alimento extruido impregnado con enzima

FP31 NFT. .................................................................................................................. 72

Tabla 7-7: Prueba de Tukey para el grado de hidrólisis de la enzima FP31 NFT impregnada en

el alimento. .................................................................................................................. 73

Tabla 7-8: Parámetros de producción y digestibilidad aparente de proteína después de 23 días

de evaluación. .................................................................................................................. 75

Introducción

El concepto de acuicultura es “la técnica de cría y explotación de especies acuáticas vegetales y

animales con fines científicos, económicos o industriales”, se usan otros términos para cada tipo de

especie acuícola como la piscicultura, la camaronicultura, truchicultura, entre otros (Enciso

Contreras, 2016; Mesenguer H, 2017). Para el año 2018, la producción acuícola mundial en peso

vivo fue de 178,5 millones de toneladas, de los cuales 96,4 millones de toneladas corresponde a la

producción de la pesca de captura y 82,1 millones de toneladas a la producción acuícola (FAO,

2020). En Colombia, para el año 2018 presentó una producción acuícola de 129.410 toneladas y

entre las principales especies de mayor producción está la tilapia, trucha, cachama y camarón

(Minagricultura, 2019a, 2019b) siendo estas una fuente de proteína para los consumidores (He et al.,

2015).

En torno a lo anterior se han realizado estudios especializados en la crianza de especies acuáticas,

enfatizándose en la alimentación y se han evaluado factores que causan las pérdidas financieras en

los piscicultores, además de la obstrucción y contaminación de cuencas hídricas (Wolska et al.,

2015), para suplir la parte nutricional se ha utilizado harina de pescado como fuente principal de

proteína siendo esta una materia prima de alto costo (Tyapkova et al., 2016), por ende, la industria

acuícola para permanecer sostenible y de expansión mundial se han centrado en el remplazo de la

harina de pescado con ingredientes proteicos provenientes de materiales vegetales por su fácil

disponibilidad y precios razonables (Dalsgaard et al., 2012; Sharawy et al., 2016).

Para apoyar el aumento de la producción de tilapia, se desarrolla una producción sostenible con el

uso de materias primas vegetales en la formulación de alimentos, sin embargo, existen restricciones

en sus niveles de inclusión debido a la presencia de factores anti nutricionales (ANF), para lo cual

el sistema digestivo de los peces no puede tratar con estos compuestos que son inhibidores de

proteasas y otras enzimas que impiden el aprovechamiento de nutrientes, no hay una buena eficiencia

alimenticia y afecta el normal crecimiento, no obstante, hoy en día existen investigaciones sobre la

aplicación o suplementación de enzimas exógenas en el alimento y puede mejorar el crecimiento,

2 Introducción

aumentar las actividades de enzimas digestivas, mejorar la estructura histológica y salud del animal

(A. A. Adeoye et al., 2016; Dalsgaard et al., 2012).

En la actualidad, se han desarrollado tecnologías para la producción de alimentos acuícolas como el

proceso de cocción por extrusión logrando mejorar la digestibilidad, la relación de conversión

alimenticia, controlar la calidad física y mejorar la eficiencia de producción de alimentos acuícolas,

dicha tecnología puede producir alimentos por medio de una cocción realizada a altas temperaturas

y cortos tiempos (HTST), donde se pueden conjugar el tipo de extrusor, la velocidad y configuración

del tornillo, el perfil de temperatura en el barril, la velocidad de alimentación, la humedad del

alimento y calidad de las materias primas para obtener productos extruidos de buena calidad (C. R.

de Cruz et al., 2015; Umar et al., 2013) y junto a lo anterior se han creado nuevas estrategias para

mejorar la cría de especies acuáticas enfatizándose en producir alimentos funcionales a través de

metodologías de la ingeniería de matrices que utiliza la impregnación al vacío como mecanismo de

incorporación de compuestos activos en espacios porosos que permite incluirlos de una forma rápida,

controlada y no destruye la matriz inicial del producto (Badillo et al., 2011; Restrepo et al., 2009).

En este sentido, en la presente investigación se realizó una optimización en el proceso de extrusión

para obtener un alimento extruido con buenas propiedades físicas, luego se le incorporó como aditivo

una proteasa usando la tecnología de impregnación al vacío donde se evaluó actividad enzimática de

la proteasa, flotabilidad y durabilidad del pellet, y finalmente se realizó una evaluación en tilapia

roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje sobre los parámetros de crecimiento y aprovechamiento

nutritivo.

1. Planteamiento del Problema

El consumo per cápita mundial de pescado ha estado en un continuo crecimiento alcanzando un valor

de 20,5 kg para el año 2018, esto se debe al continuo crecimiento demográfico, industrialización,

avances tecnológicos, aumento de los ingresos y urbanización (FAO, 2020), para el mismo año,

Colombia presentó un consumo per cápita de 6,86 kg de pescado y un consumo per cápita de 2,43

kg de tilapia (Minagricultura, 2019a) actualmente el aumento de la producción acuícola ha

conllevado a una mayor demanda de fuentes de proteína vegetales en la industria de piensos

acuícolas en remplazo parcial o total de la harina de pescado que ha sido usada por su alto valor

nutricional y ha tenido un incremento en más del 300% en su precio debido a su fuerte demanda y

limitada disponibilidad en los últimos años (Tyapkova et al., 2016).

La mayoría de las posibles alternativas para la formulación de dietas acuícolas son de origen vegetal,

como la harina de maíz, la harina de trigo, la harina de soya entre otras, sin embargo la inclusión de

proteínas a base de plantas en los alimentos acuícolas ha generado una serie de problemas que

incluyen la aparición de factores anti nutricionales (Sharawy, Goda, & Hassaan, 2016) que actúan

como inhibidores de proteasas, además la presencia de taninos, glucosinolatos o saponinas son

sustancias que interfieren con la utilización de los alimentos, generan problemas de palatabilidad,

limitaciones de ciertos aminoácidos esenciales, afección en la salud y por ende una baja producción

animal (Mohamed S. Hassaan et al., 2015; von Danwitz et al., 2016), además presentan resistencia

a tratamientos tecnológicos usuales en la industria de piensos (Sharawy et al., 2016).

En la producción piscícola, la fase de alevinaje es una etapa de mayor interés para el éxito de

producción, debido a que garantiza el desarrollo de la especie, rotación de la producción, volumen

de crecimiento más temprano y la reducción de mortalidad en etapas futuras (Antonio & Hasbun,

2010; Usgame et al., 2008), el principal problema radica en que el sistema digestivo es muy joven y

la estimulación de las enzimas digestivas depende del tipo de alimento y el régimen alimentario

(Alarcón López & Martínez Díaz, 1998; Guevara, 2003), respecto a lo anterior, se evidencia la

4 Evaluación de la impregnación al vacío de una proteasa en un alimento extruido para


necesidad de alternativas que permitan mejorar la calidad de los alimentos suministrados en la etapa

de alevinaje, proveer una mayor biodisponibilidad de la proteína y obtener buenos resultados en los

parámetros productivos (Bellmann et al., 2015; Sharawy et al., 2016).

2. Justificación

En Colombia, la producción acuícola ha aumentado de 97.277 a 129.410 toneladas, que corresponde

a un aumento del 75.2% entre los años 2014 y 2018; entre las especies de mayor producción para el

año 2018 se encuentra la tilapia con 77.933 toneladas seguido de la trucha con una producción de

25.003 toneladas y 22.332 toneladas para cachama (Minagricultura, 2018, 2019a), “la tilapia roja es

un híbrido resultante del cruce de varias especies del género Oreochromis originarias de África e

Israel” y es una fuente de proteína popular para los consumidores (Minagricultura et al., 2014, p.1).

La producción mundial piscícola para el año 2018 fue de 54.278 miles de toneladas y de las cuales

5.555,4 miles de toneladas (10.2% ) corresponde a la producción de tilapia (FAO, 2020), Colombia

para el año 2018 presentó una producción piscícola de 129.410 toneladas, de los cuales el

departamento del Huila tuvo una participación del 44,9%, seguido por el departamento del Meta con

12,37%, Antioquia y Tolima con el 4,9% cada uno, Córdoba y Valle con el 3,1 % cada uno. Con

respecto a la cantidad de tilapia total para exportación fue de 8.023 toneladas con un valor de venta

de $ 58.723.817 dólares que corresponde al 59.9% de participación, seguido de la trucha (9,9%) y

camarón (30,2%) (Minagricultura, 2019a).

En contexto, la inclusión de proteínas vegetales en alimentos acuícolas genera una serie de problemas

provocados por los factores anti nutricionales que pueden reducir la digestibilidad por la inhibición

de proteasas, complicaciones de palatabilidad y baja absorción de nutrientes. (Mohamed S. Hassaan

et al., 2015), en ese sentido, se ha motivado la búsqueda de mayores posibilidades en torno al

mejoramiento de las dietas con el fin de superar estos problemas nutricionales y de producción

(Castillo et al., 2014).

Dentro de los desarrollos tecnológicos en la producción de alimentos acuícolas están los tratamientos

hidrotérmicos tales como la extrusión, que es una tecnología de gran ayuda debido a su versatilidad

durante el proceso y habilidad para obtener varias y excelentes propiedades físicas de los alimentos

como flotabilidad, durabilidad, solubilidad en agua que son factores que afectan la calidad de los



alimentos y se relacionan directamente con la ingesta y digestibilidad (Chevanan et al., 2009;

Tyapkova et al., 2016), en el proceso de extrusión los ingredientes como el almidón y las proteínas

se pueden cocinar y plastificar por una combinación de la humedad, presión, temperatura y

cizallamiento (Kannadhason et al., 2010) que ayudan a mejorar la digestibilidad y reducir el

contenido de factores anti nutricionales y eliminación de microrganismos patógenos (Drew et al.,

2005). Otra tecnología usada recientemente en la acuicultura es la impregnación al vacío, la cual

tiene como principio eliminar el aire del espacio poroso del alimento y remplazarlo por un medio

externo (Badillo et al., 2011), la impregnación al vacío permite la incorporación de los solutos

deseados en el alimento de una forma rápida, controlada y no destruye la matriz del alimento (Cortés

et al., 2007) y se pueden incorporar compuestos aditivos disueltos, enzimas, emulsiones u otros

compuestos dentro de las cavidades porosas para mejorar las propiedades físicas y nutricionales del

alimento (Martelo et al., 2011).

La adición de enzimas exógenas en los alimentos acuícolas mejora la digestibilidad de las proteínas

y carbohidratos, por consiguiente mejora los marcadores nutricionales como la conversión

alimenticia, el peso corporal y la tasa de supervivencia en la producción de peces (Rodriguez et al.,

2018). Las proteasas exógenas han sido ampliamente utilizadas en la industria alimentaria y en la

industria de los piensos acuícolas, la suplementación de estas enzimas puede reducir los costos

mediante el aumento de la digestibilidad de nutrientes, especialmente de la proteína cruda y

aminoácidos (G. Yu et al., 2016), debido a que cumplen un rol específico en la digestión de proteínas

y son hidrolizadas en el tracto digestivo en sus aminoácidos constitutivos y la eficacia depende del

proceso digestivo del animal (Perera et al., 2005).

3. Marco teórico

3.1 Definición de acuicultura

La acuicultura es “el conjunto de actividades técnicas que buscan reproducir y producir organismos

acuáticos bajo condiciones controladas; implica actividades de repoblamiento de cuerpos acuáticos

naturales o artificiales con mamíferos acuáticos, peces, moluscos, crustáceos, algas entre otras

especies” (AUNAP et al., 2014. p.8), dentro de las actividades de producción acuícola se encuentra

la piscicultura dedicada a la producción especifica de peces (Enciso Contreras, 2016; Mesenguer H,

2017).

3.2 Tilapia roja (Oreochromis spp)

“La Tilapia es un teleósteo, originario de África, se adapta muy fácilmente en las áreas de climas

tropicales, es el resultado del cruce de cuatro especies (Oreochromis mossambicus, O. niloticus, O.

hornorum y O. Aurea)” (Beveridge & McAndrew, 2001, p.505), es preferido por su buen sabor, su

capacidad de adaptación y rápido desarrollo, logra sobrevivir en grandes densidades, puede tolerar

condiciones ambientales hostiles, resiste las bajas concentraciones de oxígeno y se puede tratar

genéticamente (Nicovita, 2010), en la figura 3-1 se muestra un alevín de tilapia roja (Oreochromis

spp)

Figura 3-1: Tilapia roja (Oreochromis spp), fase alevinaje.

Fuente: Este estudio



3.2.1 Taxonomía de la tilapia roja (Oreochromis spp)

La clasificación taxonómica de tilapia se reporta en la siguiente tabla.

Tabla 3-1: Taxonomía de tilapia roja (Oreochromis spp).

Fuente: (Basantes Bermeo, 2015; Villamuel Castillo, 2011)

3.2.2 Formación y desarrollo del sistema digestivo en peces

Balon (2002), define los periodos larvaria, juvenil, adulto y maduro en peces teleósteos, la fase

larvaria se inicia al momento de la eclosión donde la boca y el ano están cerrados y depende

directamente de las reservas del saco vitelino que está compuesto por células adiposas y proteínas

empaquetadas, el sistema digestivo consta de un tubo recto sin diferencias histológicas que se

conecta dorsalmente sobre el saco vitelino (Vu, 1983), entre los primeros días de eclosión, el tejido

pancreático se origina de la pared del tubo digestivo medio, mientras que el hígado comienza a

desarrollarse pocas horas después de eclosión a partir del desarrollo del tubo digestivo (Zavala-leal

& Dumas, 2011).

Después de absorbido las reservas vitelinas se forma la boca y el ano, y mientras se agotan los

remanentes del saco vitelino inicia un consumo de alimento exógeno como plancton, zooplancton y

alimento suministrado, en el sistema digestivo se pueden observar varias regiones con diferencias

histológicas y presencia de actividades enzimáticas que son primordiales para promover la digestión

larvaria en donde el intestino es el lugar de la digestión extracelular con un pH alcalino (Govoni et

al., 1986; Infante & Cahu, 2001; Walford & Lam, 1993), pronto se da las formaciones de pliegues

en el intestino y secreción de glicoproteínas y mucinas que son las sustancias que componen la

Reino Animalia

Phyllum Chordata

Sub Phyllum Vertebrada

Clase Osteichtyes

Orden Perciforme

Familia Cichlidae

Genero Oreochromis

Especie Oreochromis spp

Marco teórico 9

mucosa lubricante a nivel de buco faringe y en el área que se formará el estómago, el plegamiento

del intestino se incrementa ocupando la mayor parte del lumen intestinal (Gisbert et al., 2004); en

general la estructura morfológica del tracto intestinal en la etapa larvaria de los peces es simple y se

correlaciona con una baja producción de enzimas y la longitud generalmente es 0,5 veces la longitud

del cuerpo (Lauff & Hofer, 1984), en la figura 3-2 se puede observar la evolución del sistema

digestivo en peces.

Figura 3-2: Evolución del sistema digestivo en peces teleósteos.

Fuente: (Cuenca, 2013)

Las tilapias en etapa de alevinaje después de 30 días muestran dentro de su estructura del tracto

digestivo, una boca con una serie de dientes que presentan hasta 2 o 3 picos y están dispuestos de 1

a 5 hileras, enseguida se encuentra el aparato faríngeo donde se desarrolla la mezcla y prensado, su

función es la adecuación del alimento para la posterior digestión, luego el estómago es un órgano



que aparece como un saco reservorio y al final tiene un pequeño esfínter pilórico. Finalmente, está

el intestino que alcanza una gran longitud, el intestino recibe un ducto biliar común y termina en un

esfínter anal, además en el tracto digestivo se encuentran glándulas anexas como el hígado, páncreas

y vesícula biliar (Cuenca Soria, 2013; Guevara, 2003); la presencia de glándulas gástricas con

actividad de segregación de pepsina son un indicador morfo-histológico de la madurez del estómago

al igual que la presencia de la amino-peptidasa y la fosfatasa alcalina que son enzimas segregadas

en las paredes intestinales y son las encargadas de la digestión de pequeños péptidos y asimilación

de nutrientes para la formación de tejido nuevo en etapas de crecimiento (Guerreiro et al., 2010), en

la siguiente figura 3-3 se muestra el tracto digestivo de una tilapia en fase de alevinaje.

Figura 3-3: Tracto digestivo de la tilapia (Oreochromis spp), en fase de alevinaje.

a) Estómago, b) Esfínter pilórico, c) Intestino, d) Esfínter anal, e) Hígado, f) Vesícula biliar

Fuente: Este estudio

El tracto digestivo de los peces en etapas juveniles y maduras tienen un sistema digestivo totalmente

evolucionado que comprende la cavidad branquial, esófago, estómago, píloro, parte de los ciegos

pilóricos, intestino y finaliza en el ano. La intervención de enzimas digestivas cumplen funciones

específicas de acción en las moléculas de proteínas, lípidos y carbohidratos generando moléculas

más simples para su posterior absorción (Sanz, 2009).

En el estómago se realiza la digestión ácida de los alimentos, se secreta ácido clorhídrico para

disminuir el pH y activar la pepsina, luego se realiza la digestión alcalina en la parte del intestino,

“las proteasas tripsina, quimiotripsina, colagenasa, y elastasa son secretadas por el páncreas en forma

de zimógenos y son activadas en la parte interna del intestino mediante la acción de la enteroquinasa

secretada por la pared intestinal” (Enciso Contreras, 2016, p.12); a pH alcalino la tripsina es una

Marco teórico 11

enzima encargada en la hidrólisis de las proteínas, activación de pro enzimas y pre hormonas y junto

con otras enzimas actúan en los enlaces peptídicos liberando aminoácidos libres, di péptidos y tri

péptidos para su posterior absorción. Por otra parte, el páncreas segrega lipasas que se activan por

las sales biliares y se encargan de hidrolizar los lípidos, de igual manera las amilasas pancreáticas

son las encargadas de actuar en los carbohidratos, hidroliza enlaces glucosídicos a lo largo de la

cadena del polímero (Sanz, 2009). “La concentración de todas estas enzimas varía dependiendo de

los hábitos alimenticios de los peces, por ejemplo, los herbívoros y omnívoros presentan los niveles

de amilasa mayores y en los carnívoros la concentración de pepsina es mayor” (Sanz, 2009, p.488),

en la tabla 3-2 se muestran las principales enzimas digestivas presentes en peces.

Respecto a los minerales y vitaminas Santamaria (2013) menciona que:

Los minerales son importantes para la formación de huesos y dientes, metabolismo

energético, componente de los fosfolípidos en las membranas celulares, cofactores

enzimáticos de diversos procesos metabólicos, componente de la hemoglobina, equilibrio

osmótico y balance ácido-base de la sangre, transmisión de impulsos nerviosos,

componentes de las hormonas tiroideas, componentes de las sales biliares, etc. Por su parte

las Vitaminas son consideradas compuestos esenciales, actúan como componentes o

cofactores enzimáticos en diferentes procesos metabólicos y presentan acciones fisiológicas

específicas esenciales para el crecimiento, reproducción y salud de los peces (p.3).

3.2.3 Requerimientos nutricionales en tilapia

El contenido nutricional de la dieta y la administración de la alimentación influirán en gran medida

en el ciclo productivo de la tilapia (Figura 3-4). La etapa larvaria inicia una vez eclosionan los huevos

que están en la boca de las hembras, las larvas absorben el líquido del saco vitelino y finaliza esta

etapa con un proceso manipulado de reversión sexual por hormona para lograr un mayor porcentaje

de animales machos para asegurar una mayor tasa de crecimiento, tasa de conversión alimenticia y

grandes tamaños de peso y talla (Villamuel Castillo, 2011)

En las etapas post larvaria que corresponde a la etapa de alevinaje, levante y engorde; el desarrollo

de la capacidad digestiva se observa en el incremento progresivo de la actividad de las enzimas

digestivas, esta evolución del sistema digestivo se debe a la edad del animal, el tipo de dieta y el

ritmo alimenticio (Enciso Contreras, 2016)

. .

12 Evaluación de la impregnación al vacío de una proteasa en un alimento extruido para tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de

alevinaje

Tabla 3-2: Principales enzimas digestivas presentes en los peces.

Enzimas Sustrato Origen Hidroliza Uniones Órgano Producto Especie

Pro

teasa

s

Pepsina Proteínas Estomago Internas NH2 Estomago Péptidos Con estomago

Tripsina Proteínas/

Péptidos

Páncreas Internas C-Arg/Lys Intestino Péptidos todas

Quimo tripsina Proteínas/

Péptidos

Páncreas Internas C-aminoácidos

aromáticos

Intestino Péptidos todas

Elastasa Proteínas Páncreas Internas aminoácidos

alifáticos

Intestino Péptidos Carnívoras

Colagenasa Proteínas Páncreas Internas Intestino Péptidos Carnívoras

Pep

tid

asa

s

Carboxipeptidasa

A

Proteínas/

Péptidos

Páncreas Externas aminoácidos Intestino Péptidos /

aminoácidos

todas

Carboxipeptidasa

B

Proteínas/

Péptidos

Páncreas Externas Arg/Lys Intestino Péptidos /

aminoácidos

todas

Amino peptidasa Proteínas/

Péptidos

Intestino Externas N- terminal Intestino Péptidos /

aminoácidos

todas

Di-Tripeptidasas Di/Tripéptidos Intestino Externas N- terminal Intestino Aminoácidos todas

Lip

asa

s

Pancreática Triacilglicéridos Páncreas Externas Glicerol- Ester Intestino ácidos grasos libres

β mono glicéridos

todas

Esterasas Ésteres Páncreas Externas / Internas Intestino ácidos grasos libres

/alcoholes

todas

Fosfolipasas Fosfolípidos Intestino Internas Estere-Acilo Intestino ácidos grasos libres todas

Glu

cosi

da

sas

Amilasas Almidón Páncreas Internas α1 →4 Intestino disacáridos todas

Quitinasa Quitina Páncreas/

Micro flora

digestiva

Internas β1 → 4 Intestino N- acetil

glucosamina

Especies que

ingiere insectos

y crustáceos

Celulasa Celulosa Micro flora

digestiva

Interna α1 →4 Intestino monosacáridos especie que

ingiere vegetales

Disacaridasas Disacáridos Intestino Variable Intestino monosacáridos todas

Fuente: (Enciso Contreras, 2016)

Marco teórico 13

Figura 3-4: Ciclo productivo de tilapia.

Fuente:(Ng & Romano, 2014)

El alimento para las etapas iniciales de producción para peces posee un alto contenido de proteína

que estimula la producción de proteasas alcalinas y luego estimula las proteasas ácidas que están

estrechamente relacionadas con la aparición tardía del estómago funcional (Guevara, 2003; López.A

& Martinez Díaz, 1998), por lo cual, se observa en orden la degradación de las proteínas, seguido de

las grasas y los carbohidratos en las primeras etapas de producción; al diseñar las dietas para tilapia

el objetivo es producir de forma rentable una alimentación apetitosa, digestible, nutritiva y de

composición uniforme (Guevara, 2003), en la tabla 3-3, se consolida los requerimientos nutricionales

para tilapia en las diferentes etapas de producción.



Tabla 3-3: Requerimientos Nutricionales de alimentos para tilapia.

Etapa de

producción

Peso

promedio

(g)

Proteína

(%)

Lípidos

(%)

Carbohidratos

(%)

Fibra

(%)

Tasa

alimenticia

(% Biomasa)

Alevinaje 1 a 15 40 - 45 Min 4 Min 25 Min 4 10 - 6

Levante 20 a 150 30 Min 4 Min 25 4 - 6 4 - 2,5

Engorde 150 a 500 24 Min 4 Min 25 Min 8 2 - 1,5

Fuente: (Lopez Villagomez & Cruz Benavidez, 2011; Minagricultura et al., 2014; Ng & Romano,

2014)

3.2.4 Condiciones ambientales optimas de producción de la tilapia

Los aspectos productivos y reproductivos de los peces están directamente influenciados por factores

como la temperatura del agua, pH, oxigeno, entre otros; aunque las especies son en general altamente

tolerantes a cambios en muchas de las variables, no obstante, se debe mantener sobre los rangos

óptimos para obtener un buen desarrollo productivo, las condiciones óptimas ambientales para la

producción de tilapia están relacionados directamente con los indicadores de calidad del agua

(Saavedra Martínez, 2006), para ello se muestra los rangos óptimos de producción de tilapia en la

tabla 3-4.

Tabla 3-4: Condiciones óptimas de producción de tilapia.

Variable Rango

óptimo

Observación

Temperatura 28 – 32 °C La temperatura óptima se manifiesta en 3 veces su

crecimiento y afecta directamente la tasa metabólica, su

alimentación cesa por debajo de los 16-17°C y las

temperaturas letales están entre 10-11°C y temperaturas

que exceden los 37-38 °C producen problemas de estrés

afectando el metabolismo.

Marco teórico 15

Tabla 3-4: (Continuación)

Variable Rango

óptimo

Observación

pH 7,5 Es un factor importante para el desarrollo de la

productividad y no toleran valores inferiores a 5, las

causas se reflejan en pérdidas de pigmentación e

incrementos de mucosidad en la piel, son resisten a

valores alcalinos de 11, sin embargo, los valores altos de

pH y temperaturas altas logra que el amonio se

transforme en amoniaco tóxico.

Oxígeno

Disuelto

≥ 4,5

mg/L

Rangos inferiores a 4,5 afectan directamente el

metabolismo y disminuye el crecimiento, además la

disminución del oxígeno disuelto también aumenta la

toxicidad del amoniaco.

Salinidad ̴ 24

ppm

Pueden resistir diferentes concentraciones de salinidad,

sin embargo, no resisten a los cambios bruscos de la

misma.

Amonio 0,01- 0,1

ppm

El amonio es tóxico y aún más cuando la temperatura es

elevada, causa bloqueo en el metabolismo, daño en

branquias, afecta balance de sales, reducción de

crecimiento, exoftalmia (Ojos brotados), ascitis (líquido

en abdomen).




Variable Rango

óptimo

Observación

Nitritos ˂ 0,1 ppm Se generan en el proceso de transformación del amoniaco

a nitratos, la toxicidad de los nitritos depende de la

concentración de cloruros, temperatura y concentración

de oxígeno en el agua, para mantener el valor óptimo es

necesario realizar cambios de agua, restringir la

alimentación y evitar altas concentraciones de amonio.

Alcalinidad 50-150

mg/L

Es la concentración de carbonatos y bicarbonatos en el

agua, los valores de alcalinidad y dureza son similares.

Fuente: (FAO, 2011; No name, 2003; Perdomo et al., 2012; Saavedra Martínez, 2006; Vásquez-

Salazar et al., 2014; Villamuel Castillo, 2011)

3.3 Calidad de alimentos acuícolas

Se puede definir que un alimento es de buena calidad cuando provee la cantidad de nutrientes

mesurada en cada ración y presenta una excelente formulación, un correcto proceso de elaboración

y adecuado almacenamiento, además se debe tener un conocimiento en nutrición del pez y buenas

prácticas de alimentación (FAO, 2011; Panné, 2015), cuando un alimento no es de buena calidad

conlleva a una serie de problemas ambientales, afección en la sanidad del animal, retraso y baja

productividad, menor eficiencia alimentaria y mayor costo de la ración que son los factores que

afectan directamente al productor (AUNAP et al., 2014), el control de la calidad permite asegurar

un buen consumo por ración, animales sanos y un incremento en los rendimientos de producción

(Thomas & van der Poel, 1996).

Por otra parte, las propiedades físicas de los alimentos acuícolas marcan también la buena calidad

de un alimento, las materias primas sometidas a un proceso de cocción por extrusión sufren cambios

estructurales y químicos tales como gelatinización de almidón, desnaturalización de proteínas y

formación de complejos entre amilosa y lípidos, proporcionando un cambio en las propiedades

Marco teórico 17

físicas del alimento final, el propósito es tener alimentos que sean de fácil manejo durante el

transporte sin generar finos, con buenas características de forma, textura y tamaño que facilitan la

alimentación y eficiencia en la digestión, todo lo anterior constituye un alimento de buena calidad

(Cian et al., 2017), la calidad física del alimento para peces se puede evaluar por las propiedades

físicas de los productos como flotabilidad, índice de expansión, densidad específica, durabilidad,

índice de absorción de agua, estabilidad del agua, velocidad de hundimiento, dureza y durabilidad

(C. R. de Cruz et al., 2015).

3.3.1 Flotabilidad (F)

La capacidad de flotabilidad se relaciona directamente con la densidad, porosidad y velocidad de

hundimiento (C. R. de Cruz et al., 2015), esta variable es de importancia en la alimentación acuícola,

especialmente para las especies que se alimentan de la superficie como la tilapia; los valores

superiores en el porcentaje de flotabilidad permiten reducir el desperdicio del alimento, incidiendo

en los costos para el productor y se reduce la contaminación del agua (Ah-Hen et al., 2014).

3.3.2 Índice de expansión (IE)

El calor desarrollado durante la extrusión aumenta la temperatura del agua por encima del punto de

ebullición, de modo que cuando el alimento sale del dado del extrusor parte de la humedad se libera

en forma de vapor y puede dar lugar a una estructura expandida con grandes cavidades y baja

densidad, además el bajo contenido de fibra no permite la capacidad para absorber agua, lo que

facilita el escape del vapor y conlleva a un producto más expandido (Dehghan-Shoar et al., 2010).

3.3.3 Densidad específica (DE)

La densidad unitaria es otra medida de la estructura interna y cuantifica la masa del material por

unidad de volumen de cada producto extruido e incluye el aire atrapado dentro de los poros interiores,

la densidad está directamente relacionada con el porcentaje de flotabilidad y el índice de expansión,

por lo cual es una propiedad que para este tipo de alimentos se requiere que sea de baja densidad

para lograr una mayor flotabilidad y pueda ser digerido por la tilapia, además ayuda a controlar los

desperdicios, disminuir costos y reducir contaminación. (Kannadhason et al., 2010).



3.3.4 Durabilidad (D)

La durabilidad es un parámetro de calidad importante en la acuicultura y otros alimentos para

ganado, esta variable dicta la estabilidad de los materiales extruidos durante el transporte, el

almacenamiento y la alimentación; la resistencia de los extruidos depende en gran medida del grado

de tratamiento térmico, del grado relativo de transformación del almidón que se produce dentro del

barril durante el calentamiento y finalmente de la cohesión resultante de los componentes químicos

de mezcla (Chevanan et al., 2009), el agua agregada como líquido o vapor que activa los aglutinantes

naturales como los carbohidratos solubles, el almidón, las proteínas y los minerales, a menor tamaño

de partícula también mejora la calidad física del sedimento porque las partículas más pequeñas

absorben la humedad más fácilmente que las partículas grandes y son más fáciles de aglomerar

(Sørensen, 2012).

3.3.5 Índice de absorción de agua (IAA)

El índice de absorción de agua se usa como un índice de gelatinización del almidón cuando aumenta

la temperatura de la mezcla en el extrusor, además esta variable se relaciona con el nivel de humedad

durante el proceso de extrusión debido a que el agua actúa como un lubricante en medio de la

extrusión, favoreciendo la reducción de la fricción del tornillo, la pared interna del barril del extrusor

y las moléculas de almidón, lo que resulta una menor degradación de amilosa y amilopectina, en

consecuencia una vez que los gránulos de almidón alcanzan su máxima capacidad de absorción de

agua este empieza a disminuir con el inicio de la dextrinización (Soares et al., 2015).

3.3.6 Índice de estabilidad en agua (IEA)

La estabilidad hídrica del pellet extruido es una de las medidas más importantes porque ayuda a

reducir la lixiviación de nutrientes causada por la desintegración de los gránulos de pienso y mejora

el rendimiento general de un alimento acuático (Cian et al., 2017), el índice de estabilidad en el agua

muestra como las partículas gelificadas hinchadas mantienen su integridad en dispersión acuosa (C.

R. de Cruz et al., 2015; Kumar et al., 2010).

por lo cual se busca un índice de mayor estabilidad (Pokniak et al., 1990) y es importante controlar

el grado de calentamiento durante el proceso de extrusión para optimizar tanto el valor nutricional

como la calidad física de la dieta, el calentamiento adecuado genera la formación de complejos

hidrófilos que son los responsables de enlaces moleculares que pueden mejorar la calidad física de

Marco teórico 19

las dietas extruidas mediante la estabilización de la estructura de pellets, por otro lado el

calentamiento excesivo puede reducir la digestibilidad de proteínas y aminoácidos individuales

formando complejos hidrófobos (Morken et al., 2011).

De acuerdo a lo anterior, la calidad física y nutricional del alimento depende de tres factores: el

contenido nutricional formulado, la calidad de los ingredientes y la tecnología o control del proceso

empleado en la fabricación (Latuz, 2004) y que conlleva a obtener excelentes resultados en peso,

talla, tasa de conversión alimenticia que son algunos de los parámetros de producción (Ronald.,

2015).

3.4 Aditivos alimentarios en la acuicultura

Los aditivos alimentarios son ingredientes que se incluyen en las dietas en cantidades pequeñas para

incidir en las propiedades físicas y/o químicas del alimento, ayudan en las características

organolépticas, facilitan el proceso de elaboración, transformación, conservación, aumentan la

absorción de nutrientes, además de mejorar la salud del animal y los rendimientos de la producción

acuícola; el concepto de alimentos acuícolas funcionales representa un nuevo patrón emergente para

desarrollar dietas para peces (Castillo et al., 2014; Hernández S, 2012). Hoy en día existen formas

más sostenibles para suplementar los alimentos con aditivos funcionales para mejorar la salud y el

rendimiento de los animales, entre muchas de las opciones en la acuicultura se ha estudiado el uso

de prebióticos, estimulantes inmunes, sustancias fitogénicas, ácidos orgánicos, enzimas, entre otros.

3.4.1 Probióticos

La palabra probiótico viene del latin "pro" (a favor) y "bios" (vida), el uso de probióticos en la

acuicultura podría ser una forma alternativa de controlar la salud del estanque, así como las

enfermedades en los peces, los probióticos son microorganismos vivos (bacterias, levaduras y

hongos) y se han utilizado con éxito variado para tratar enfermedades tanto infecciosa como no

infecciosa. Algunos estudios sugieren que los probióticos funcionan compitiendo con las bacterias

patógenas frecuentemente dependientes de la dieta comúnmente asociadas con las diversas

condiciones, mientras que otros indican que los probióticos interactúan y alteran las respuestas

inmunes intestinales, disminuyendo así la sensibilización a los antígenos, los probióticos son

responsables de otros fines beneficiosos como la producción de enzimas extracelulares, mejora la

producción y mantenimiento de la calidad de agua (Azari et al., 2011; Hai, 2015). Para realizar una

buena selección de probióticos se debe tener en cuenta los siguientes criterios: no debe ser patógeno



o causar daño en los animales acuáticos o huéspedes, la cepa probiótica no debe poseer ningún gen

o grupo de genes de resistencia a antibióticos, tolerancia a pH, habilidad de colonización, actividad

antagónica, producción de enzimas extracelulares (proteasa, amilasa, celulosa, fitasa, quitinasa,

lipasa, etc.) y que los probióticos sean nativos para tener ventajas sobre los de otro origen, a

continuación en la tabla 3-5 se mencionan una serie de probióticos para combatir patógenos comunes

en acuicultura.

Tabla 3-5: Probióticos usados sobre patógenos comunes en acuicultura

Bacteria Probiótica Patógenos

Vibrio mediterranei 1 V. parahaemolyticus

Enterococcus faecium MC13 V.parahaemolyticus

Bacillus subtilis NCIM 3610 V. anguillarum 408 01, Photobacterium damselae,

vibrio sp., Aeromonas sp.

Pseudoalteromnas flavipulchra JG1

E-coli MTCC 1563, Enterococcus faecalis MTCC 2729,

Lactobacillus casei MTCC 1423, Lactobacillus sakei

ATCC 15521 y Staphylococcus aureus ATCC 25923.

Lactobacillus brevis FPTLB3

Aeromonas hydrophila, Vibrio harveyi, V.

parahaemolyticus, Pseudomonas aeruginosa,

Staphylococcus aureus.

Lactobacillus sp. MSU31R Carnobacterium

Enterococcus feacium Maltaromaticum

Lactobacillus murinus AU06 Vibrio sp., Micrococcus

Bacillus sp. SW1-1 Edwardsiella tarda, Streptococcus iniae, S. parauberis,

Vibrio anguillarum and V. harveyi.

Fuente: (Banerjee & Ray, 2017)

Marco teórico 21

3.4.2 Ácidos orgánicos

De acuerdo a Reda, Mahmoud, Selim, y El-araby (2016), los ácidos orgánicos y sus sales

(principalmente Na, K o Ca) tienen el potencial de incidir en el rendimiento del crecimiento, el buen

estado de la salud, la resistencia a enfermedades, aumentar la digestibilidad de nutrientes, reducir el

tiempo de vaciado del tracto gastrointestinal, mejorar la retención de nitrógeno, la absorción de

minerales, reducción de microorganismos patógenos, reducción de pH en el estómago para la

activación de enzimas cuando existe baja secreción de ácido clorhídrico, también intervienen en las

vías metabólicas del animal lo que conlleva a la generación de energía por ATP en el ciclo de ácidos

carboxílicos, y además refuerza la calidad física del alimento, en la tabla 3-6 se resumen algunos

efectos de los ácidos orgánicos.

Tabla 3-6: Ácidos orgánicos usados en la alimentación acuícola

Sitio de Acción Efectos

Alimento Reducción de pH

Incidencia en la calidad física

Efecto antibacterial

Tracto gastrointestinal Efecto antibacterial

Reducción de pH en estómago y estimulación de la actividad de

pepsina

Es agente acomplejante de cationes Ca 2+, Mg2+, Fe2+, Cu2+, Zn2+

Metabolismo Proveedor de energía

Mejora la digestibilidad de nutrientes

Fuente: (Castillo et al., 2014; Lückstädts, 2007; Rosero et al., 2016)

De igual manera, muchos estudios han sido desarrollados en relación con el uso de ácidos orgánicos

y evaluados en diferentes especies acuícolas, en la tabla 3-7 se muestra una lista de ácidos orgánicos

usados en la alimentación acuícola.



Tabla 3-7: Ácidos orgánicos usados en la alimentación acuícola

Ácido Fórmula MM (g/mol) Densidad

(g/ml)

Forma

Fórmico HCOOH 46,03 1,22 Líquido

Acético CH3COOH 60,05 1,05 Líquido

Propiónico CH3CH2COOH 74,08 0,99 Líquido

Butírico CH3CH2CH2COOH 88,12 0,96 Líquido

Láctico CH3CH(OH)COOH 90,06 1,21 Líquido

Sórbico CH3CH: CHCH: CHCOOH 112,12 1,20 Sólido

Málico COOHCH2CH(OH)COOH 134,09 1,61 Sólido

Cítrico COOHCH2C(OH)(COOH)CH2COOH 192.14 1,67 Sólido

Fuente: (Lückstädts, 2007)

3.4.3 Prebióticos

Los prebióticos se usan como fuentes de energía para las bacterias intestinales beneficiosas para el

organismo, que ayudan a la absorción de sustancias nutritivas, minerales y colaboran con la síntesis

de vitamina del complejo B y vitamina K, ayudan en las funciones de la flora intestinal, regula la

absorción de grasas y beneficia la salud, la resistencia a enfermedades y mejora la producción

(Palacios et al., 2007).

Los prebióticos son polisacáridos alimentarios no digeribles generalmente de origen vegetal que

afectan de forma selectiva y mejoran muchas respuestas biológicas del huésped y reducen la

mortalidad de los peces causada por la invasión de patógenos, además modifican la flora microbiana

dentro del tracto gastrointestinal para estimular las respuestas inmunes inespecíficas. La microflora

en el colon fermenta los compuestos prebióticos y causa una modificación significativa del entorno

intestinal debido a que los oligosacáridos sirven como sustrato para el crecimiento de bacterias

anaeróbicas que inhiben el crecimiento de bacterias putrefactivas y patógenas (Lall & Dumas, 2015;

S. K. Song et al., 2014).

Marco teórico 23

Para obtener una excelente respuesta inmune en peces, los prebióticos deben presentar una buena

capacidad de fagocitosis al igual que la capacidad de activación macrófaga que desempeña un papel

importante en la eliminación de microbios patógenos, un índice de potencial oxidativo de las especies

reactivas al oxigeno se ha utilizado ampliamente para evaluar la capacidad del huésped para

defenderse contra los patógenos, además de una buena actividad ácido fosfatasa, actividad del

complemento sérico, nivel de anticuerpos séricos, actividad fenol oxidasa y actividad de lisozima

(S. K. Song et al., 2014).

3.4.4 Fitogenéticos

Los aditivos fitogenéticos para alimentos han ganado un interés en la industria acuícola porque son

productos derivados de plantas como hojas, raíces, tubérculos o frutas, de hierbas, especias u otras

plantas y están disponibles en forma sólida, seca o triturada como extractos o aceites esenciales.

La mayoría de los fitogenéticos son moléculas activas redox que poseen características antioxidantes

que pueden mejorar la condición fisiológica general de los peces, se considera que el modo de acción

antimicrobiano surge principalmente del potencial de los aceites esenciales hidrófobos para

introducirse en la membrana de la célula bacteriana, desintegrar las estructuras de la membrana y

causar una fuga de iones, por su parte los fenoles y flavonoides pueden interactuar en el animal de

manera positiva provocando una estimulación del apetito, contrarrestar la microflora no benéfica, la

estimulación del funcionamiento de glándulas gástricas, mejorar el sistema inmunitario y

propiedades antiinflamatorias, antioxidantes, mejorar el rendimiento animal y entre otros beneficios

(Encarnação, 2015).

3.4.5 Enzimas exógenas

En la acuicultura tanto en etapas tempranas y como maduras los organismos carecen de ciertas

enzimas digestivas, en las etapas tempranas el tracto intestinal es más corto y relativamente poco

desarrollado y no todas las enzimas necesarias se producen en el intestino para la correcta digestión;

por lo cual, la adición de enzimas exógenas brinda una alternativa para un mejor aprovechamiento

de nutrientes (Ghosh, 2015), “las enzimas son catalizadores biológicos que incrementan la rapidez o

la velocidad de una reacción y se han dividido en grupos en función del tipo de nutrientes que

hidrolizan” (Ketnawa et al., 2014, p. 175), en la tabla 3-8 se muestra la función de algunas enzimas

utilizadas en la industria alimentaria.



Tabla 3-8: Enzimas en la industria alimentaria.

Enzima Función

Amilasa Hidroliza el almidón y complejos polisacáridos

Arabinosa, Pectinasa Degradación de factores anti nutricionales

Celulasa Hidroliza la celulosa (alimentos vegetales)

Queratinasa Degradación de la queratina (harina de plumas)

Tanasa Eliminación de taninos que son factores anti nutricionales

Xilanasa Actúa en polisacáridos no almidonados como las pentosas

α-Galactosidasa Reduce factores anti nutricionales, actúa sobre α-galactósidos

β- Glucosidasa Reduce factores anti nutricionales, actúa los β-glucanos (nsp)

Fuente: (Ghosh, 2015)

Para hidrolizar los macronutrientes se tiene a las proteasas que hidrolizan las proteínas en

aminoácidos, las lipasas que son las encargadas de hidrolizar los lípidos en ácidos grasos y glicerol,

y las carbohidrolasas hidrolizan los carbohidratos en azúcares simples, existen otros estudios donde

usan la fitasa y es una de las enzimas más utilizadas en los alimentos acuícolas y descompone el

fitato e incrementa el contenido de fosforo, minerales y proteína (Ketnawa et al., 2014).

Estudios relacionados con la adición de enzimas exógenas en la alimentación acuícola ha estado en

constante crecimiento para lograr una mejor calidad en los alimentos que contienen en su

formulación fuentes económicas de proteína vegetal, las enzimas exógenas han ayudado con la

digestibilidad de compuestos poliméricos complejos, logrando un mayor aprovechamiento de

nutrientes, conversión de energía, reducción de factores anti nutricionales (Rodriguez et al., 2018;

Shi et al., 2016), además ayuda con el aumento de las actividades de las enzimas endógenas, colabora

con las estructura histológica, mejora la salud del intestino y puede verse reflejado en el rendimiento

del crecimiento de los animales y otros parámetros de producción (Shi et al., 2016), en la tabla 3-9

se presentan algunas investigaciones relacionadas con el uso de enzimas exógenas para la

alimentación acuícola.

.

Marco teórico 25

Tabla 3-9: Investigaciones sobre la aplicación de enzimas en alimentos acuícolas

Producto Enzima Método de

aplicación

Especies Breve resultado Referencia

Residuos obtenidos de

plantas de fabricación

Proteasas

intestinales de

camarón (ci)

Enzimas

encapsuladas

Suplementadas

a la dieta

Tilapia

nilótica

(Oreochromis

niloticus)

Alto porcentaje de actividad

enzimática en sus intestinos de un

27% más alta que el control

Rodriguez et al.,

2018

Natuzyme50 Proteasa, alfa-

amilasa, fitasa,

celulasa, Xilanasa

Suplementación

a la dieta

Tilapia del

Mozambique

(Oreochromis

mossambicus)

Mayor rendimiento en crecimiento y

digestibilidad de proteínas

Hlophe-

Ginindza,

Moyo, Ngambi,

& Ncube, 2016

Natugrain® TS, 0- y 0.04%

(endo-1,4-ß-xilanasa

y endo-1,4-ß-

glucanasa de

Aspergillus fungus)

Suplementación

a la dieta.

Sargo Común

(Diplodus

sargus)

Aumentó contenido de proteínas y

lípidos en el pez, promovió las

actividades de amilasa y lipasa,

mayor absorción de nutrientes y

reducción de desechos fecales

Magalhães,

Lopes, Martins,

Couto, & Peres,

2016

RONOZYME® Hiphos

RONOZYME® ProAct

RONOZYME®WX

Sanolife PRO-F

Fitasa 0,0025%

Proteasa 0,0030%

Xilanasa 0,00075%

Probiótico 0,0020%

Suplementación

a la dieta.

Tilapia

nilótica

(Oreochromis

niloticus)

Mejoró peso final, tasa de

crecimiento específico, conversión

alimenticia y eficiencia de proteína

Ayodeji A.

Adeoye et al.,

2016

26 Evaluación de la impregnación al vacío de una proteasa en un alimento extruido para tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de

alevinaje


Producto Enzima Método de

aplicación

Especies Breve resultado Referencia

Proteasa

Suministrada por JEFO

Nutrition, Inc.

Serina

endopeptidasa

alcalina

Suplementación

a la dieta.

Carpa gibel

(Carassius

auratus

gibelio)

Aumento en el peso, digestibilidad

aparente de materia seca y proteína

cruda, retención de proteína cruda y

lípidos en bruto y en conversión

alimenticia

Shi et al., 2016

RONOZYME®Hiphos

RONOZYME®ProAct

ROXAZYME®G2

Fitasa 0,03%

Proteasa 0,02%

Carbohidrolasa

0,03%

Suplementación

a la dieta.

Tilapia

nilótica

(Oreochromis

niloticus)

Aumento de peso, crecimiento,

conversión alimenticia y la

carbohidrolasa presentó mayor

densidad de microvellosidades del

intestino medio

A. A. Adeoye et

al., 2016a

Amecozyme Proteasa 0,06%,

Xilanasa 0,016%,

Fitasa 0,005%,

Amilasa, Glucanasa,

Galactosidasa,

Lipasa, Celulasa

Suplementación

a la dieta.

Tilapia

nilótica

(Oreochromis

niloticus)

Mejoró el rendimiento de los peces y

digestibilidad de nutrientes

Khalafalla,

Bassiouni,

Eweedah,

Elmezyne, &

Elmezyne Heba,

2010

Marco teórico 27

Es importante tener presente al momento de usar las enzimas, debido a las condiciones de los

procesamientos que requieren altas temperaturas, grandes presiones y humedad y puede verse

afectada su estabilidad; por lo cual la adición de la enzima se ha aplicado después del proceso de

fabricación como por ejemplo una aplicación post peletizado (G. Yu et al., 2016).

▪ Proteasas

Las Proteasas de origen microbiano son más privilegiadas sobre las proteasas de origen animal y

vegetal debido a que poseen en mayor parte las características deseadas para sus aplicaciones

biotecnológicas

Las proteasas de origen fúngico elaboran una amplia gama de enzimas con respecto a las de origen

bacteriano, las proteasas producidas por Aspergillus Oryzae pueden ser proteasas ácidas, neutras y

alcalinas; además son activas en un amplio rango de pH 4 a pH 11 y muestran una extensa

especificidad de sustrato, sin embargo, muestran una velocidad de reacción baja y no toleran

temperaturas altas con respecto a las enzimas bacterianas (Kulkarni et al., 1999). Por otra parte, las

proteasas endógenas aspárticas (Pepsina) y serina (tripsina, quimo-tripsina, colagenasa y elastasa)

son las más importantes en el sistema digestivo del pez e invertebrados acuáticos y están implicadas

en procesos como la digestión de proteínas, la activación de pro enzimas y pre hormonas (Ketnawa

et al., 2014; Tavano, 2013).

Las proteasas hidrolizan la estructura de la proteína, desestructurándola en péptidos de menor tamaño

que son hidrosolubles y de fácil absorción; se tiene dos grupos de proteasas, las endopeptidasas que

hidrolizan los enlaces peptídicos que se encuentran en la parte interior de la cadena proteica (Figura

3-5) y las exopeptidasas que son las encargadas de hidrolizar la parte extrema de la cadena(Figura

3-6), así mismo, se subdividen en carboxipeptidasa cuando actúan en la extremidad ácida y amino

peptidasa cuando actúa en la parte básica (Franklin, 1995).

Figura 3-5: Endopeptidasas.

Fuente: (Franklin, 1995)



Figura 3-6: Exopeptidasas

Fuente: (Franklin, 1995)

Las proteasas son ampliamente estudiadas para la industria de los bio procesos, en investigaciones

recientes se han estudiado proteasas alcalinas de órganos digestivos marinos en especial la tripsina,

usadas por ser estables y resistente a temperaturas de 50°C - 60°C y presentar resistencia a pHs altos

(Pariza & Cook, 2010).

Las proteasas incorporadas en el alimento pueden compensar la deficiencia de enzimas endógenas,

especialmente en animales jóvenes y ayuda a hidrolizar las proteínas macromoleculares difíciles de

digerir, existen estudios relacionados probados en alimentos para tilapia (A. A. Adeoye et al., 2016;

Hlophe-Ginindza et al., 2016; Khalafalla et al., 2010; Rodriguez et al., 2018) y trucha arcoíris

(Orcorhynchus mykiss) (Dalsgaard et al., 2012; Drew et al., 2005), entre otras especies acuáticas.

3.5 Proceso de extrusión en la elaboración de alimentos

acuícolas

La cocción por extrusión es el proceso donde los biopolímeros expandibles como la proteína y el

almidón se plastifican en un tubo a través de una combinación de calor, cizallamiento y presión,

dando como resultado la desnaturalización de la proteína, la gelatinización del almidón y la

expansión exotérmica de la mezcla extruida, la extrusión es generalmente un proceso a altas

temperaturas y corto tiempo (HT / ST) donde ocurren cambios extremos en el barril de extrusión

(Kurt.A.R., Muthukumarappan,K. and Kannadhason, 2009), explicado sobre la base de la

producción de alimentos acuícolas con biopolímeros expandibles, los ingredientes ricos en almidón

y proteínas se obliga a mantener el alimento compacto y hacer que flote, se hunda lentamente o

rápidamente, para realizar estos procesos en el mercado existen extrusoras de tornillo simple, de

Marco teórico 29

doble tornillo, de discos, de tambor rotatorio, multi tornillo las cuales están diseñados para

aplicaciones más especializadas (Eitzlmayr et al., 2014), para obtener productos extruidos de buena

calidad en los procesos de extrusión acuícola se debe conjugar el tipo de extrusor, velocidad de

tornillo, configuración del tornillo, perfil de temperatura en el barril, la velocidad de alimentación,

la humedad del alimento, calidad de las materias primas, entre otros aspectos (C. R. de Cruz et al.,

2015; Umar et al., 2013).

3.5.1 Extrusión de tornillo simple

La extrusión por tornillo simple es probablemente la técnica más utilizada en diferentes industrias

(Eitzlmayr et al., 2014), la configuración de una extrusora típica consta de un motor que actúa como

una unidad de accionamiento, un barril de extrusión, un tornillo giratorio y una boquilla de salida, el

extrusor se conecta a una unidad central con el fin de controlar y monitorear los parámetros del

proceso tales como la velocidad del tornillo, temperatura y presión (Thiry et al., 2015). Las dietas

pasan por una tolva de alimentación, área de transporte y se funden a lo largo de un solo tornillo y

es forzado a salir a través de una boquilla para proporcionar la forma deseada, durante este proceso

de extrusión los materiales se someten a transformaciones complejas térmico-mecánicas junto con

un cambio de las propiedades físicas (Deng et al., 2014), además son las más utilizadas debido a sus

bajos costos de adquisición y mantenimiento, facilidad en su funcionamiento y su disponibilidad en

el mercado (Abeykoon et al., 2014).

3.5.2 Extrusión de doble tornillo

La extrusión de doble tronillo permite mejor control de los parámetros, buena capacidad de mezcla,

alto nivel de flexibilidad y mayor productividad de los procesos y altas oportunidades económicas

(R. Singh et al., 2017), se puede llevar a cabo múltiples funciones como fusión, mezcla, cocción,

control de variables de temperatura, velocidad y se puede tener una mayor distribución de los

tiempos de permanencia, mayor control de las fuerzas de cizallamiento, una mejor dispersión del

calor por convección y realizar una trazabilidad del alimento durante el proceso (Kraugerud et al.,

2011), los tornillos de la extrusora pueden ser construidos según su aplicación, ya sea para el

transporte o mezcla, amasado o elementos de reversa y conforme a la configuración de los tornillos

se aplican diferentes niveles de cizalladura sobre el material lo cual puede tener un efecto de

mezclado distributivo o dispersivo, la rotación de los tornillos idénticos en el interior del barril de la

extrusora puede ser en la misma dirección o dirección opuesta (Thiry et al., 2015), en la figura 3-.7

se muestra la configuración de tornillo simple y doble en un extrusor.



Figura 3-7: Extrusor de tornillo simple y tornillo doble.

Fuente:(Zhu, 2015)

3.6 Proceso de impregnación al vacío para la adición de aditivos

alimentarios

La tecnología de impregnación al vacío se usa para enriquecer sólidos con superficies porosas para

obtener productos funcionales; alimentos con capacidad de aumentar su palatabilidad, calidad

nutricional y prolongar la vida útil (S. Lamichhane et al., 2015). En la estructura interna de los

alimentos hay una relación entre la parte sólida y los espacios vacíos (capilares, poros) que pueden

ser llenos parcial o totalmente de líquidos, la relación de la estructura interna con el tipo y la cantidad

de líquido a impregnar son factores importantes que afectan la seguridad y calidad sensorial y/o

nutricional del alimento (Derossi et al., 2014), por lo cual, el proceso de impregnación al vacío ha

sido muy usada en la inclusión de grasa en piensos para alimentación acuícola y para mascotas.

Figura 3-8: Proceso de impregnación al vacío.

Fuente: (S. Lamichhane et al., 2015)

Marco teórico 31

De acuerdo a la figura 3-8, el proceso inicia cuando se expone el alimento a una presión de vacío

durante un tiempo donde el aire ocluido de la estructura interna se retira, luego por el proceso de

aspersión se recubre el alimento con la solución que contiene el aditivo y enseguida se restaura a la

presión atmosférica para generar un tiempo de relajación del alimento donde se produce un gradiente

de presiones que hace que el líquido por capilaridad ocupe los espacios libres del alimento. Entre las

variables estudiadas en el proceso está la presión de vacío, duración del periodo de vacío, duración

del tiempo de relajación, concentración de la solución, temperatura, relación masa/solución, tamaño

y forma de muestras (Betoret et al., 2015; Chaabani et al., 2020; R. M. S. Cruz et al., 2009; Fito et

al., 1996; Smith et al., 2008).

La estructura interna del alimento ideal para el recubrimiento al vacío debe tener suficiente porosidad

para proporcionar un espacio adecuado para la adición de líquido y mantener la durabilidad del

gránulo; para obtener un alimento con alta porosidad se puede a través de los procesos que anteceden

la obtención del pellet como la selección de los ingredientes de calidad, la manipulación del tamaño

de las partículas o harinas y las condiciones óptimas de extrusión; se reconoce que la formulación

de la dieta tiene un gran impacto en la calidad física del pellet, por lo cual, tanto la dureza como la

durabilidad son atributos físicos importantes requeridos para que los pellets puedan soportar el

manejo adicional y retener el líquido introducido durante el recubrimiento al vacío.

Los solutos como agentes anti pardeamiento, reafirmantes, compuestos nutricionales, ingredientes

funcionales, antimicrobianos, anticongelantes, enzimas, entre otros; se usan con propósito para

prolongar la vida útil, enriquecer alimentos y obtener formulaciones alimenticias innovadoras. El

proceso de impregnación al vacío permite la protección de la exposición al calor, la luz y el aire que

son los principales factores de iniciación de oxidación y destrucción de los compuestos durante el

almacenamiento y se puede proteger la bioactividad hasta los sitios de absorción intestinal como por

ejemplo las enzimas exógenas usadas en la alimentación y que son altamente susceptibles a la

hidrólisis gástrica al pasar por un pH bajo (Santosh Lamichhane, 2015).

4. Estado del arte

Se han desarrollado diferentes investigaciones relacionadas al uso de enzimas exógenas con el interés

de lograr mayor disponibilidad de nutrientes y mejorar la digestibilidad alimentaria en peces; en

estudios realizados por M. S. Hassaan, et al. (2019), experimentó la sustitución parcial de la harina

de pescado con harina de semilla de algodón en relación 2:1, 1:1 y 1:2 respectivamente en una dieta

para tilapia (29% proteína) y la suplementación del 0,05% con proteasa exógena (Actividad

proteolítica 4395 U/g) para todos los tratamientos, la adición de la enzima se realizó en la

formulación de las dietas y se llevaron a un molino peletizador, cada tratamiento tuvo su respectivo

control. Su evaluación se realizó sobre los parámetros de crecimiento, el rendimiento alimentario,

índices hematológicos y marcadores de expresión genética para tilapia nilótica (Oreochromis

niloticus), se usaron peces con peso promedio inicial de 11,62 g/pez y 84 días de evaluación. Se

obtuvieron resultados positivos en todos los tratamientos con suplementación de enzimas exógenas

para las variables de crecimiento y rendimiento alimentario con respecto a cada uno de sus controles;

los tratamientos que mejor respuesta mostraron son los que tienen relación de harina de pescado:

harina de semilla de algodón 2:1 y 1:1 respectivamente, con valores para ganancia de peso de 34,56

g y 33,23 g respectivamente, mientras que los controles mostraron valores por debajo de 29,92 g.

Para la variable de tasa de crecimiento especifica presentaron valores de 1,6 %/día (relación 2:1),

1,6 %/día (relación 1:1) y 1,5 %/día (relación 1:2), comparados con los valores de 1,4 %/día

obtenidos para los controles, la variable de índice eficiencia proteica presentó valores de 2,75, 2,69,

2,58 respectivamente para los tratamientos con relación 2:1, 1:1, 1:2 y los controles mostraron

valores de 2,43, 2,38, 2,30 respectivamente, además en los resultados de porcentaje de digestibilidad

aparente de proteína cruda registró valores del 91,75 % (relación 2:1), 92,05% (relación 1:1), 90,16%

(relación 1:2), mientras que los controles mostraron valores de 90,31%(relación 2:1), 90,17%

(relación 1:1), y 87,59% (relación 1:2). Destacando que la proteasa exógena mejoró el

aprovechamiento nutricional de la harina de semilla de algodón y mejoró el rendimiento en

crecimiento, también indicó buenos resultados en los índices de hematología y la expresión genética.



De igual manera, Ayodeji A. Adeoye, et al. (2016) en su estudio sobre suplementación con enzimas

exógenas en dietas para tilapia (40,8 % proteína); evaluaron el rendimiento en crecimiento, los

efectos en la histología y flora microbiana intestinal en tilapia nilótica (Oreochromis niloticus) (peso

inicial 38,7g.), usando como enzimas exógenas RONOZYME® hiphos fitasa (300 mg/Kg),

RONOZYME® ProAct proteasa (200 mg/Kg) y RONOZYME ® G2 carbohidrolasas (300 mg/Kg),

todos los ingredientes de la dieta y las enzimas exógenas fueron mezclados y extruidos. Después de

42 días de experimentación se observó el efecto del tratamiento con suplementación de fitasa para

la variable de peso final con un valor de 94,9 g/pez, seguido en orden por carbohidrolasa, proteasa y

control con valores de 89,4 g/pez, 85,6 g/pez, 82,6 g/pez respectivamente, para la variable de tasa de

crecimiento específico los tratamientos con suplemento de enzimas presentaron para la fitasa

2,48%/día, carbohidrolasa 2,31%/día, proteasa 2,21%/día y para el control 2,11%/día, con respecto

a la tasa de conversión alimenticia, la fitasa mostró un valor de 1,36, seguido de la carbohidrolasa

1,5, proteasa 1,55 y para el control un valor de 1,68. Para la variable de índice de eficiencia proteica

presento un valor superior la enzima fitasa 1,08, los demás tratamientos se encuentran por debajo de

la unidad, 0,94 para carbohidrolasa, 0,88 proteasa, y para el control 0,8. Por otra parte los

tratamientos dietarios no afectaron la relación de perímetro medio intestinal, la abundancia de células

caliciformes y la abundancia de leucocitos intraepiteliales. La suplementación de dietas con fitasa

tiene el potencial de mejorar el crecimiento de tilapia sin efecto perjudicial sobre la salud intestinal.

En la investigación realizada por Abdel-Ghany, et al. (2020),se evaluaron los efectos de un coctel de

enzimas y probióticos (MAXIMYZE EX, enzimas= celulasa, arabinosa, xilanasa, β-manasa, α-

amilasa, proteasa, β-galactosidasa, lipasa y fitasa, Probiótico= lactobacillus acidophilus y

Saccharomyces baulardii), sobre los parámetros de crecimiento, morfología intestinal, recuento

bacteriano en el intestino de tilapia roja (Oreochromis niloticus x O. mossambicus); realizaron

inclusiones en una dieta basal (28% proteína) niveles de 0 %, 0,0037%, 0,0062% y 0,01% del coctel

enzima-probiótico, la inclusión se realizó en la mezcla de los ingredientes y se peletizaron en un

molino de carne, la evaluación se realizó en peces con peso inicial de 0,35 g y se evaluó por un

periodo de 56 días. Se encontró resultados positivos para el tratamiento con inclusión de 0,01% del

coctel enzima-probiótico con valores de 4,34 g/pez para el parámetro de peso ganado, 4,33%/día

para la tasa de crecimiento especifico y 1,38 para la tasa de conversión alimenticia, además para la

variable de recuento total de bacterias y Lactobacillusel en el intestino de los peces aumentó de

manera constante al aumentar el nivel de enzima probiótico.

Estado del arte 35

De igual manera Hlophe-Ginindza ,et al. (2016), usaron un coctel enzimático comercial Natuzyme

50 que está compuesto por amilasas, fitasas, celulasas, xylanasas y proteasas; evaluó diferentes

concentraciones del coctel enzimático (0%, 0,025%, 0,05%, 0,075 %, 0,1%) en una dieta para Tilapia

del Mozambique (Oreochromis mossambicus) (peso promedio inicial 15 ± 3 g), la incorporación de

las enzimas se realizó en la mezcal de los ingredientes y se llevó a una peletizadora y la evaluación

se realizó sobre los rendimientos del crecimiento y digestibilidad de proteína. Encontraron que todos

los tratamientos evaluados con adición de enzima presentaron una diferencia con respecto a la dieta

control, el tratamiento con mejores resultados fue la dieta con inclusión de 0,05% de Natuzyme 50,

mejoro los parámetros de ganancia de peso (45,15 g), tasa de crecimiento especifica (2,52 %/día),

tasa de conversión alimenticia (1,22), índice de eficiencia proteica (2,73) y porcentaje de

digestibilidad de proteína (92,50%), comparado con la dieta control que presentó para ganancia de

peso de 27,5 g, una tasa de crecimiento especifica del 1,7 %/día, tasa de conversión alimenticia de

1,53, índice de eficiencia proteica de 2,18 y porcentaje de digestibilidad de proteína de 82,50%;

afirmando que las enzimas y el probiótico que conforman el coctel tienen un efecto sinérgico con las

enzimas endógenas producidas por el pez para mejorar la digestibilidad de la proteína vegetal y la

digestibilidad del almidón y parámetros de crecimiento.

Otro estudio similar, realizado por Ayodeji A. Adeoye et al., (2016), llevaron a cabo la investigación

para observar el efecto de enzimas exógenas y probióticos como suplementos en un alimento

comercial para Tilapia (Oreochromis niloticus) (35% Proteína), dentro del suplemento enzimático

se evaluaron fitasa (7,5 mg/Kg), proteasa (30 mg/kg) y xilanasa (25mg/kg) y el probiótico Sanolife

PRO-F (Bacillus subtills, Bacillus licheniformis y Bacillus pumilus) (20 mg/Kg) y la combinación

entre ellos, la incorporación de las enzimas y los probióticos se realizó en la mezcla de los

ingredientes y se llevó a un proceso de extrusión de prensa en frío, el ensayo se realizó durante 49

días y se evaluaron parámetros de crecimiento, morfología intestinal y micro flora intestinal. En los

resultados, el tratamiento con adición combinada de enzimas y proteasas mostró valores superiores

en tasa de crecimiento especifico con un valor de 3,38%/día, frente al menor valor obtenido por el

tratamiento con adición de solo probióticos 3,27%/día; de igual manera el índice de eficiencia

proteica con mayor valor fue de 2,63 para el tratamiento con adición combinada de enzimas y

proteasas. En el uso individual de los suplementos no se observó efectos sobre los parámetro de

crecimiento, de igual manera no presentaron diferencia significativa en los índice somáticos de la

tilapia, sin embargo, solo el tratamiento de probiótico mostró mejoría en el parámetro de morfología

intestinal y llegaron a la discusión de que el rendimiento mejorado del crecimiento se puede asignar

a la capacidad de los probióticos de generar enzimas que sintetizan la fibra y pueden complementar



la actividad enzimática endógena para la digestión en peces; además, la capacidad enzimática externa

exógena puede ayudar con la disponibilidad de los sustratos adecuados para la acción probiótica.

En un estudio realizado por Lin, Mai, & Tan., (2007) investigaron en un ensayo de 84 días, el efecto

de suplementar una enzima exógena en una dieta (30% Proteína) y evaluar sobre el perfil de

crecimiento en un hibrido de tilapia (Oreochromis niloticus x O. aureus) (peso promedio inicial 18

g), el complejo enzimático comercial (Proteasa neutra, 𝛽-glucanasa y xilanasa) se incluyó en

cantidades de 0%, 0,1% y 0,15%, la inclusión de las enzimas se realizó en la mezcla de los

ingredientes y se llevó a un molino peletizador. El estudio presentó resultados benéficos para los

tratamientos con adición de enzima con valores para peso final de 113,22 g (0,1% enzima) y 116,2

g (0,15% enzima) y el control presentó 101,47g. Para la variable tasa de crecimiento especifica

presentó una relación directamente proporcional cuando aumenta el porcentaje de inclusión de la

enzima con valores de 2,04%/día (0%enzima), 2,14%/día (0,1% enzima), 2,25%/día (0,15%

enzima), para el índice de eficiencia alimenticia presentó valores de 56.8% (0% enzima), 62,9%

(0,1% enzima), 64,5% (0,15% enzima) y de igual manera la relación de índice de retención proteica

aparente arrojó valores de 28,1% (0% enzima), 33,1% (0,1% enzima), 36,2% (0,15% enzima) y para

el porcentaje de digestibilidad de proteína se encontraron resultados de 78,2% (0%enzima), 84,8%

(0,1% enzima), 86,7% (0,15% enzima), además se obtuvo una respuesta positiva en las funciones

digestivas del pez a nivel pancreático e intestinal y la afección de las enzimas sobre la microflora

intestinal que colabora en los parámetros de crecimiento.

Otras investigaciones relacionadas muestran el uso de tecnologías post extrusión para la

suplementación de aditivos en la alimentación acuícola. En la investigación realizada por Sanchez

Trujillo, (2019), en la primera parte de su trabajo estudió las condiciones del proceso de

impregnación al vacío para la incorporación de un probiótico Lactobacillus plantarum BUC006 en

un alimento extruido para tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de engorde; evaluó las condiciones

de presión (vació=-506 mbar y atmosférica =1013,25 mbar) y concentración del probiótico (108 y

109 UFC/mL), la evaluación la realizo sobre las propiedades físicas del alimento y estabilidad del

probiótico; reportó que la impregnación bajo condiciones de vacío el alimento impregnado aumentó

las propiedades físicas de flotabilidad (97,1%)(Tratamiento 1= -506 mbar, Concentración 109

UFC/mL ) y no presentó efecto sobre los parámetros de estabilidad en agua y durabilidad con

promedios de 87,51% y 97% respectivamente; también afirma que las condiciones atmosféricas y

de vacío no mostró efecto sobre el probiótico en respuesta a la viabilidad y resistencia a jugos

Estado del arte 37

gástricos simulados, y posteriormente evaluó la actividad antimicrobiana y viabilidad del probiótico

durante el almacenamiento y finalizo con la evaluación del potencial del probiótico impregnado en

alimento en tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de engorde obteniendo resultados positivos en

parámetros de crecimiento.

Por su parte Maas et al., (2019), observaron el efecto de la suplementación de enzimas sobre el

rendimiento y la digestibilidad de los nutrientes en dietas con inclusión de diferentes fuente vegetal

(Salvado de trigo, Harina semilla de girasol, pulpa de cítricos) en dietas (33% proteína) para

alimentar tilapia nilótica (Oreochromis niloticus),( peso promedio inicial del pez 41g), las enzimas

suplementadas fueron fitasa 1000 FTU/Kg y. Xilanasa 4000 U/Kg, para la adición de las enzimas se

hizo junto con la adición de aceite por la tecnología de recubrimiento al vacío (Post extrusión). El

ensayo se realizó durante 43 días y obtuvieron resultados para peso ganado final en la dieta

formulada con salvado de trigo valores de 101,8 g para tratamiento con inclusión de enzimas y 97,2

g para el tratamiento control encontrando un efecto positivo, contrario para la dieta con harina de

semilla de girasol encontraron un valor de 93,6 g para el tratamiento con adición de enzimas y 90,6

g para el Control y de igual manera no se encontró efecto por parte del tratamiento con pulpa de

cítricos en la variable de ganancia de peso que presentó un valor de 94,3 g para el tratamiento con

inclusión de enzimas y 95,1 g para el control. Con respecto a los porcentajes de digestibilidad de

proteína presentó para la dieta con inclusión de salvado de trigo un valor de 94,9 % para el

tratamiento con inclusión de enzimas y 94,8% para el control, para la dieta con inclusión de harina

de semilla de girasol muestra valores de 94,5% para el tratamiento con enzimas y 94,4% para el

control y para la dieta con inclusión de pulpa de cítrico presentó 95,4% para el tratamiento con

adición de enzimas y 95,5%para el control. Con respeto a las demás observaciones se obtuvo una

interacción positiva entre la composición de los ingredientes evaluados y la suplementación

enzimática sobre los parámetros de crecimiento y presentó mejoría en la digestibilidad de fosforo y

energía, este estudio mostró que la suplementación de fitasa y xilanasa puede reducir en parte los

efectos negativos inducidos por el uso de materias primas vegetales e ingredientes ricos en fitato

sobre la digestibilidad y el aumento de nutrientes.

Por su parte Chaabani et al., (2020), estudió el fenómeno de fugas de aceite en alimentos para trucha

en etapas de engorde, se llevó a cabo un proceso de optimización para determinar las condiciones de

operación en el proceso de recubrimiento al vacío, evaluó cuatro variables experimentales como

velocidad de agitación (45 Hz a 85Hz), presión de vacío (140 mbar a 310 mbar), velocidad de llenado

(35 % a 55%) y al finalizar el proceso de recubrimiento al vacío se evaluó un cuarto factor que



corresponde al tiempo necesario para restaurar la presión atmosférica y se establecieron cinco valores

de tiempo 60, 75, 90, 105 y 120 segundos, el estudio se evaluó sobre las variables de respuesta como

tasa de fuga de aceite, durabilidad, dureza y flotabilidad. Dentro de los resultados obtenidos presentó

un rango de durabilidad entre 85,4% y 91,6%, para la variable de dureza presento un promedio de

11,5 N/mm y de acuerdo al tiempo de restauración de presión fue el tiempo más largo que

corresponde a 120 segundos para que le revestimiento de la película de aceite no se rompa al

momento de equilibrar las presiones y los valores de flotabilidad mostraron de 7 a 24%, los

resultados del diseño experimental expusieron que la presión dentro del revestidor fue el parámetro

sobresaliente, una presión (140 mbar) aplicada reducida garantiza una penetración profunda del

aceite dentro de los pellets, mejorando la variable de fuga de aceite en un 50%, sin embargo la

durabilidad del pellet estuvo afectada negativamente.

5. Objetivos

5.1 Objetivo general

Evaluar el efecto de la impregnación al vacío de una proteasa en alimento extruido para Tilapia roja

(Oreochromis spp) en fase de alevinaje

5.2 Objetivos específicos

Determinar las condiciones de operación para la elaboración de un alimento extruido diseñado para

la alimentación de tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje

Evaluar una proteasa incorporada por impregnación al vacío en un alimento extruido para

alimentación de tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje

Evaluar parámetros de crecimiento y aprovechamiento nutritivo de tilapia roja (Oreochromis spp)

en fase de alevinaje utilizando alimento extruido impregnado al vacío con una proteasa

6. Materiales y métodos

A continuación, se describen los materiales y métodos usados para el desarrollo de cada objetivo

específico de esta investigación.

6.1 Condiciones de operación para la elaboración de un alimento

extruido para alimentación de tilapia roja (Oreochromis spp)

en fase de alevinaje

6.1.1 Localización

El desarrollo de esta investigación se llevó a cabo en el laboratorio de reología y el laboratorio de

biotecnología ubicados en la Facultad de Ciencias Agracias de la Universidad del Cauca, vereda las

Guacas, municipio de Popayán (Cauca).

6.1.2 Adecuación y formulación de dietas para tilapia roja (Oreochromis

spp) en fase de alevinaje

La adecuación y formulación de las dietas se realizó acorde a la metodología reportada por Pantoja,

et al. (2011), se procedió a reducir el tamaño de partícula de las materias primas por un proceso de

molienda, se usó un molino de pines marca IKA modelo MF 10 basic y se seleccionó un tamaño de

partícula menor a 420 μm (tamiz N.º 40) de acuerdo a la norma ASTM E 11-61 de tamizado para

harinas.

Para la caracterización de las materias primas se usó el método de composición química proximal

AOAC international 2000 (Barrows et al., 2008), se determinó proteína (AOAC 976,05), humedad

(AOAC 934,01), cenizas (AOAC 942,05), lípidos (AOAC 920,39), fibra bruta (AOAC 962,09) y

contenido de carbohidratos por diferencia, realizados en el área de fisicoquímica del laboratorio de

biotecnología de la Universidad del Cauca, en la tabla 6-1 se muestra la composición química de las

materia primas utilizadas.



Tabla 6-1: Composición Química de las Materias primas en base seca.

Harina de

Maíz

Harina de

Trigo

Harina de

Yuca

Harina de

Pescado

Torta de

Soya

Harina

de Sangre

Proteína (%) 8,39 ± 0,05 16,6±0.17 1,24±0,14 52,31±0,12 52,07±0,03 89,2±0,17

Grasa (%) 4,21 ±0,08 2,62±0.15 1,12±0,05 9,85±0,11 2,95±0,20 0,74±0,06

Carbohidratos (%) 80,85±0,11 76,95±0,10 92,18±0,08 10,29±0,16 33,57±0,11 6,76±0,21

Cenizas (%) 3,99±0,00 1,96±0,08 2,39±0,08 25,52±0,18 7,94±0,19 2,3±0,09

Fibra (%) 2,55±0,13 1,79±0,13 3,06±0,16 2,03±0,13 3,47±0,03 1±0,09

Humedad (%) 11,22±0.02 10,7±0.10 11,58±0.19 4,99±0,06 9,17±0,08 7±0,18

El balance para la formulación del alimento se realizó con ayuda del programa Microsoft Office

Excel 2016, para la composición de los aditivos (Sal, Bentonita y Carbonato de calcio) se obtuvo la

información que reporta la National Research Council (N.R.C) y para la composición del núcleo

vitamínico (Premezcla de vitaminas, minerales y aditivos) se asumió según la información reportada

por el proveedor.

En la preparación de la dieta para extruir, se inició con un pesaje de los macro componentes (harina

de maíz, harina de trigo, harina de yuca, harina de pescado, torta de soya, harina de sangre) y se

mezclaron por 10 minutos en un equipo mezcladora CiTalsa modelo SM 401 con capacidad de 40

litros. Luego se pesó y se mezcló en otro recipiente los microcomponentes (núcleo vitamínico,

carbonato de calcio, bentonita, sal, aceite) para su posterior adición en la mezcla de los macro

componentes, se continuó homogenizando por 5 minutos más y se usó un spray manual para la

adición del agua durante el proceso de mezclado hasta alcanzar una humedad del 26%, la dieta final

se dispuso en bolsas plásticas ziploc a temperatura de refrigeración por 12 horas previo al proceso

de extrusión, en la tabla 6-2 se muestra la composición de la dieta balanceada y composición química

de la misma.

Materiales y métodos 43

Tabla 6-2: Composición de la dieta balanceada (g/100g en peso seco)

Materias Primas (g/100g peso seco)

Macro componentes Harina de Maíz 1,8

Harina de Trigo 1,0

Harina de Yuca 19,0

Harina de Pescado 51,0

Torta de Soya 6,0

Harina de Sangre 15,0

Micro componentes Núcleo Vitamínico* 2,0

Carbonato de Calcio 1,0

Bentonita 1,7

Sal 0,5

Aceite Vegetal 1

Total (Base seca) 100

Composición Química (Base seca)

Análisis proximal Proteína (%) 45,24

Carbohidratos (%) 28,62

Grasa total (%) 5,56

Cenizas (%) 13,08

Fibra (%) 0,1

Humedad (%) 7,5

Calorías totales (Kcal/100g) 345,48

* Premezcla Núcleo Vitamínico (Composición por kilogramo de producto): Vitamina A (800.000

UI), vitamina D3 (300.000 UI), vitamina E (11,0 g), vitamina K (2,2 g), vitamina B12 (0,01 g),

tiamina (0,6 g), riboflavina (3,6 g), piridoxina (5,6 g), biotina (0,08 g), ácido pantoténico (6,8 g),

niacina (5,6 g), ácido fólico (1,0 g), vitamina C (25,0 g), cloruro de colina (70,0 g), yodo (0,3 g),

selenio (0,05 g), hierro (6,0 g), cobre (1,2 g), zinc (16,0 g), manganeso (7,0 g), cobalto (0,1 g) y

antioxidante (30,0 g).



6.1.3 Proceso de extrusión de la dieta

La dieta fue procesada en un extrusor de doble tornillo marca Thermo Scientific equipo alemán,

modelo Haake Polylab OS, dispone a lo largo del barril un sistema de calentamiento con resistencias

eléctricas en 7 zonas y se acopla a un sistema de enfriamiento, en la salida existe una zona de

expansión con la posibilidad de intercambiar boquillas de salida y se usó una boquilla circular de

diámetro 1 mm. Para este estudio se tuvo en cuenta variables de proceso como la temperatura

promedio de las 7 zonas del equipo y la velocidad del tornillo, al final el cordón obtenido fue

peletizado por una cortadora prefabricada por Molinos Pulverizadores J.A (Bogotá) y los pellets

obtenidos o granos de alimento extruido se procedió a secar a 50°C por 30 minutos en un horno de

convección forzada (Binder FD 115L, Tuttlingen, Alemania) hasta obtener un contenido de humedad

menor a 10% (Barrows et al., 2008; Pantoja et al., 2011).

6.1.4 Calidad física del alimento

Para la evaluación de calidad física del alimento extruido se determinó el porcentaje de flotabilidad

(F), índice de expansión (IE), densidad específica (DE), porcentaje de durabilidad (D), índice de

absorción de agua (IAA) y estabilidad en agua (IEA) de acuerdo a lo siguiente.

▪ Flotabilidad (F)

Se seleccionaron 100 pellets (Fi) del alimento extruido y se adicionaron en un beaker de 250 ml que

contenía 100 ml de agua destilada a temperatura ambiente, el número de pellets flotando (Ff) en la

superficie del beaker se observaron después de 20 minutos (C. R. de Cruz et al., 2015) y se calculó

el porcentaje de flotabilidad según la ecuación (6.1).

𝐹 =𝑭𝒇

𝑭𝒊x 100 (6.1)

Donde:

Fi: Número de pellets iniciales

Ff: Número de pellets flotantes


▪ Índice de expansión (IE)

El índice de expansión muestra la relación radial entre el diámetro de los pellets extruidos y el

diámetro de la boquilla de extrusión (1mm), para este parámetro se tomaron 10 pellets y a cada pellet

se midió el diámetro radial con un calibrador digital metálico pie de rey (C. R. de Cruz et al., 2015;

Kannadhason et al., 2010) y se realizó el calculó de acuerdo a la ecuación (6.2).

𝐼𝐸 =𝐷𝑃

𝐷𝑏 (6.2)

Donde

Dp: Diámetro del pellet

Db: Diámetro de la boquilla del extrusor

▪ Densidad específica (DE)

Para determinar la densidad específica se asumió la forma cilíndrica de cada pellet, se tomó 5 pellets

y se determinó la masa con una balanza analítica (Kern ALJ, KERN & Sohn GmbH, Balingen

Alemania) y con un calibrador digital metálico pie de rey se midió la longitud y diámetro (Tumuluru

et al., 2010), la densidad específica se determinó de acuerdo a la ecuación (6.3).

𝐼𝐸 =𝑚

(𝜋 . (𝐷/2)2. ℎ) (6.3)

Donde:

m: masa del pellet

D: Diámetro del pellet

H: altura del pellet

▪ Durabilidad (D)

Se realizó en un equipo durabilímetro Portable New Holmen NHP 100 de acuerdo al procedimiento

reportado en la norma ASAE S269.4 DEC96, se utilizó un tamiz de abertura menor que el diámetro

del pellet para eliminar el material fino, se tomó una muestra de 50 g, se depositó la muestra en el

equipo y al finalizar el procedimiento se pesó el pellet final y finos generados (Sanchez & Pantoja,

2011; Sørensen et al., 2009), la durabilidad se determinó de acuerdo a la ecuación (6.4).



𝑃𝐷𝐼 =𝑊𝑓

𝑊𝑖 x 100 (6.4)

Donde

Wi: pellets retenidos iniciales

Wf: pellets retenidos finales

▪ Índice de absorción de agua (IAA) e Índice de estabilidad en el agua (IEA)

De acuerdo a la metodología realizada por Cian et al., (2017) y Sanchez & Pantoja., (2011), se pesó

una muestra de 8 gramos de pellets (PDai), y se colocaron en un beaker con 500 mL de agua destilada

a una temperatura de 25ºC, en seguida se sometieron en agitación a 100 rpm en un equipo de

agitación durante 20 minutos; finalizado el tiempo de agitación, se tamizaron los pellet en una malla

con abertura apenas menor que el diámetro del pellet y previamente pesada, se dejó reposar 10

minutos y luego se pesó la malla con los pellet húmedos (Ph), para calcular el índice de absorción de

agua (IAA) se realizó acorde a la ecuación (6.5).

%𝐼𝐴𝐴 =𝑃ℎ

𝑃𝐷𝑎𝑖 x 100 (6.5)

Donde

Ph: Peso de la muestra húmeda

PDai: Peso de la muestra seca inicial

Para el índice de estabilidad en agua (IEA), se procedió a secar la muestra en la misma malla a una

temperatura de 60ºC por 24 horas en un horno secador Binder (FD 115L, Tuttlingen, Alemania) y se

finalizó pesando las muestras secas (PDds) y se determinó de acuerdo a la ecuación (6.6).

%𝐼𝐸𝐴 = (1 −𝑃𝐷𝑎𝑖−𝑃𝐷𝑑𝑠

𝑃𝐷𝑎𝑖) x 100 (6.6)

Donde:

PDai: peso seco de la muestra antes de la inmersión

PDds: peso seco de la muestra después de la inmersión


6.1.5 Diseño experimental

Para determinar de las condiciones del proceso de extrusión, se realizó de acuerdo al método de

superficie de respuesta (MSR), se utilizó un diseño central compuesto (DCC) (22 ); el primer factor

del diseño experimental evaluado fue temperatura promedio del barril del extrusor con dos niveles

(127 °C y 131 °C) y el segundo factor del diseño experimental es velocidad de tornillo con dos

niveles (360 rpm y 400 rpm), los niveles de cada factor fueron fijados por investigaciones previas y

en la tabla 6-3 se muestra las variables independientes y de respuesta para el diseño central

compuesto, se obtuvo 9 tratamientos que corresponden a los 4 tratamientos del diseño factorial 22, 4

tratamientos que corresponde a los puntos estrella y un tratamiento del punto central que se realizó

con 5 repeticiones para un total de 13 unidades experimentales y se realizó para cada unidad

experimental un duplicado; para un total de 26 corridas experimentales.

Tabla 6-3: Diseño central compuesto (22)

DCC Variables Independientes Variables de respuesta

Temperatura (°C) Velocidad (rpm)

Puntos diseño 22

131 360 • Flotabilidad

• índice expansión

• Densidad

• Durabilidad

• Índice de absorción de

agua

• Índice de estabilidad en

agua

127 360

131 400

127 400

Puntos estrella

129 351,7

131,8 380

129 408,2

126,2 380

Punto central 129 380



Para lo anterior se usó el programa estadístico minitab versión 18, para determinar los puntos del

diseño, los puntos estrella, y la aleatoriedad de las unidades experimentales, además, se usó para

verificar los supuestos de normalidad y homocedasticidad, de igual manera se realizó un análisis de

varianza (ANOVA) con un nivel de confianza del 95% (α=0;05).

Las variables de respuesta como flotabilidad, índice de expansión, densidad, durabilidad, índice de

absorción y estabilidad en agua fueron ajustadas a un modelo matemático que corresponde a un

polinomio de segundo grado como se muestra a continuación:

Y = 𝐶0 + 𝐶𝐴A + 𝐶𝐵B + 𝐶𝐴𝐴AA + 𝐶𝐵𝐵BB + 𝐶𝐴𝐵AB + ε (6.7)

Donde A y B son valores codificados para las variables independientes de temperatura de barril y

velocidad de tornillo respectivamente, los coeficientes del polinomio están representados por C0

(constante), CA, CB (efectos lineales); CAA, CBB (efectos cuadráticos) y CAB (efecto de interacción),

además se tuvo en cuenta la configuración jerárquica que explica cuando el efecto de la interacción

AB presenta diferencia significativa se debe incluir en el modelo matemático los términos más

simples que forman dicha interacción, la depuración o ajuste del modelo de regresión se verificó

mediante el R2 y la falta de ajuste (Guitiérrez Pulido, 2008; Montgomery, 2001).

Además, para cada una de las variables de respuesta se estableció la diferencia significativa de los

efectos lineales, cuadráticos y de interacción; los términos que presentaron un valor-P mayor 0,05

se interpreta que el factor no influye en las variables de respuesta, es decir, la variable de respuesta

se comporta de igual forma en distintos puntos o niveles del factor, caso contrario, sí el Valor–P es

menor de 0,05 se deduce que los niveles del factor producen distintos efectos en la variable de

respuesta (Portilla et al., 2006).

Para optimizar y determinar las condiciones de operación del proceso de extrusión, se establecieron

criterios de maximizar y minimizar cada una de las variables de respuesta acorde a su respectivo

comportamiento y se realizó con la opción “optimizador de respuesta” del programa minitab versión

18. Los valores teóricos para las variables de flotabilidad, índice de expansión, densidad, y

durabilidad a condiciones óptimas de extrusión generados por el programa minitab versión 18, se

compararon con los valores experimentales obtenidos a partir de un alimento extruido a condiciones

óptimas de temperatura de barril y velocidad de tornillo.


6.2 Evaluación de una proteasa incorporada por impregnación

al vacío en un alimento extruido para alimentación de tilapia


Para el desarrollo de este segundo objetivo, se utilizaron los siguientes materiales y metodologías

6.2.1 Actividad enzimática proteasa FP 31 NFT

Se utilizó la enzima FP31 NFT, adquirida por la empresa Enzimas para Procesos Industriales-

Proenzimas S.A, la enzima es obtenida de Aspergillus Oryzae con actividades proteolíticas endo y

exopeptidasas, además la enzima esta encapsulada en un material de maltodextrina, en la siguiente

tabla 6-4 se muestran las condiciones óptimas de trabajo para la enzima FP31 NFT reportadas por la

ficha técnica.

Tabla 6-4: Especificaciones de la ficha técnica de la enzima FP31 NFT.

Factor Rango Observaciones

Temperatura 30°C a 60°C Rango de temperatura óptimo de 45°C a 60°C a pH 6.0

pH 4.3 a 5 El rango óptimo es 5 a 10 a temperatura de 30°C.

La enzima realiza actividad considerable a pH 3.5

Para determinar la actividad enzimática de la enzima se desarrolló en dos pasos, como primer paso

se estableció una curva de calibración o curva patrón de un aminoácido estándar y como segundo

paso se procedió a realizar la reacción enzimática de FP31 NFT sobre un sustrato; para lo anterior

se realizó a través del método Trinitrobenceno Sulfónico TNBS, método que consiste en la reacción

del ácido 2,4,6-trinitrobenceno sulfónico con los grupos α-amino primarios libres (Adler-Nissen &

Olsen, H, 1982; EKlund, 1976).

La curva de calibración o curva patrón es la representación gráfica de una señal que se mide en

función de la concentración de un analito, la calibración incluye la selección de un modelo

matemático para estimar los parámetros que permitan determinar la linealidad de la curva y tener un

método analítico para obtener resultados de concentración de un compuesto en una muestra y trabajar

dentro de un rango determinado (Dosal & Villanueva, 2008).



El Primer paso para realizar la curva de calibración o curva patrón, se usó como estándar el

aminoácido α-Leucina (99,99 % Sigma Aldrich, peso molecular 131,17 g/mol), la cual reacciona

con el TNBS (5 % Sigma Aldrich) y forma un compuesto cromóforo que tiene un punto de

absorbancia a 420 nm. Para ello se inició preparando una solución stock a una concentración de 10

mM/L, se pesó 0,5 g de α-Leucina y se secó a 100 °C por 2 horas, luego se pesaron 0.0659 g de α-

Leucina seca y se diluyeron en agua destilada hasta un volumen de 50 mL en un balón aforado de

calibración y a partir de esta solución stock se realizaron las siguiente seis diluciones reportadas en

la Tabla 6-5 para crear la curva patrón.

Tabla 6-5: Concentraciones de diluciones para el método TNBS.

Concentración dilución Cantidad de solución stock Volumen Final

0,5 mM 0,5 mL Aforar a 10 mL

2,0 mM 2 mL Aforar a 10 mL





Para la determinación del valor de absorbancia por el método de TNBS para cada una de las

diluciones preparadas, se tomó 128 µL de la dilución y se adicionó 2 mL solución buffer fosfato pH

8,2 más 1 mL de reactivo de TNBS 0,01 %, se agitó en vórtex por 15 segundos y se colocó en baño

de agua a una temperatura de 50 °C por 30 minutos y para detener la reacción se adicionó 2 mL de

solución de sulfito de sodio (0,1 M) y se dejó por 15 minutos en reposo. Luego con el uso del

espectrofotómetro UV-Visible (Shimadzu 1800, Shimadzu Corp., Kyoto, Japón) se realizó la lectura

en absorbancia para cada una de las diluciones a una longitud onda de 420 nm, todo el proceso

anterior se realizó sin incidencia directa de la luz sobre la solución y se determinó la ecuación de la

curva de calibración por regresión lineal (Concentración vs Absorbancia) (Klomklao et al., 2013).

El segundo paso corresponde determinar la actividad proteolítica de la enzima, se usó la metodología

de acuerdo a (Paredes Ruiz, 2013) con las siguientes modificaciones, en viales de 2,5 ml se dispuso

como sustrato 0,5 ml de Albumina (10%) en solución buffer 50 mMol de fosfato de potasio

(K2HPO4) a pH 6 y se adicionó 100 µL de enzima FP31 NFT (0,15%) lo cual corresponde a una


relación enzima/proteína del 0,3%, el valor de relación enzima/proteína se determinó de acuerdo a

estudios preliminares, siguiendo con el procedimiento la reacción se llevó a un baño de agua a 45°C

en un agitador hidrotérmico (Thermo MaxQ 4450, Alemania), la reacción se finalizó con la adición

de 0,5 ml de ácido tricloroacético (10% p/v), los tiempos de hidrólisis fueron de 0, 15, 30, 60 y 120

minutos. Luego los viales se llevaron a centrifugar a 12000 rpm por 5 minutos y al sobrenadante se

cuantificó la absorbancia por el método de TNBS (Castro-Ceseña et al., 2012), para el cálculo de la

actividad enzimática se reportó en unidades de actividad de proteasa (U) definida como 100 µg de

producto liberado por la enzima en un tiempo de 1 minuto (Z.-L. Yu et al., 2014).

6.2.2 Proceso de impregnación al vacío para incorporar una enzima en un

alimento extruido

Para el proceso de impregnación se usó un equipo impregnador al vacío MP/IV-05 (Molinos

pulverizadores JA, Bogotá); es un equipo acoplado entre un equipo de aspersión Spray System y una

cámara de vacío que comprende una canasta de mezclado con una capacidad de 1 Kg, para el

procedimiento de impregnación se pesó 500 g de alimento extruido, se colocó en el tambor giratorio

y se selló herméticamente la cámara de vacío, enseguida se cargó el recipiente del equipo de

aspersión con 50 ml de solución enzimática, la relación de la solución de enzima usada fue de 1,36%

(p/v) para impregnar y obtener una la relación de enzima/proteína de 0,3% con respecto a la proteína

del alimento (45,24%).

Luego se programó en el equipo las funciones de presión de vacío, giro de la canasta para el mezclado

y la impregnación de la enzima por el sistema de aspersión, la boquilla del aspersor se colocó de tal

manera que el líquido cubra toda el área del alimento, el tiempo de aspersión fue de 150 segundos y

finalizado el proceso de impregnación se procedió a secar el alimento a 40°C en un horno de

convección forzada (Binder FD 115L, Tuttlingen, Alemania) durante 20 minutos hasta obtener una

humedad menor al 10% (Dalsgaard et al., 2012).

6.2.3 Calidad física del alimento impregnado

Para la evaluar la calidad física del alimento impregnado se determinó el porcentaje de flotabilidad

y el porcentaje de durabilidad, se realizaron de acuerdo a la metodología estipuladas en el numeral

6.1.4 de esta investigación.



6.2.4 Digestibilidad de proteína en alimento impregnado con enzima

FP31 NFT

Esta prueba in vitro permite evaluar a la enzima en su capacidad hidrolítica y la resistencia a jugos

gástricos simulados, se realizó el procedimiento en dos etapas, la primera etapa que concierne a la

simulación gástrica, se tomó 0,5 g de alimento impregnado con enzima FP31 NFT previamente

molido y tamizado (Tamiz Nº40), luego se colocó en un Erlenmeyer de 250 ml donde se adicionó

25 ml de solución tampón fosfato (0,1 M, pH 6.0) más 10 ml de ácido clorhídrico (0,2 M) y se ajustó

el pH a 2.0 con ayuda de ácido clorhídrico (1M) e hidróxido de sodio (1 M), se selló el erlenmeyer

con vinipel y papel aluminio, finalmente se colocó a 30ºC en baño maría bajo agitación suave y

constante por un tiempo de 2 horas (Peña et al., 2005).

La segunda etapa que corresponde a la simulación intestinal se continuó con la adición de 10 ml de

solución tapón fosfato (0,2 M, pH 6,8) y 5 ml de hidróxido de sodio (0,6 M), se ajustó el pH a 6,8

con ayuda del ácido clorhídrico (1M) e hidróxido de sodio (1 M), se continuó en agitación suave y

constante a temperatura de 30°C por cuatro horas (Peña et al., 2005), luego se tomó una muestra del

sobrenadante y se determinó el contenido de aminoácidos libres acorde a la metodología de TNBS

mencionada en el numeral 6.2.1, con una lectura a tiempo cero y tiempo final, los α-aminoácidos

libres fueron expresados en términos de mMol de α -Leucina y se determinó en porcentaje de grado

de hidrólisis (%GH), el porcentaje de grado de hidrólisis representa la proporción de enlaces

peptídicos hidrolizados sobre el número total de enlaces, considerándose un parámetro fundamental

para el seguimiento y control de las reacciones de hidrólisis de proteínas (Ovissipour et al., 2009),

el cálculo de porcentaje grado de hidrólisis se realizó de acuerdo a la siguiente ecuación.

%GH = −(𝑃1−𝑃0)

(𝑃𝑇−𝑃0) x 100 (6.8)

Dónde:

%GH: Porcentaje de grado de hidrólisis

P0: Concentración de aminoácidos iniciales expresados como mg Leu/g de proteína

P1: Concentración de aminoácidos liberados expresados como mg Leu/g de proteína

PT: Concentración de aminoácidos totales expresados como mg Leu/g de proteína



En el proceso de impregnación al vacío se planteó un diseño factorial 22, los factores evaluados

fueron velocidad de canasta con dos niveles de velocidad 9 rpm y 15 rpm y el factor presión interna

de vacío en la cámara con dos niveles de presión 1013,25 mbar y 550 mbar, en la tabla 6-6 se muestra

los factores y niveles del diseño experimental

Tabla 6-6: Factores y niveles del diseño factorial (22).

Factores Bajo Alto

Velocidad de canasta 9 rpm 15rpm

Presión de vacío en la cámara 1013,25 mbar* 550 mbar

* Presión atmosférica

En la tabla 6-7 se muestran las unidades experimentales con las respectivas variables de respuesta y

para el análisis estadístico se usó el software Minitab versión 18, se verificaron los supuestos de

normalidad y homocedasticidad, luego se realizó un análisis de varianza ANOVA con un 95% de

confianza (α = 0,05) para evaluar los efectos individuales de presión de vacío, velocidad de canasta

y la interacción de los mismos, además se realizó pruebas de comparación múltiple de Tukey (p <

0,05) para la comparación de las medias.

Tabla 6-7: Unidades experimentales del diseño factorial (22) y variables de respuesta.

Tratamiento Velocidad

Canastilla (rpm)

Presión de vació

(mbar)

Replicas Variables de

respuesta

Tratamiento 1 9 1013* 3

% Flotabilidad

% Durabilidad

%Grado hidrólisis

Tratamiento 2 15 1013* 3

Tratamiento 3 9 550 3

Tratamiento 4 15 550 3

Unidades Experimentales 12



6.3 Evaluación de parámetros de crecimiento y

aprovechamiento nutritivo de tilapia roja (Oreochromis spp)

en fase de alevinaje, utilizando alimento extruido

impregnado al vacío con una proteasa

Para el desarrollo del tercer objetivo, se evaluaron los parámetros de crecimiento y aprovechamiento

nutritivo de tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje alimentada con una dieta extruida e

impregnada al vacío con una proteasa FP31 NFT, para lo cual, se procedió acorde a la metodología

estipulada en el protocolo sobre manejo del laboratorio de bioensayos para acuicultura, protocolo

establecido por el grupo de investigación Aprovechamiento de Subproductos, Residuos y Desechos

Agroindustriales, Asubagroin, de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la universidad del

(Universidad del Cauca, 2016).

6.3.1 Adecuación de tanques

Las instalaciones y los tanques fueron lavados y desinfectadas con una solución de hipoclorito de

sodio a 100 ppm. Se adecuaron 4 tanques cónicos con una capacidad de 250 litros y el volumen

usado fue de 200 litros, los tanques cuentan con un sistema de recirculación de agua, aireación y un

sistema de calentamiento y control de temperatura, además de los equipos y materiales auxiliares.

6.3.2 Selección y manejo de los peces

Se seleccionaron alevines de tilapia roja (Oreochromis spp) con peso promedio de 1,29 ± 0,05 g,

obtenidos de la piscícola Salvajina Sat. del municipio de Morales departamento del Cauca; se tuvo

en cuenta la apariencia sana de los peces como ausencia de manchas blancas en la piel, aletas en

buen estado, buen nivel de actividad, posición horizontal al nadar, buen brillo y desarrollo del color

propio de la especie. Para el transporte de los alevinos se acondicionaron bolsas plásticas con 20

litros de agua del medio y 30 g de sal marina y se trasladaron a la Facultad Ciencias Agrarias de la

Universidad del Cauca y luego se distribuyeron al azar en los tanques (54 peces /Tanque).

6.3.3 Tratamiento y parámetros fisicoquímicos del agua

Para el tratamiento del agua, se procedió a reducir el cloro con hiposulfito de sodio (0,1%), y se

adicionó 6 g de sal marina por litro de agua como anti estresante y para prevención de enfermedades

y para evitar interferencia en el consumo del alimento y el buen desarrollo de la especie se realizó

un monitoreo constante de la calidad fisicoquímica del agua de acuerdo a los niveles mostrados en


la tabla 6-8, además, se realizaron recambios de agua del 50 % diario y un recambio total cada 4

días.

Tabla 6-8: Condiciones fisicoquímicas óptimas del agua.

Condición Nivel Materiales/ Métodos

Temperatura (°C) 30 Se sumergieron en los tanques calentadores metálicos de

300 W, con termostato sensible y graduador de

temperatura (20°C - 32 °C)

pH 6,2 Se usó un pH-metro digital portable, marca

HANNAINSTRUMENTS

Oxígeno (mg/L) >5 Se determinó con ayuda del Oxímetro Digital, marca Pro

ODO YSI

Amoniaco (mg/L) ˂ 1 Se usó un Kit marca API fresh Water, Análisis de agua

para amoniaco

Fuente: (Nicovita, 2010)

6.3.4 Alimentación

El alimento se preparó a partir de la dieta formulada para tilapia en fase de alevinaje, la formulación

se muestra en la tabla 6-2 y a la mezcla se adicionó 1% de óxido crómico (Cr2O3) como un marcador

inerte para determinar la variable de digestibilidad aparente de proteína, luego la dieta fue procesada

en un extrusor de doble tornillo marca Thermo Scientific equipo alemán, modelo Haake Polylab OS

bajo las condiciones óptimas de temperatura promedio de barril y velocidad de tornillo determinadas

en el primer objetivo específico de esta investigación, los procesos de adecuación y formulación de

la dieta y el proceso de extrusión se realizaron de acuerdo a la metodología estipulada en el numeral

6.1.2 y 6.1.3. respectivamente. Luego para el procedimiento de impregnación al vacío de la enzima

FP31 NFT (0,3% enzima/proteína) se realizó bajo condiciones de operación evaluadas en el segundo

objetivo específico de esta investigación y se realizó acorde a la metodología del numeral 6.2.2.

sobre el proceso de impregnación de vacío para la incorporación de una enzima en un alimento

extruido.

Una vez obtenido el alimento extruido, los alevines de tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de

alevinaje iniciaron un periodo de acostumbramiento bajo las condiciones de experimentación por un



tiempo de 7 días, durante este periodo se alimentaron remplazando la dieta comercial con la dieta

extruida sin inclusión de enzimas o dieta control, luego del periodo de acostumbramiento, se inició

la alimentación de los peces con el tratamiento que corresponde al alimento extruido impregnado al

vacío con una proteasa FP31 NFT y un alimento control que es un alimento sin impregnación de

enzima. La cantidad de alimento suministrado fue de un rango entre el 12% y 10% del peso promedio

del animal y se suministró en 7 raciones durante el día a intervalos de 2 horas por un periodo de 23

días.

6.3.5 Parámetros de crecimiento de tilapia roja (Oreochromis ssp) en fase

de alevinaje

Para la etapa final de esta investigación se tuvieron en cuenta los siguientes parámetros de

crecimiento.

▪ Incremento de peso

Para el registro del peso, los animales fueron anestesiados previamente con aceite de clavo en agua

(40 ppm) y luego se tomaron medidas de peso en gramos con la ayuda de una balanza analítica (Kern

ALJ, KERN & Sohn GmbH, Balingen Alemania) (Ruiz, 2017). La ecuación (6.9) indica el cálculo

para determinar el parámetro de incremento de peso.

𝐼𝑛𝑐𝑟𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 (6.9)

▪ Tasa de crecimiento especifico

La tasa de crecimiento especifico (TCE) relaciona el porcentaje de incremento en peso del organismo

al día (Ramos, 2017), este parámetro se determinó de acuerdo a la ecuación (6.10).

𝑇𝐶𝐸 =(𝑙𝑛 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙−𝑙𝑛 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙)

𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑑í𝑎𝑠 (6.10)

▪ Índice de conversión alimenticia

La reducción del índice de conversión alimenticia (ICA) es un estimador para observar el

aprovechamiento de los nutrientes consumidos, expresa la relación entre la cantidad de alimento


consumido y la ganancia de peso vivo (Encarnação, 2015), se determinó de acuerdo a la ecuación

(6.11).

𝐼𝐶𝐴 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑏𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 𝑔𝑎𝑛𝑎𝑑𝑎 (6.11)

▪ Coeficiente de eficiencia proteica

Coeficiente de eficiencia proteica en crecimiento (CEP) relaciona en términos de ganancia en peso

corporal por gramo de proteína suministrada en el alimento; es un parámetro que a mayor valor más

eficiente será la asimilación de proteína en el alimento (Vásquez-González et al., 2018; Visbal B. et

al., 2013), se calculó de acuerdo a la ecuación (6.12)

𝐶𝐸𝑃 =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑏𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 𝑔𝑎𝑛𝑎𝑑𝑎

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒𝑖𝑛𝑎 𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 (6.12)

▪ Índice de mortalidad

Se realizó una observación diaria del número de peces que murieron en cada tanque (Pardo, 2010),

el índice de mortalidad (IM) se calculó según la ecuación (6.13).

𝐼𝑀 =𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑐𝑒𝑠 𝑚𝑢𝑒𝑟𝑡𝑜𝑠

𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑐𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑥 100 (6.13)

6.3.6 Digestibilidad aparente de proteína

Se tomó muestra de heces fecales antes de iniciar la alimentación diaria, las heces obtenidas se

centrifugaron a 5000 rpm durante 15 minutos, se colocaron en bolsas plásticas de cierre hermético y

se almacenaron en un congelador a -18 °C (Hettich, 2004), luego se enviaron a un laboratorio

especializado para el análisis proximal de proteína. Para el parámetro de digestibilidad aparente de

proteína se determinó con el método de digestibilidad aparente de nutrientes acorde a la metodología

realizada (Minagricultura et al., 2010; Perea et al., 2011), el cálculo para el porcentaje de

digestibilidad aparente de proteína (%DAP) se determinó de acuerdo a la ecuación (6.14).



%𝐷𝐴𝑃 =(𝑁𝑢𝑡𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑖𝑒𝑡𝑎 ∗𝐶𝑟2𝑂3 𝑑𝑖𝑒𝑡𝑎 − 𝑛𝑢𝑡𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 ℎ𝑒𝑐𝑒𝑠∗𝐶𝑟2𝑂3 ℎ𝑒𝑐𝑒𝑠)

(𝑁𝑢𝑡𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑖𝑒𝑡𝑎∗𝐶𝑟2𝑂3 𝑑𝑖𝑒𝑡𝑎)𝑥 100 (6.14)


Se aplicó un diseño unifactorial completamente al azar, donde se evaluó el tratamiento

correspondiente al alimento extruido con adición de una proteasa FP31 NFT por impregnación al

vacío y un control que corresponde a un alimento extruido sin la adición de enzima. El diseño se

realizó por duplicado para un total de 4 observaciones, las variables de respuesta a medir fueron

parámetros de producción y digestibilidad aparente, posteriormente se verificó los supuestos de

normalidad y homocedasticidad, se procedió a realizar un análisis de varianza ANOVA y un test de

Tukey para la comparación de medias con un nivel de confianza del 95% (α=0,05) y se usó software

Minitab versión 18.

7. Resultados y discusión

7.1 Condiciones de operación para la elaboración de un alimento

extruido para alimentación de tilapia roja (Oreochromis spp)

en fase de alevinaje

Para evaluar el efecto de las condiciones de extrusión sobre las propiedades físicas del alimento

extruido en la tabla 7-1 se presentan los modelos matemáticos para cada una de las variables de

respuesta, flotabilidad (F), índice de expansión (IE), densidad especifica (DE), durabilidad (D),

índice de absorción de agua (IAA) e índice de estabilidad en agua (IEA).

Tabla 7-1: Modelos matemáticas para las variables de respuesta, R2 y falta de ajuste.

Variable

de

Respuesta

Modelo Matemático R2 Falta de

ajuste

% F 15773 - 264A + 5,21B + 1,278AA + 0,02184BB – 0,1656AB 84,94 % 0,063

IE 91,3- 0,895A- 0,1761B + 0,00144AA – 0,000012BB + 0,001432AB 86,35 % 0,105

DE -27,7+ 0,020A+ 0,1514B + 0,002002AA + 0,000052BB - 0,001479AB 97,82 % 0,324

% D 880 – 10,87A - 0,344B + 0,0468AA + 0,001130BB – 0,00397AB 93,33 % 0,105

IAA -101 + 1,147A + 0,1344B - 0,00420AA - 0,000174BB 93,74 % 0,094

IEA 150 – 4,54A + 1,325B + 0,0530AA + 0,002455BB - 0,02487AB 85,40 % 0,094

A: Temperatura de barril

B: Velocidad de tornillo

Para cada uno de los modelos matemáticos de las variables de respuesta, de acuerdo a los valores de

falta de ajuste (p> 0.05) y el coeficiente de determinación (R2), se puede decir que las variables

estudiadas se ajustan al modelo matemático y estos modelos de regresión matemática pueden

considerarse adecuados para describir los efectos de temperatura del barril y velocidad de tornillo en



cada una de las respuestas. A partir de las tablas de análisis de varianza (ANOVA) reportada en los

anexos B, C, D, E, F y G para cada una de las variables de respuesta, se tiene un resumen en la tabla

7-2 del valor-p (α=0.05) para observar el efecto de los términos lineales, cuadráticos y de interacción

sobre cada una de las variables de flotabilidad, índice de expansión, densidad específica, durabilidad,

índice de absorción de agua e índice de estabilidad en agua.

Tabla 7-2: Valor-p para el efecto general de las variables de temperatura y velocidad sobre las

variables de respuesta.

* Los valores en negrilla no muestran diferencia significativa (p>0.05).

Se puede afirmar que los efectos lineales, cuadráticos e interacción de los términos del diseño inciden

en la variable de respuesta de porcentaje de flotabilidad y densidad específica, para la variable índice

de expansión existe diferencia significativa para el termino lineal de temperatura de barril y la

interacción, en la variable de durabilidad presenta diferencia significativa para el término lineal de

temperatura de barril, términos cuadráticos y el efecto de la interacción, para las variables de índice

de absorción de agua e índice de estabilidad en agua muestran diferencia significativa en los términos

lineales y el efecto cuadrático de velocidad de tornillo y solo para índice de estabilidad en agua

presenta efecto de la interacción de los factores.

En resumen, con un nivel de confianza del 95% (α=0;05), el efecto de la interacción de temperatura

de barril y velocidad de tornillo (AB) presenta diferencia significativa para cada una de las variables

de respuesta salvo para el índice de absorción de agua y de acuerdo a la configuración jerárquica

cuando presenta diferencia significativa el efecto de la interacción AB, se debe incluir en el modelo

Fuente variación Valor-P

F (%) IE DE D IAA IEA

A 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

B 0.000 0.620 0.009 0.256 0.000 0.011

AA 0.004 0.354 0.005 0.002 0.081 0.149

BB 0.000 0.455 0.000 0.000 0.000 0.000

AB 0.004 0.000 0.000 0.030 0.260 0.000

A: Temperatura de barril

B: Velocidad de tornillo

Resultados y discusión 61

matemático los términos más simples que forman dicha interacción, por lo cual sólo para la variable

de índice de absorción de agua no presenta la interacción AB en su modelo matemático.

Para ayudar a la visualización del efecto de las variables de temperatura de barril y velocidad de

tornillo sobre el comportamiento de las variables de respuesta, a continuación, se presentan las

gráficas de contornos y gráficas de superficie de respuesta.

7.1.1 Flotabilidad (F)

De acuerdo a la figura 7-1, en la gráfica de contornos, se observa valores para flotabilidad superiores

al 70% en la región de color verde y corresponde a condiciones altas de temperatura de barril y de

velocidad de tornillo, igualmente la información que proporciona la gráfica de superficie de

respuesta muestra que el porcentaje de flotabilidad aumentó cuando aumenta simultáneamente las

dos variables independientes o al menos una de ellas.

Figura 7-1: Efecto de la temperatura de barril y velocidad de tornillo sobre porcentaje de

flotabilidad.

a) Gráfica de contornos b) Gráfica superficie de respuesta

La tendencia mostrada por la gráfica de superficie de respuesta está de acuerdo con lo reportado por

Kamarudin, et al. (2018), donde evaluó el efecto de la temperatura del extrusor en dos tipos de

materias primas dejando constante el porcentaje de humedad y velocidad de tornillo, para lo cual



concluye que el aumento de la temperatura en el extrusor ayuda en el aumento de la flotabilidad de

los gránulos extruidos para peces, otra investigación similar realizada por Pantoja, et al. (2011)

observaron el efecto positivo de la velocidad de tornillo del extrusor en la prueba de flotabilidad,

logrando valores máximos de 87,33% en alimentos extruidos para tilapia.

7.1.2 Índice de expansión (IE)

En la figura 7-2, se observa las gráficas de contornos y de superficie de respuesta para el índice de

expansión y se puede describir que a partir del punto estacionario (punto de silla de montar o punto

central del diseño) se logra valores altos en el índice de expansión al aumentar simultáneamente

ambos factores temperatura de barril y velocidad de tornillo.

Figura 7-2: Efecto de la temperatura de barril y velocidad de tornillo sobre Índice de expansión.

a) Gráfica de contornos b) superficie de respuesta

En estudios realizados por C. R. de Cruz, et al. (2015) muestra que el índice de expansión se ve

afectado por la temperatura del barril, aumentando la temperatura de la matriz en el extrusor,

reduciendo la viscosidad y aumento de la presión de vapor de la masa fundida. En otros estudios

realizado por Pantoja, et al. (2011) muestra que los valores altos del factor velocidad de tornillo

conducen a una mayor índice de expansión, debido a que la masa en el interior del barril tiene mayor

velocidad generando una mayor presión interna en el extrusor, favoreciendo el índice de expansión;

de igual manera se reporta que la velocidad de tornillo y la temperatura de un proceso de extrusión


conlleva a un aumento de la presión de vapor interna en un entorno de alto cizallamiento y es capaz

de expandir los extruidos (Yag, 2008).

7.1.3 Densidad específica (DE)

En este estudio, a partir de la gráfica de contornos para la densidad específica de la figura 7-3, los

valores menores a 0,69 (g/cm3) se encuentran en la zona donde las condiciones de temperatura de

barril y velocidad de tornillo son altas y corresponden a valores superiores de 131°C y 400 rpm

respectivamente, se reporta la misma tendencia en investigaciones de optimización de procesos de

extrusión de productos alimentarios realizadas por Meng, et al. (2010) y Sha, et al. (2016) afirmando

obtener extruidos con baja densidad a condiciones altas de temperatura de barril y de velocidad de

tornillo.

Figura 7-3: Efecto de la temperatura de barril y velocidad de tornillo sobre densidad especifica.

a) Gráfica de contornos b) Gráfica de superficie de respuesta

7.1.4 Durabilidad (D)

De acuerdo a las gráficas de la figura 7-4, se presentan un rango entre el 94,5 % y 97% en durabilidad,

a partir de la gráfica de contornos los mayores porcentajes de durabilidad se encuentran en el área

de color verde con valores superiores al 95,5% y en la zona de color azul corresponden a valores



entre el 94,5% y 95%, zona donde en este estudio se encuentran valores que tienden a ser altos en

flotabilidad, índice de expansión y bajos en densidad.

Figura 7-4: Efecto de la temperatura de barril y velocidad de tornillo sobre durabilidad.


Se puede inferir que al aumentar la temperatura de barril presenta una disminución en la variable de

durabilidad para cualquiera de los puntos de velocidad de tornillo, de igual manera se observa en la

gráfica de superficie de respuesta un comportamiento de canal descendente cuando la temperatura

aumenta, este comportamiento concuerda con el estudio realizado por Aarseth, et al. (2006)

afirmando que a condiciones bajas de temperatura de barril y velocidad de tornillo permiten un

proceso de cocción incompleto y generan extruidos con menor expansión y mayor durabilidad.

7.1.5 Índice de absorción de agua (IAA)

De la figura 7-5, en la gráfica de contornos se observa que la región con valores superiores a 3% en

índice de absorción de agua se encuentra en la región de las dos últimas franjas de color verde oscuro,

de igual manera se puede inferir que al aumentar la temperatura en cualquier punto de velocidad de

tornillo tiende aumentar el índice de absorción de agua y en la gráfica de superficie de respuesta

muestra la forma de un canal inverso ascendente.



de agua.


Estudios similares realizados por Cian, et al. (2017) muestra la misma tendencia de aumento en el

índice de absorción de agua, evaluación realizada en un rango de temperatura de 160 a 200°C y

alcanza valores máximos a una temperatura de 180°C con valores del índice de absorción de 4,95%;

por su parte Yag., (2008) menciona que el índice de absorción de agua aumenta junto con el aumento

de temperatura seguido de un descenso debido a una dextrinización por una alta entrada de energía

térmica y mecánica, caso que se puede observar en la gráfica de superficie de respuesta y que tiende

a un máximo al aumentar la temperatura, por el cual se infiere que aún no presenta un proceso de

dextrinización completo del almidón o la desnaturalización de las proteínas durante el proceso de

extrusión que conduce a la perdida de la capacidad de hidratación de las mismas, de acuerdo a

investigaciones realizadas, la capacidad de hidratación más baja se ve favorecida por la formación

de enlaces de proteínas intra e intermoleculares con la amilosa y la amilopectina (Alisis & Whitaker,

2011), el grado de hidrólisis de la proteína se da en péptidos y aminoácidos que contienen residuos

tanto hidrofóbicos como hidrofílicos, por lo tanto, serán posibles plastificantes en el proceso de

extrusión (Samuelsen et al., 2013).



7.1.6 Índice de estabilidad en agua (IEA)

El índice de estabilidad en agua corresponde a un parámetro complementario del índice de

solubilidad en agua, en este estudio se observó valores de índice de estabilidad en agua superiores al

84%, lo que indican un material íntegro que mantiene su estructura, mientras que el 16% restante

corresponde al alimento desprendido, la gráfica de contornos de este estudio, la zona de color azul

corresponde a condiciones altas de temperatura de barril y velocidad de tornillo, se obtuvo valores

entre 84% y 86% de estabilidad en agua, condiciones donde presenta mayor material degradado

soluble en agua y de acuerdo a la gráfica de superficie de respuesta se observó el comportamiento

de disminución en el índice de estabilidad en agua en el momento que aumenta proporcionalmente

la temperaturas de barril y la velocidad de tornillo, este fenómeno se relaciona con la desintegración

de los gránulos de almidón y demás compuestos de bajo peso molecular, alcanzando un aumento en

el material soluble.


de agua.


Evaluaciones similares realizadas por Altan y Maskan, (2011) y Natabirwa, et al. (2018) justifican

la disminución del índice de estabilidad en agua a las condiciones de alta temperatura y alta velocidad

de tornillo, se expresa en un aumento de la energía mecánica y se asocia a una directa degradación

del almidón por acción de corte mecánico y degradación de las macromoléculas de la mezcla. Otros

estudios relacionados reportan que la combinación de condiciones severas causa un aumento en la


cantidad de gránulos de almidón degradados, se le atribuye al proceso de dextrinización, dando como

resultado una mayor formación de producto soluble en agua (Alam et al., 2016).

7.1.7 Condiciones óptimas del proceso de extrusión

Para determinar las condiciones de operación de extrusión para la elaboración de un alimento

diseñado para alimentación de tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje, se estableció para

las variables de porcentaje de flotabilidad, índice de expansión, durabilidad, índice de absorción de

agua e índice de estabilidad el criterio de maximizar y la variable de densidad se procedió a

minimizar. Los resultados obtenidos como condiciones óptimas para el proceso de extrusión fueron

de 131,6 °C para la temperatura promedio del barril del extrusor y 408,3 rpm para la velocidad de

tornillo con una deseabilidad del 0, 9171 (Anexo H), los valores encontrados corresponden a las

regiones de altas temperaturas y altas velocidades de tornillo, en la tabla 7-3 se muestran los

resultados de condiciones óptimas del proceso.

Tabla 7-3: Condiciones óptimas para el proceso de extrusión.

Factor Óptimo

Temperatura promedio de barril del extrusor 131,6 (°C)

Velocidad Tornillo 408,3 (rpm)

Deseabilidad 0,9171

A continuación, en la tabla 7-4 se muestran los valores teóricos y experimentales para las variables

de flotabilidad, índice de expansión, densidad y porcentaje de durabilidad.

Tabla 7-4: Validación del modelo.

Variables Valores Teóricos Valores experimentales

Flotabilidad 93,05 % 95,6 ± 1,53 %

Índice de expansión 1,50 1,54 ±0,01

Densidad 0,6201 (g/cm3) 0,6841 ± 0,003(g/cm3)

Durabilidad 94,63% 95,03 ± 0,92%



En la tabla 7-4 se presentan los valores teóricos y los valores experimentales, se observa una

correspondencia entre los datos teóricos y experimentales, los porcentajes de variación que presentan

son 2,74% para flotabilidad, 2,66% para el índice de expansión, 10,3% para densidad y 0,42% para

durabilidad, los porcentajes de variación son bajos y los valores experimentales están por encima de

los teóricos, lo cual destaca la veracidad del modelo y de la metodología de superficie de respuesta

como método de optimización.

De acuerdo al estudio realizado Aguilar-Palazuelos, et al. (2012), aplicó la metodología de superficie

de respuesta para optimizar el proceso de extrusión para la producción de pellets, a condiciones fijas

de velocidad de tornillo (130 rpm), evaluó el efecto de la temperatura del barril (75°C-140°C) y

porcentaje de humedad de la dieta (15%-31%), la evaluación la realizó sobre las variables de índice

de expansión, densidad específica, fuerza de penetración y energía mecánica específica. Como

resultado a la optimización presentó las condiciones óptimas de extrusión de 128°C de temperatura

del barril y 28% de humedad de la dieta, logrando valores de 5,4 para el índice de expansión y una

densidad de 0,15 g/cm3, y se menciona que la mejor región de trabajo se encuentra a altas

temperaturas de 123°C- 140°C, infiriendo que la temperatura del barril mostró efectos significativos

en las variables de índice de expansión, densidad aparente y fuerza de penetración.

Por su parte Singh, et al. (2015), optimizó un proceso de extrusión de doble tornillo para la obtención

de producto alimentario, la dieta tuvo como ingredientes mezcla de puré de papas, arroz y harina de

garbanzo, evaluó el efecto de la humedad de la dieta (12,6%-19,4%), velocidad de tornillo (349 rpm-

601 rpm) y temperatura de barril de (116°C-184°C), para el estudio utilizó la metodología de

superficie de respuesta y evaluó sobre las variables de energía mecánica específica, densidad, índice

de absorción de agua e índice de solubilidad de en agua. Las condiciones óptimas del proceso fueron

14% de humedad de la dieta, 550 rpm la velocidad de tornillo, y 170°C la temperatura de barril. Para

la variable de densidad en el diseño experimental presentó un rango de 0,27 g/cm3 y 0,34g/cm3. Los

valores experimentales reportados son 0,28 g/cm3 para densidad con 0% de variación con respecto

al valor teórico, índice de absorción de agua de 4,30 con un porcentaje de variación del 3,1%, para

el porcentaje de solubilidad obtuvo 23,65% con una variación del 1,5%, y una dureza de 25,12 N

con una variación de 0,6%. Observando que las condiciones de optimización se encuentran en la

región de altas velocidades de tornillo y temperatura de barril.


7.2 Evaluación de una proteasa incorporada por impregnación

al vacío en un alimento extruido para alimentación de tilapia


7.2.1 Actividad enzimática FP31 NFT

A continuación, en la gráfica 7-7 se presenta la curva patrón estándar del aminoácido α-Leucina que

se obtuvo para este estudio y que ayudó en los cálculos para determinar la actividad enzimática y

digestibilidad proteica realizada por la enzima expresada en porcentaje de grado de hidrólisis.

Figura 7-7: Curva de patrón estándar del aminoácido α-Leucina.

La ecuación obtenida a partir de la curva de calibración patrón de α-Leucina se ajustó correctamente

al modelo matemático con un R2: 0,9905, a continuación, se muestra la ecuación de la curva.

Y = 0,0706 + 0,017 (7.1)

Para la determinación de actividad enzimática, los resultados obtenidos en los procesos de hidrólisis

de la enzima FP31 NFT expresados en absorbancia se transformaron a valores de concentraciones

(miligramos de α-Leucina/L) con ayuda de la curva patrón ecuación (7.1), para cada uno de los

tiempos de reacción de la enzima (0, 15, 30, 60 y 120 minutos).

y = 0,0706x + 0,017R² = 0,9905

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0 1 2 3 4 5 6 7

AB

SOR

BA

NC

IA

MILIMOLES DE LEUCINA/L



En la figura 7-8 en la curva de la actividad enzimática se observa una relación directa entre el

aumento de aminoácidos liberados durante el tiempo de hidrólisis para lo cual indica que la proteasa

se encuentra activa con capacidad de proteólisis, la pendiente de la curva indica una velocidad de

reacción expresada como la liberación de 0,0012 mg de aminoácidos libres /minuto y obtuvo un

valor en actividad proteolítica de 5.286,87 U/g Proteína.

Figura 7-8: Actividad enzimática FP31 NFT.

De acuerdo a los reportes del proveedor de la enzima FP31 NFT, la enzima posee una velocidad de

reacción de 0.0447 miligramos de nitrógeno no proteico en 30 minutos, por lo tanto, la velocidad de

reacción por minuto corresponde a 0,0015mg de N/min valor congruente con el obtenido en este

estudio que fue de 0,0012mg aminoácidos libres/min.

En estudios relacionados evalúan la actividad enzimática, para luego ser adicionadas en alimentos

preparados con materias primas de origen vegetal, el estudio realizado por Lin, et al.(2007), evaluó

una proteasa comercial que contiene una proteasa neutra y presenta una actividad proteolítica de

4500 U/g proteína, obteniendo buenos resultados finales en le evaluación in vivo de tilapia

(Oreochromis niloticus x O. aureus), de igual manera el estudio reportado por Hlophe-Ginindza, et

al.(2016), utilizó un complejo enzimático Natuzyme 50 ® donde la proteasa muestra una actividad

enzimática de 5.376 U/g y logran un mayor rendimiento en crecimiento y digestibilidad de proteínas

en tilapia (Oreochromis mossambicus).

y = 0,0012x - 0,0352R² =0,9877

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135

mili

gram

os

Leu

cin

a/L

Tiempo (Minutos)


7.2.2 Calidad física del alimento impregnado

▪ Flotabilidad (F)

Para la variable de flotabilidad, en el proceso de impregnación al vacío el efecto del factor de presión

y la interacción de los factores de presión de vacío y velocidad de canasta es significativo (Valor p

˂ 0,05) (Anexo I) y se interpreta que por lo menos un tratamiento es diferente a los demás y de

acuerdo a la prueba de comparación múltiple de Tukey (Anexo K) se obtuvo una distribución en dos

grupos, se destacó el grupo que presentó los valores más altos y corresponden a los tratamientos 3 y

4 con resultados de 95,33± 1,53 % y 93,33± 1,16 % respectivamente, frente al grupo que contiene a

los tratamientos 1 y 2 con valores de 80,33 ± 3,21 y 85 ± 1,73 respectivamente.

Tabla 7-5: Agrupaciones de la prueba experimental de Tukey para flotabilidad del alimento

extruido impregnado con enzima FP31 NFT.

Factores ᴧ Respuesta Tratamiento

1

Tratamiento

2

Tratamiento

3

Tratamiento

4

Presión de Vacío (mbar) 1013 1013 550 550

Velocidad canastilla (rpm) 9 15 9 15

Flotabilidad (%) 80,33 ± 3,21 b 85 ± 1,73 b 95,33 ± 1,53 a 93,33 ± 1,16 a

a, b Valores con letras distintas son significativamente diferentes (p<0.05)

Para el porcentaje de flotabilidad se pretende mantener valores altos en flotabilidad después del

proceso de impregnación al vacío, para este estudio se tiene un mejor grupo que corresponde a los

tratamiento 3 y 4 con valores superiores al 93% en flotabilidad bajo condiciones de presión de vacío

de 550 mbar y se puede inferir que al momento de la impregnación el medio liquido portador de la

enzima ocupa los espacios internos del alimento debido al vacío generado y ayuda a las fuerzas

ligantes internas del pellet a evitar la fragmentación de las cámaras internas al momento de la

deformación/relajación que sufre la matriz durante el procedimiento de impregnación de vacío sin

afectar la variable de flotabilidad (Panarese et al., 2013; Wijnoogst & Wohnsen, 2017), los

fenómenos de vacío y deformación/relajación que se presentan en el proceso de impregnación al

vacío afecta la microestructura de los alimentos y las propiedades mecánicas, provocando cambios

favorables en las propiedades físicas del producto (Betoret et al., 2015).



Apoya un estudio similar realizado por Sanchez (2019), donde estableció las condiciones de

operación de impregnación de vacío para incluir un pro biótico en alimento extruido para

alimentación de tilapia roja (Oreochromis spp), evaluó las condiciones de presión (vació=-506 mbar

y atmosférica =1013,25 mbar) y concentración del probiótico (108 y 109 UFC/mL). Encontró con

un nivel de Significancia del α = 0,0408 una diferencia significativa para el factor de presión, donde

los tratamientos que fueron sometidos a presión de vacío (506 mbar) presentaron los mejores valores

de flotabilidad de 95,77 % (inclusión probiótica de Concentración 108 UFC/mL) y 97,11%

(inclusión probiótica de Concentración 109 UFC/mL).

▪ Durabilidad (D)

Para la variable de durabilidad, solo presentó diferencia significativa para el efecto de la presión de

vacío (Valor p ˂ 0,05) (Anexo J), interpretando que con un 95% de confianza al menos un

tratamiento es diferente a los demás y de acuerdo a los resultados de comparación múltiple de Tukey

(anexo L), se observó un grupo que contiene a los tratamiento 3 y 4 que presentan valores del 95,43

± 0,12 % para cada tratamiento y presentan diferencia significativa frente al tratamiento 1 que

presentó un valor del 94,5 ± 0,52% .

Tabla 7-6: Prueba de Tukey para durabilidad del alimento extruido impregnado con enzima

FP31 NFT.

Factores ᴧ

Respuesta

Tratamiento 1 Tratamiento 2 Tratamiento 3 Tratamiento 4

Presión de Vacío (mbar) 1013,25 1013,25 550 550

Velocidad Canastilla (rpm) 9 15 9 15

Durabilidad (%) 94,50 ± 0,52 b 95,1 ± 0,00 ab 95,43 ± 0,12 a 95,43 ± 0,12 a


El tratamiento 1(1013,25 mbar – 9 rpm) presentó el valor más bajo en porcentaje de durabilidad y

se infiere que durante el proceso de impregnación los tratamientos que no son sometidos a presión

de vacío el líquido mediador que transporta la enzima no llega a las partes internas del alimento para

ayudar con las fuerzas ligantes del material, es así, que cuando se presenta el fenómeno de

deformación y relajación durante el proceso de vacío puede provocar la fragmentación de las

cámaras internas del pellet (Panarese et al., 2013; Wijnoogst & Wohnsen, 2017).


Con respecto a las fuerzas que inciden en el alimento extruido se presentan la de compresión, impacto

y cizallamiento, las fuerzas de compresión dan lugar a una acción de trituración; las fuerzas de

impacto provocan la rotura en la superficie de los alimentos granulados y fuerzas de corte resultan

en la abrasión de los bordes de pellets y superficies (Kaliyan & Vance Morey, 2009), en el presente

estudio no presentó efecto alguno la velocidad de giro de la canasta del impregnador que puede

generar fuerzas que inciden en el alimento como en los deflectores de la misma canasta que hacen

alcanzar una altura de caída, roce entre el alimento y la fricción sobre la canasta.

En estudios realizados por Santosh Lamichhane et. al. (2015) muestran dos situaciones con dos dietas

preparadas y sometidas a un proceso con y sin vacío para impregnación de aceite y obtienen para

una primera dieta valores en durabilidad de 89,5% para el efecto del proceso de vacío y 90,6 % para

el proceso de impregnación sin vacío (valor p ˂ 0,05), contrario a lo anterior la segunda dieta no se

encontró diferencia significativa entre los tratamientos de impregnación con y sin vacío logrando

valores de 90,9% en durabilidad, y demostró que las propiedades físicas como durabilidad, dependen

directamente del tipo de materias primas, formulación de la dieta y tamaño de partícula de las harinas

(Santosh Lamichhane, 2015).

7.2.3 Digestibilidad de proteína en alimento impregnado con enzima

FP31 NFT

Los resultados de digestibilidad de la proteína, no arrojaron diferencia significativa (valor p > 0,05)

entre tratamientos (Anexo M), en el presente estudio se obtuvo un valor positivo promedio del

porcentaje de grado de hidrólisis de 1,17 % para la digestibilidad de proteína asegurando una

presencia activa de la misma y resistencia a los jugos gástricos simulados.

Tabla 7-7: Prueba de Tukey para el grado de hidrólisis de la enzima FP31 NFT impregnada en

el alimento.

Factores ᴧ Respuesta Tratamiento

1

Tratamiento

2

Tratamiento 3 Tratamiento 4

Presión de Vacío 1013 (mbar) 1013(mbar) 550(mbar) 550(mbar)

Velocidad de canastilla 9 rpm 15 rpm 9 rpm 15 rpm

Grado de hidrólisis (%) 1,18 ± 0,03a 1,21 ± 0,04a 1,14 ± 0,05a 1,14 ± 0,02a




Los alimentos extruidos son altamente hidrófilos y el uso de agua como medio portador de la enzima

en el proceso de impregnación al vacío aumenta la capacidad de absorción en los gránulos del

alimento (Wijnoogst & Wohnsen, 2017); para este estudio y de acuerdo a la teoría del proceso de

impregnación existen dos momentos cuando se realiza el proceso sin vació (1013,25 mbar) en la

cual la enzima se puede adherir sobre las paredes externas del pellet, mientras en el proceso bajo

presión de vacío (550 mbar) se lograr una impregnación interna de la enzima ocupando los espacios

vacíos del pellet y puede aportar una protección a la enzima (Jovanovic´ et al., 2009; Strauch, n.d.).

En un estudio relacionado, se usó enzima Xilanasa en dietas para pollos y como medio portador se

usa aceite para su posterior impregnación sin y con vacío, encontrando para una dieta una diferencia

significativa para la variable de respuesta de actividad enzimática para la xylanasa, la cual el autor

le confiere la perdida de actividad enzimática a los procesos térmicos que presenta el diseño

experimental y no el proceso de vacío, para la segunda dieta no presenta diferencia significativa, por

lo cual concluye que el proceso de impregnación al vacío no altera la inclusión de la enzima, además

menciona que el proceso de impregnación puede mejorar económicamente los rendimientos del

animal y es un proceso donde se puede usar para proteger compuestos bioactivos que se adicionan a

las dietas y es una ventaja económica para los productores (S. Lamichhane et al., 2015).

En estudios realizados por Mirzakhani, et al.(2018) usaron extractos enzimáticos propios de la

especie de Esturión siberiano (Acipenser baeri, Brandt 1869) para evaluar la digestibilidad de

proteína por ensayo in vitro en diferentes materias primas y obtuvieron respectivamente para la

harina de pescado, harina de sangre, harina gluten de trigo, harina gluten de maíz y harina de soya

los siguientes valores de grado de hidrólisis 5.8 %, 3.3%, 5.1%, 4.6% y 3.4%, valores superiores a

los encontrados en este estudio.

Por su parte Yasumaru, et al. (2014) evaluó 23 materia primas para alimentación de tilapia nilótica

(Oreochromis niloticus), entre los resultados se encontró, para las materia primas de harina de sangre

brasilera (BM1), harina de semilla de algodón (CSM) y concentrado proteico de soya (SPC) valores

superiores al 5% y las materias primas de harina de soya con alto contenido de grasa (SBMF), harina

de soya brasilera (SBM2), harina de gluten de maíz (CGM) y harina de trigo (WF) presentaron

valores bajos entre 1.5% y 3% deduciendo que las enzimas parecen ser sensibles a la variación en la

pureza y calidad del sustrato de proteína, esto resalta la importancia fundamental de comprender el

potencial y las limitaciones de las enzimas exógenas (Diógenes et al., 2018).


A partir de los resultados que presentaron diferencia significativa en este estudio, las variables de

flotabilidad y durabilidad arrojan un grupo que muestra las mejores características físicas que

corresponde a los tratamientos 3 y 4, y es la variable de flotabilidad la que permite realizar la elección

del tratamiento debido a que alcanza un valor mayor correspondiente a 95,33 ± 1,53 %, siendo así

elegido el tratamiento 3 que corresponde a las condiciones de operación de 9 rpm velocidad de

canastilla y 550 mbar presión de vacío para impregnar la enzima FP31 NFT en un alimento extruido

para alimentar tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje.

7.3 Evaluación de parámetros de crecimiento y

aprovechamiento nutritivo de tilapia roja (Oreochromis spp)

fase de alevinaje, utilizando alimento extruido impregnado

al vacío con una proteasa

7.3.1 Parámetros de crecimiento y digestibilidad aparente de proteína

En tabla 7-8 se presenta los resultados obtenidos a partir de los tratamientos para cada una de las

variables de los parámetros de producción y digestibilidad aparente para proteína evaluados en tilapia


Tabla 7-8: Parámetros de producción y digestibilidad aparente de proteína después de 23 días

de evaluación.

Variables de respuesta Tratamiento

Alimento + Enzima

FP31 NFT (0,135%)

Tratamiento

Alimento Control

Incremento de Peso (g/pez) 4,54 ± 0,15 a 3,22 ± 0,17b

Tasa de Crecimiento específica (%/día) 6,40 ± 0,04 a 5,31 ± 0,01 b

Índice de Conversión Alimenticia 1,20 ± 0,01 b 1,53 ± 0,10 a

Coeficiente de Eficiencia Proteica 1,84 ± 0.02 a 1,45 ± 0,10b

Índice de Mortalidad (%) 1,85 ± 0,00a 4,63 ± 1, 31a

Digestibilidad Aparente de Proteína (%) 97,86 ± 0, 21a 98,77±0, 57a

Media de 2 réplicas por grupo, a, b Valores con letras distintas son significativamente diferentes

(p<0.05)




Incremento de peso = Peso promedio final- Peso promedio inicial

Tasa de Crecimiento Especifica (% día-1) = (ln Peso final – ln Peso inicial) x 100 / días

Índice de Conversión Alimenticia = Peso total del alimento consumido (g) / Peso biomasa húmeda

ganada (g)

Coeficiente de Eficiencia Proteica= Peso biomasa húmeda ganada (g) / Peso seco de la proteína

suministrada (g)

Índice de Mortalidad= Número peces iniciales x 100/ Número peces finales

Digestibilidad Aparente de Proteína (%) = (nutriente dieta*Cr2O3 dieta - nutriente heces*Cr2O3

heces) x100 / (Nutriente dieta*Cr2O3 dieta)

Los resultados de los análisis de varianza obtenidos para cada una de las variables de respuesta se

muestran en los anexos O, P, Q, R, S y T. El tratamiento que corresponde al alimento con adición de

enzima FP31 NFT (0,135%) obtuvo mejores resultados comparados con el tratamiento control en

las variables incremento de peso, tasa de crecimiento específica, índice de conversión alimenticia y

coeficiente de eficiencia proteica (valor p ˂ 0,05). En ese sentido, en las variables digestibilidad

aparente de la proteína e índice de mortalidad el efecto del tratamiento no presentó diferencia

significativa (valor p >0,05).

▪ Incremento de peso

Al comparar los tratamientos evaluados, se obtuvieron diferencias significativas (Valor p ˂ 0,05) en

la variable incremento de peso de tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de alevinaje, el tratamiento

alimento con adición de enzima FP31 NFT (0,135%) presentó un mayor incremento (4,53 ± 0,15 g)

respecto al tratamiento control (3,22 ± 0,18 g) logrando un porcentaje del 40,7% por encima.

En el estudio realizado por Abdel-Ghany, et al. (2020), realizaron inclusiones en una dieta basal

(28% proteína) niveles de 0 %, 0,0037%, 0,0062%, 0,01% de un coctel enzima-probiótico (E-P) para

alimentar alevines de tilapia roja (Oreochromis niloticus x O. mossambicus) (Peso promedio inicial

de 0,35 g ) y encontraron para un periodo de evaluación de 56 días en la variable de ganancia de

peso valores de 4,86 g/pez para 0,01% (E-P), 3,88 g/pez para 0,0062% (E-P), 2,79 g/pez para

0,0037% (E-P) y para el control 2,69 g/pez para 0 % (E-P), infiriendo que estos resultados se deben

a la relación sinérgica del coctel enzimas-probiótico y las enzimas endógenas, la relación de

incremento de peso está directamente relacionado al contenido de enzima adicionada, además, este

efecto positivo en el incremento de peso se debe a la estimulación de otras enzimas y liberación de

ácidos biliares que contribuyen a la emulsificación de polisacáridos no almidonados, haciendo que

los nutrientes estén más disponibles (De Keyser et al., 2016). la adición de enzimas exógenas influye


en la ganancia de peso, debido a que esta actúa sobre las proteínas del alimento proporcionando una

mayor disponibilidad de nutrientes que son esenciales principalmente para el crecimiento y también

pueden usarse para funciones metabólicas (Maas et al., 2018; Zhou et al., 2013).

La suplementación de enzimas puede mejorar el contenido de colecistoquinina en el intestino, la

colecistoquinina es una hormona que regula la liberación de enzimas digestivas y bilis desde el

páncreas hacia la parte intestinal y la producción de colecistoquinina está regulada por las proteínas

de la dieta por lo cual la suplementación de enzimas mejora la actividad enzimática y mejora la

disponibilidad de proteínas (Hlophe-Ginindza et al., 2016).

▪ Tasa de crecimiento específico

Los resultados de tasa de crecimiento específica presentaron diferencia significativa entre

tratamientos (Valor p ˂ 0,05), de forma que las tilapias alimentadas con el tratamiento alimento con

adición de enzima FP31 NFT (0,135%) obtuvieron valores superiores (6,40 ± 0.04) respecto al

tratamiento control (5,31 ± 0,01). Al respecto, el impregnar el alimento con la enzima, genero una

mejora en el aprovechamiento del alimento repercutiendo en una mejor tasa de crecimiento, este

resultado coincide con el estudio realizado por Abdel-Ghany et al., (2020) donde evaluó la adición

de un coctel enzima-probiótico (E-P) en concentraciones de 0 %, 0,0037%, 0,0062%, 0,01% en una

dieta para alimentar alevines de tilapia roja (Oreochromis niloticus x O. mossambicus) y encontraron

para un periodo de evaluación de 56 días para la variable tasa de crecimiento específico valores de

4,33 %/día para 0,01% (E-P), 4,02 %/día para 0,0062% (E-P), 3,70%/día para 0,0037% (E-P) y para

el control 3,57%/día para 0 % (E-P), infiriendo que estos resultados se deben a la relación sinérgica

del coctel enzima-probiótico y las enzimas endógenas logrando una eficiencia de utilización del

alimento y disponibilidad de nutrientes que se ve reflejado en el crecimiento.

Apoya otro estudio realizado por Samidjan, et al. (2019) donde evaluó sobre alevines de tilapia roja

(Oreochromis spp) (Peso inicial 1,25 g) una dieta basal (30,3 % proteína) con inclusión de proteasa

papaína en concentraciones de 0%, 0,035%, 0,07% y 0,1%; y obtuvieron después de 42 de

evaluación para el parámetro tasa de crecimiento especifica valores de 5,97%/día para la inclusión

de 0,035% proteasa, 7,75%/día para 0.07% proteasa, 6.5%/día para 0,1% proteasa, frente al control

que presentó 4,19%/día. La adición de enzimas exógenas promueve la generación de enzimas

endógenas y la alta actividad de las enzimas digestivas se correlaciona con la tasa de crecimiento del



pez, la capacidad digestiva mejorada se puede observar a nivel estomacal e intestinal y se relaciona

directamente con el crecimiento y la supervivencia (Lin et al., 2007).

La mejora en la tasa de crecimiento en tilapias se relaciona con los aumentos en la biodisponibilidad

de nutrientes promovidos por la acción enzimática exógena (Moura et al., 2012), se tiene en cuenta

que el crecimiento de tilapias es muy rápido en las fases de desarrollo de larvas, alevines y juveniles

para luego no aumentar la tasa de crecimiento a medida que el pez aumenta de peso (Pérez & Ramos,

2015).

▪ Índice de conversión alimenticia

Los tratamientos evaluados arrojaron diferencias significativas en los valores de índice de conversión

alimenticia, el tratamiento alimento con adición de enzima FP31 NFT (0,135%), presentó un mejor

valor de 1,20 ± 0,01, comparado con el tratamiento control 1,53 ± 0,10 (valor p ˂ 0,05). Respecto a

lo anterior, impregnar el alimento con la enzima, redujo la ingesta de alimento sin afectar el

crecimiento respecto al tratamiento control. Samidjan et al., (2019) evaluó la inclusión de proteasa

papaína en concentraciones de 0%, 0,035%, 0,07% y 0,1%; en una dieta (30,3 % proteína) para

tilapia roja (Oreochromis spp) (peso inicial 1,25 g) y observaron después de 42 de evaluación para

el parámetro de índice de conversión alimenticia valores de 1,52 para el control (0% Proteasa),

seguido de los controles que no presentaron diferencia significativa entre ellos con 1,47 para la

inclusión de 0,035% de proteasa y 1,34 para la inclusión de 0,1%, mientras que el tratamiento con

mejor índice de conversión alimenticia es de 1,25 y fue para el tratamiento con inclusión de proteasa

de 0,07%, mencionando que la adición de proteasa papaína es capaz de producir un mejor valor de

conversión alimenticia en comparación con los alimentos que no reciben proteasa y se agrega que el

valor de la relación de conversión de alimento está relacionado con la calidad del alimento, por lo

que cuanto menor sea el valor, mejor será la calidad del alimento.

Este parámetro de índice de conversión alimenticia está directamente relacionado con la variable de

incremento de peso, razón por la cual puede atribuirse a la capacidad de las enzimas exógenas para

hidrolizar aminoácidos y péptidos de fácil absorción, además las enzimas actúan positivamente en

la parte intestinal a través de una mejor digestibilidad y mayor asimilación de nutrientes y ser

aprovechados para el crecimiento del animal (Shi et al., 2016). Por otra parte la acción sinérgica de

las enzimas exógenas y endógenas aumenta la disposición de nutrientes y depende en parte de la

variación y calidad de las fuentes de proteínas tanto vegetal como animal logrando ser aprovechadas


(Diógenes et al., 2018; Maas et al., 2018). las proteasas se pueden aplicar potencialmente a los

alimentos para peces que contienen harina de soya, lo que ayuda a descomponer los polisacáridos

distintos del almidón (A. A. Adeoye et al., 2016), liberando niveles más altos de aminoácidos

disponibles y energía y se complementa con la posible eliminación de los factores anti nutricionales

en dietas que contienen altos niveles de proteína de origen vegetal (Li et al., 2019).

▪ Coeficiente de eficiencia proteica

En este estudio donde se evaluó la inclusión de enzima de 0,135% FP31 NFT en dietas para alevines

de tilapia (Oreochromis ssp), arrojó valores de 1,84 ± 0.02 para el tratamiento alimento con adición

de enzima, frente a 1,45 ± 0,10 obtenido para el tratamiento control. Samidjan et al., (2019) quienes

usaron la proteasa papaína en alimento para tilapia roja (Oreochromis spp) (Peso inicial 1,25 g),

mostraron resultados positivos para la variable de eficiencia proteica valores de 1,43 para la inclusión

de 0,035%proteasa, 1,63 para 0,1% proteasa, 2,76 para 0,07% proteasa frente a la dieta control 1,23

con inclusión 0% proteasa. Se infiere que la composición y la cantidad de proteínas en la dieta cambia

la producción de enzimas digestivas por lo cual un nivel alto de concentración de proteína o péptidos

pueden influir en una mayor secreción de proteasas digestivas (H. Song et al., 2017).

Las proteasas exógenas pueden aumentar la producción de peptidasas endógenas, aumentar la

actividad de la proteasa y posteriormente mejorar la digestibilidad de las proteínas de la dieta, lo que

conduce a una rápida asimilación y un mayor crecimiento, además de ser capaces de aumentar la

accesibilidad de los nutrientes al descomponer y alterar capas de proteínas complejas en las paredes

de las células vegetales (M. S. Hassaan et al., 2019).

▪ Índice de mortalidad

El índice de mortalidad no presento diferencia significativa en ninguno de los tratamientos evaluados

(valor p > 0,05), Sin embargo en un estudio relacionado y realizado por A. A. Adeoye, et al. (2016b),

evaluaron la suplementación de enzimas exógenas en dietas para tilapia nilótica (Oreochromis

niloticus) y logran un porcentaje de mortalidad del 0% para el tratamiento con inclusión de proteasas

y un valor del 10% para el control, observando un efecto positivo para las dietas suplementadas con

enzimas exógenas debido a la modificación en el perfil de la comunidad bacteriana y posibles

cambios significativos en las especies de bacterias y la densidad de la microbiota intestinal que

influye en la resistencia a las enfermedades, la supervivencia, además del desarrollo animal y la

utilización de los alimentos.



▪ Digestibilidad aparente de proteína

Los valores obtenidos para el coeficiente de digestibilidad aparente no presentan diferencia

significativa entre los tratamientos (Valor p ˂ 0,05), arrojando porcentajes altos (alimento con

adición de enzima 97,86 ± 0,88% y tratamiento control 98,77 ± 0,05%) indicando con esto una alta

digestibilidad de la proteína.

En la investigación realizada por Diógenes et al., (2018) observaron el efecto de la suplementación

de enzimas exógenas Synergen TM (Alltech) y Natugrain ® TS Basf en dietas con un contenido de

proteína del 54,1% para alimentar juveniles de rodaballo (Scophthalmus maximus), las variables de

respuesta evaluadas fueron digestibilidad aparente de macronutrientes, energía y aminoácidos, y

sobre la actividad de las enzimas digestivas y la microbiota intestinal del pez. Los mejores resultados

obtenidos fueron para la enzima Natugrain ® TS Basf con 89,8% para la variable de digestibilidad

de proteína, en general presentó resultados positivos en digestibilidad aparente para macronutrientes

y energía. Con respecto a la enzima Synergen TM (Alltech) no presentó diferencia en la variable de

digestibilidad de proteína y obtuvo valores de 87,5% para la enzima y 86,4% para el control, sin

embargo, reportó un efecto positivo para las respuestas de digestibilidad de algunos aminoácidos

como lisina (90,4%), isoleucina (85,1%), metionina (90,2%), lo que sugiere un efecto positivo de la

enzima Synergen TM (Alltech).

En otro estudio, se observó el efecto de la adición de enzimas exógenas para la variable de

digestibilidad de proteína, en el desarrollo de la experiencia se usó un coctel enzimático comercial

Natuzyme 50 y se evaluó diferentes concentraciones de enzima (0%, 0,025%, 0,05%, 0,075 % y

0,1%) en una dieta para tilapia del Mozambique (Oreochromis mossambicus) (peso inicial 15 g), la

incorporación de las enzimas se realizó en la mezcla de los ingredientes y se llevó a una peletizadora.

Para los resultados de digestibilidad de proteína se reportó 88% (0,025% enzima), 92,50% (0,05%

enzimas), 86,50% (0,075% enzima), 85,5 (0,1% enzima) y 82,5% (0% enzima) (Hlophe-Ginindza

et al., 2016).

El aumento del valor de digestibilidad aparente de proteína puede deberse al aumento del contenido

de proteína en el alimento y por ende una mayor generación de péptidos y aminoácidos

aprovechables, por su parte las enzimas interfieren en la fracción intestinal y micro biota

desarrollando mayor disponibilidad de nutrientes que promueve la capacidad de digestión de la


proteína del alimento y como resultado la mejora en el crecimiento de los peces y la conversión

alimenticia (Krogdahl et al., 2015)).

En etapas tempranas, los peces usan las proteínas para formar nuevos tejidos y se ve reflejado en la

tasa de crecimiento o ganancia de peso, por ello los peces en fases de iniciación requieren una

cantidad superior de proteína en comparación con los animales de las posteriores fases de

crecimiento (Rakhi, Kumari et al., 2013), además la composición de la dieta influye en la secreción

de enzimas digestivas (Krogdahl et al., 2015) y pueden potenciar la sinergia entre enzimas endógenas

y exógenas (Maas et al., 2018). La eficacia de las enzimas exógenas depende de la cantidad y las

características de los alimentos dietéticos, el tipo y la concentración de enzimas, la especie, el tamaño

de los peces, y las condiciones óptimas del agua (Castillo & Gatlin, 2015).

8. Conclusiones generales y recomendaciones

8.1 Conclusiones

Las condiciones óptimas de operación para la elaboración de un alimento extruido con buena calidad

física y nutricional para alimentación de tilapia en fase de alevinaje son de 131,6°C para temperatura

promedio de barril del extrusor y 408,3 rpm la velocidad de tornillo que corresponden a las zonas

altas de temperatura y velocidad de tornillo.

En el proceso de extrusión el factor de temperatura tuvo efecto sobre cada una de las variables de

respuesta evaluadas que corresponden a las propiedades físicas del pellet como flotabilidad, índice

de expansión, densidad, durabilidad, índice de absorción de agua e índice de estabilidad en agua, de

igual manera presentó efecto la interacción de los factores de temperatura y velocidad de tornillo

para todas las variables de respuesta excepto para índice de absorción de agua.

Las condiciones de operación para el proceso de impregnación al vacío se determinaron a partir de

las propiedades físicas del alimento que fueron flotabilidad y durabilidad, los valores obtenidos para

realizar el proceso fueron de 550 mbar para presión de vacío y 9 rpm de velocidad de giro de la

canasta logrando mantener la calidad física del alimento.

La variable de digestibilidad de proteína evaluada en el alimento después de ser impregnado con la

enzima FP31 NFT presentó valores positivos expresados en porcentaje de grado de hidrólisis que

aseguró la presencia activa de la misma y la resistencia a simulación de jugos gástricos.

El presente estudio demostró que la incorporación de la enzima FP31 NFT por impregnación al vacío

en un alimento extruido mejoró los parámetros de crecimiento (incremento de peso, tasa de

crecimiento especifica), aprovechamiento nutritivo (índice de conversión alimenticia, coeficiente de

eficacia proteica) y digestibilidad de la proteína de tilapia roja (Oreochromis spp) en fase de

alevinaje.



8.2 Recomendaciones

Realizar pruebas de microscopia electrónica de barrido en alimento extruido para poder estudiar la

forma y tamaño de la estructura interna y poder realizar un estudio completo sobre la inclusión de la

enzima en la matriz del alimento.

Realizar un estudio sobre la pérdida de la actividad enzimática después de los procesos de

impregnación y el proceso de secado, además realizar pruebas de vida útil del alimento extruido y

alimento con impregnación de la enzima FP31 NFT.

Determinar las actividades enzimáticas digestivas en el animal al final del tratamiento con alimento

extruido impregnado con FP31 NFT para evaluar la actividad de proteasas, amilasas y lipasas en el

intestino, además realizar un análisis de histomorfología y parámetros hematológicos que son útiles

para monitorear la salud general de los peces y respuestas fisiológicas al estrés

Ampliar el estudio en el proceso de impregnación al vacío involucrando otras variables como

duración del periodo de vacío, duración del tiempo de relajación, concentración y diferentes tipos de

la solución a impregnar, temperaturas, relación masa/solución, tamaño y forma de muestras.

A. Anexo: Resultados promedio de los tratamientos para el

diseño experimental central compuesto

B. Anexo: Anova para flotabilidad (F)

C. Anexo: Anova para índice de

expansión (IE)

D. Anexo: Anova para densidad

específica (DE)

E. Anexo: Anova para durabilidad (D)

F. Anexo: Anova para índice absorción

de agua (IAA)

G. Anexo: Anova para índice de

estabilidad en agua (IEA)

H. Anexo: Optimización de proceso del

proceso de extrusión

I. Anexo: Anova para flotabilidad (F) en

impregnación al vacío

J. Anexo: Anova para durabilidad (D) en


K. Anexo: Prueba de Tukey para

flotabilidad (F)en proceso de


L. Anexo: Prueba de Tukey para

durabilidad (D) después del proceso de


M. Anexo: Anova para digestibilidad de

proteína en alimento impregnado con

proteasa

N. Anexo: Prueba de Tukey para

digestibilidad de proteína en alimento

impregnado con proteasa

O. Anexo: Anova para incremento de

peso

P. Anexo: Anova para tasa de

crecimiento específico

Q. Anexo: Anova para índice de

conversión alimenticia

R. Anexo: Anova para coeficiente de

eficiencia proteica

S. Anexo: Anova para índice de

mortalidad

T. Anexo: Anova para digestibilidad

aparente de proteína DAP

U. Anexo: Prueba de Tukey para

incremento de peso

V. Anexo: Prueba de Tukey para tasa de

crecimiento específico

W. Anexo: Prueba de Tukey para índice

de conversión alimenticia

X. Anexo: Prueba de Tukey para

coeficiente de eficiencia proteica

Y. Anexo: Prueba de Tukey para índice

mortalidad

Z. Anexo: Prueba de Tukey para

digestibilidad aparente de proteína DAP

Bibliografía

Aarseth, K. A., Sørensen, M., & Storebakken, T. (2006). Effects of red yeast inclusions in diets for

salmonids and extrusion temperature on pellet tensile strength : Weibull analysis. 126, 75–

91. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2005.06.005

Abdel-Ghany, H. M., Salem, M. E. S., Abouelkhier, S. S., & Helal, A. M. (2020). Effect of a

cocktail of enzymes and probiotics on the growth and the bacterial enumeration in gut and

effluents of red tilapia (Oreochromis niloticus × O. mossambicus). Egyptian Journal of

Aquatic Research, 46(3), 289–294. https://doi.org/10.1016/j.ejar.2020.07.001

Abeykoon, C., Martin, P. J., Li, K., & Kelly, A. L. (2014). Dynamic modelling of die melt

temperature profile in polymer extrusion : Effects of process settings , screw geometry and

material. Applied Mathematical Modelling, 38(4), 1224–1236.

http://doi.org/10.1016/j.apm.2013.08.004

Adeoye, A. A., Jaramillo-Torres, A., Fox, S. W., Merrifield, D. L., & Davies, S. J. (2016).

Supplementation of formulated diets for tilapia (Oreochromis niloticus) with selected

exogenous enzymes: Overall performance and effects on intestinal histology and microbiota.

Animal Feed Science and Technology, 215, 133–143.

https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2016.03.002

Adeoye, Ayodeji A., Yomla, R., Jaramillo-Torres, A., Rodiles, A., Merrifield, D. L., & Davies, S.

J. (2016). Combined effects of exogenous enzymes and probiotic on Nile tilapia

(Oreochromis niloticus) growth, intestinal morphology and microbiome. Aquaculture, 463,

61–70. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2016.05.028

Adler-Nissen, J., & Olsen, H, S. (1982). Taste and taste evaluation of soy protein hydrolyzates. in.

G.C Inglett (ED.). Chemestry of Food and Beverages Reecnt Developments, 149–169.

Aguilar-Palazuelos, E., Zazueta-Morales, J. de J., Harumi, E. N., & Martínez-Bustos, F. (2012).

Optimization of extrusion process for production of nutritious pellets. Food Science and

Technology, 32(1), 34–42. https://doi.org/10.1590/s0101-20612012005000005

Ah-Hen, K., Lehnebach, G., Lemus-Mondaca, R., Zura-Bravo, L., Leyton, P., Vega-G??lvez, A.,

& Figuerola, F. (2014). Evaluation of different starch sources in extruded feed for Atlantic

salmon. Aquaculture Nutrition, 20(2), 183–191. https://doi.org/10.1111/anu.12064



Alam, M. S., Pathania, S., & Sharma, A. (2016). Optimization of the extrusion process for

development of high fibre soybean-rice ready-to-eat snacks using carrot pomace and

cauliflower trimmings. LWT - Food Science and Technology, 74, 135–144.

https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.07.031

Alarcón López, F. J., & Martínez Díaz, M. I. (1998). Fisiología de la Digestión en Larvas de Peces

Marinos y sus Aplicaciones al Cultivo Larvario en Masa. AquaTIC. Revista Científica

Internacional de Acuicultura En Español, 0(5).

Alisis, A. N., & Whitaker, S. (2011). Starch components of lentil / banana blends : response

surface. http://www.scielo.org.mx/pdf/rmiq/v10n3/v10n3a7.pdf

Altan, A., & Maskan, M. (2011). Advances in food extrusion technology (A. Altan & M. Maskan

(eds.); 2011th ed.). CRC Press Tylor & Francis Group.

Antonio, J., & Hasbun, N. (2010). Comparación de alevines de tilapia roja adquiridos en

diferentes centros de producción en Honduras.

https://bdigital.zamorano.edu/bitstream/11036/611/1/T2968.pdf

AUNAP, FAO, & MADR. (2014). Plan Nacional para el Desarrollo de la Acuicultura Sostenible

en Colombia - PlaNDAS. In MinAgricultura, Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural.

http://www.racua.org/uploads/media/Plan_Nac_Desar_Acuic_Sost_CO.pdf

Azari, A. H., Hashim, R., Rezaei, M. H., Baei, M. S., Roohi, A., & Darvishi, M. (2011). The

Effects of Commercial Probiotic and Prebiotic Usage on Growth Performance , Body

Composition and Digestive Enzyme Activities in Juvenile Rainbow Trout ( Oncorhynchus

mykiss ) Department of Marin Chemistry Science and Technology ,. 14, 26–35.

Badillo, G. M., Segura, L. A., & Laurindo, J. B. (2011). Theoretical and experimental aspects of

vacuum impregnation of porous media using transparent etched networks. International

Journal of Multiphase Flow, 37(9), 1219–1226.

https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2011.06.002

Balon, E. K. (2002). Epigenetic processes, when natura non facit saltum becomes a myth, and

alternative ontogenies a mechanism of evolution. Environmental Biology of Fishes, 65(1), 1–

35. https://doi.org/10.1023/A:1019619206215

Banerjee, G., & Ray, A. K. (2017). The advancement of probiotics research and its application in

fish farming industries. Research in Veterinary Science, 115, 66–77.

https://doi.org/10.1016/j.rvsc.2017.01.016

Barrows, F. T., Gaylord, T. G., Sealey, W. M., Porter, L., & Smith, C. E. (2008). The effect of

vitamin premix in extruded plant-based and fi sh meal based diets on growth ef fi ciency and

Bibliografía 115

health of rainbow trout , Oncorhynchus mykiss ☆. 283, 148–155.

https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2008.07.014

Basantes Bermeo, C. F. (2015). Evaluación del uso de balanceado orgánico vs el alimento

industrial sobre la conversión alimenticia de la Orechromis sp (Tilapia) criada en cultivo

intensivo. 1–70. http://repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/6944/1/TESIS DE TILAPIA apa

apa.pdf

Bellmann, C., Tipping, A., & Sumaila, U. R. (2015). Global trade in fish and fishery products: An

overview. Marine Policy, 1–8. https://doi.org/10.1016/j.marpol.2015.12.019

Betoret, E., Betoret, N., Rocculi, P., & Dalla, M. (2015). Trends in Food Science & Technology

Strategies to improve food functionality : Structure e property relationships on high pressures

homogenization , vacuum impregnation and drying technologies. Trends in Food Science &

Technology, 46(1), 1–12. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2015.07.006

Beveridge, M., & McAndrew, B. (2001). Tilapias: biology and explotation. Publishers Fish and

Fisheries, 505.

Castillo, S., & Gatlin, D. M. (2015). Dietary supplementation of exogenous carbohydrase enzymes

in fish nutrition: A review. Aquaculture, 435, 286–292.


Castillo, S., Rosales, M., Pohlenz, C., & Iii, D. M. G. (2014). Effects of organic acids on growth

performance and digestive enzyme activities of juvenile red drum Sciaenops ocellatus.

Aquaculture, 433, 6–12. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2014.05.038

Castro-Ceseña, A. B., del Pilar Sánchez-Saavedra, M., & Márquez-Rocha, F. J. (2012).

Characterisation and partial purification of proteolytic enzymes from sardine by-products to

obtain concentrated hydrolysates. Food Chemistry, 135(2), 583–589.

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.05.024

Chaabani, A., Labonne, L., Tercero, C. A., Picard, J. P., Advenier, C., Durrieu, V., Rouilly, A.,

Skiba, F., & Evon, P. (2020). Optimization of vacuum coating conditions to improve oil

retention in Trout feed. Aquacultural Engineering, 91(May), 102127.

https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2020.102127

Chevanan, N., Muthukumarappan, K., & Rosentrater, K. A. (2009). Extrusion Studies of

Aquaculture Feed Using Distillers Dried Grains with Solubles and Whey. Food and

Bioprocess Technology, 2(2), 177–185. https://doi.org/10.1007/s11947-007-0036-8

Cian, R. E., Bacchetta, C., Cazenave, J., & Drago, S. R. (2017). Optimization of single screw

extrusion process for producing fish feeds based on vegetable meals and evaluation of

nutritional effects using a juvenile Piaractus mesopotamicus model. Animal Feed Science and



Technology, 234, 54–64. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2017.09.004

Cortés, M., Guardiola, L., & Pacheco, R. (2007). Aplicación de la ingeniería de matrices en la

fortificación de mango (VARTOMMY ATKINS) con calcio. 19–26.

Cruz, R. M. S., Vieira, M. C., & Silva, C. L. M. (2009). The response of watercress ( Nasturtium

officinale ) to vacuum impregnation : Effect of an antifreeze protein type I. Journal of Food

Engineering, 95(2), 339–345. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2009.05.013

Cuenca, C. (2013). Fisiología digestiva de la mojarra castarrica Cichlasoma urophthalmus

(Teleostei: Cichlidae). 170.

https://www.repositoriodigital.ipn.mx/bitstream/123456789/21728/1/cuencaso2.pdf

Cuenca Soria, C. A. (2013). Fisiología digestiva de la mojarra castarrica Cichlasoma uropthalmus.

Tesis Doctoral, 152.

Dalsgaard, J., Verlhac, V., Hjermitslev, N. H., Ekmann, K. S., & Fischer, M. (2012). Effects of

exogenous enzymes on apparent nutrient digestibility in rainbow trout ( Oncorhynchus

mykiss ) fed diets with high inclusion of plant-based protein. Animal Feed Science and

Technology, 171(2–4), 181–191. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2011.10.005

de Cruz, C. R., Kamarudin, M. S., Saad, C. R., & Ramezani-Fard, E. (2015). Effects of extruder

die temperature on the physical properties of extruded fish pellets containing taro and broken

rice starch. Animal Feed Science and Technology, 199, 137–145.


De Keyser, K., Kuterna, L., Kaczmarek, S., Rutkowski, A., & Vanderbeke, E. (2016). High dosing

NSP enzymes for total protein and digestible amino acid reformulation in a

wheat/corn/soybean meal diet in broilers. Journal of Applied Poultry Research, 25(2), 239–

246. https://doi.org/10.3382/japr/pfw006

Dehghan-Shoar, Z., Hardacre, A. K., & Brennan, C. S. (2010). The physico-chemical

characteristics of extruded snacks enriched with tomato lycopene. Food Chemistry, 123(4),

1117–1122. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.05.071

Deng, J., Li, K., Harkin-jones, E., Price, M., Karnachi, N., Kelly, A., & Fei, M. (2014). Extruder,

Energy monitoring and quality control of a single screw. Applied Energy, 113, 1775–1785.

http://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.08.084

Derossi, A., Pilli, T. De, & Severini, C. (2014). The Application of Vacuum Impregnation

Techniques in Food Industry. February. https://doi.org/10.5772/31435

Diógenes, A. F., Castro, C., Carvalho, M., Magalhães, R., Estevão-Rodrigues, T. T., Serra, C. R.,

Oliva-Teles, A., & Peres, H. (2018). Exogenous enzymes supplementation enhances diet

Bibliografía 117

digestibility and digestive function and affects intestinal microbiota of turbot (Scophthalmus

maximus) juveniles fed distillers’ dried grains with solubles (DDGS) based diets.

Aquaculture, 486(December 2017), 42–50. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2017.12.013

Dosal, M. A., & Villanueva, M. (2008). INTRODUCCIÓN A LA METROLOGÍA

QUÍMICA:Curvas de calibración en los métodos analíticos. Antología De Química Analítica

Experimental, 18–25.

http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/CURVASDECALIBRACION_23498.pdf

Drew, M. D., Racz, V. J., Gauthier, R., & Thiessen, D. L. (2005). Effect of adding protease to

coextruded flax : pea or canola : pea products on nutrient digestibility and growth

performance of rainbow trout ( Oncorhynchus mykiss ). 119, 117–128.


Eitzlmayr, A., Koscher, G., Reynolds, G., Huang, Z., Booth, J., Shering, P., & Khinast, J. (2014).

Mechanistic modeling of modular co-rotating twin-screw extruders. International Journal of

Pharmaceutics, 474(1–2), 157–176. http://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.08.005

EKlund, A. (1976). On determination of available lysine in casein and rapeseed protein

concentrates using 2,4,6-trinitrobenzenesulphonic acid (TNBS) as a reagent for free epsilon

amino group of lysine. Analyticalbiochemestry, 70 (2), 434–439. https://doi.org/doi:

http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2007.09.026

Encarnação, P. (2015). Functional feed additives in aquaculture feeds. Aquafeed Formulation,

217–237. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800873-7.00005-1

Enciso Contreras, S. I. (2016). Efecto de la sumplementación en dieta de la inulina, el B-glucano y

el qutosano sobre la capacidad digestiba y la inmunidad no especifica de la totoaba

(Totoaba macdonaldi). https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/85679/MESEGUER -

ESTUDIO DEL BIOFOULING ASOCIADO A CULTIVOS MARINOS

%22OFFSHORE%22 EN EL MEDITERRÁNEO ESPA....pdf?sequence=1

FAO. (2011). Manual básico de sanidad piscicola. Ministerio de Agricultura y Ganadería.

Viceministerio de Ganadería, 1–52.

FAO. (2020). El estado mundial de la pesca y acuicultura-La sostenibilidad en accion, Versión

resumida. http://www.fao.org/3/ca9231es/CA9231ES.pdf

Fito, P., Andrb, A., Chiralt, A., & Pardo, P. (1996). Coupling of Hydrodynamic Mechanism and

Phenomena During Vacuum Ikeatments in Solid Porous Food-Liquid Systems. 21, 229–240.

Franklin, B. (1995). Las enzimas. 41–137. https://addi.ehu.es/bitstream/10810/14292/4/4-

Cap�tulo I. Las enzimas.pdf

Ghosh, K. (2015). Application of Enzymes in Aqua Feeds. January 2006.



Gisbert, E., Piedrahita, R. H., & Conklin, D. E. (2004). Ontogenetic development of the digestive

system in California halibut (Paralichthys californicus) with notes on feeding practices.

Aquaculture, 232(1–4), 455–470. https://doi.org/10.1016/S0044-8486(03)00457-5

Govoni, J. J., Boehlert, G. W., Watanabe, Y., & Soao, U. (1986). The physiology of digestion in

fish larvae. Hunter 1981, 2–3.

Guerreiro, I., Vareilles, M. De, Pousão-ferreira, P., Rodrigues, V., Teresa, M., & Ribeiro, L.

(2010). Effect of age-at-weaning on digestive capacity of white seabream ( Diplodus sargus ).

Aquaculture, 300(1–4), 194–205. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2009.11.019

Guevara, W. (2003). FORMULACIÓN Y ELABORACIÓN DE DIETAS PARA PECES Y

CRUSTÁCEOS. Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann.

Guitiérrez Pulido, H. (2008). Análisis y diseño de experimentos.

Hai, N. Van. (2015). Research findings from the use of probiotics in tilapia aquaculture: A review.

Fish and Shellfish Immunology, 45(2), 592–597. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2015.05.026

Hassaan, M. S., El-Sayed, A. I. M., Soltan, M. A., Iraqi, M. M., Goda, A. M., Davies, S. J., El-

Haroun, E. R., & Ramadan, H. A. (2019). Partial dietary fish meal replacement with cotton

seed meal and supplementation with exogenous protease alters growth, feed performance,

hematological indices and associated gene expression markers (GH, IGF-I) for Nile tilapia,

Oreochromis niloticus. Aquaculture, 503(August 2018), 282–292.


Hassaan, Mohamed S., Soltan, M. A., & Abdel-Moez, A. M. (2015). Nutritive value of soybean

meal after solid state fermentation with Saccharomyces cerevisiae for Nile tilapia,

Oreochromis niloticus. Animal Feed Science and Technology, 201, 89–98.


He, Q., Zhu, L., Shen, Y., Lin, X., & Xiao, K. (2015). Evaluation of the effects of frozen storage

on the microstructure of tilapia (Perciformes: Cichlidae) through fractal dimension method.

LWT - Food Science and Technology, 64(2), 1283–1288.

https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.07.036

Hernández S, A. (2012). COMPORTAMIENTO PRODUCTIVO EN TILAPIA Oreochromis

COMPORTAMIENTO PRODUCTIVO EN TILAPIA Oreochromis.

Hettich, M. (2004). Evaluación de la digestibilidad de dietas en Trucha arcoiris (Oncorhynchus

mykiss): sustitución parcial de harina de pescado por tres niveles de harina de Lupino blanco

(Lupinus albus). Chile. Universidad Católica de Temuco.

Hlophe-Ginindza, S. N., Moyo, N. A. G., Ngambi, J. W., & Ncube, I. (2016). The effect of

Bibliografía 119

exogenous enzyme supplementation on growth performance and digestive enzyme activities

in Oreochromis mossambicus fed kikuyu-based diets. Aquaculture Research, 47(12), 3777–

3787. https://doi.org/10.1111/are.12828

Infante, J. L. Z., & Cahu, C. L. (2001). Ontogeny of the gastrointestinal tract of marine fish. 477–

487.

Jovanovic´, R., Levic´, J., Sredanovic´, S., Milisavljevic´, D., German, Đ., Đuragic´, O., &

Obradovic´, S. (2009). New technologies and quality of trout and carp aquafeed. Archiva

Zootechnica, 12(1), 18–26.

Kaliyan, N., & Vance Morey, R. (2009). Factors affecting strength and durability of densified

biomass products. Biomass and Bioenergy, 33(3), 337–359.

https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2008.08.005

Kamarudin, M. S., Cruz, C. R. De, Saad, C. R., Romano, N., & Ramezani-fard, E. (2018). E ff ects

of extruder die head temperature and pre-gelatinized taro and broken rice fl our level on

physical properties of fl oating fi sh pellets. 236(December 2017), 122–130.


Kannadhason, S., Rosentrater, K. A., Muthukumarappan, K., & Brown, M. L. (2010). Twin Screw

Extrusion of DDGS-Based Aquaculture Feeds. Journal of the World Aquaculture Society,

41(SUPPL. 1), 1–15. https://doi.org/10.1111/j.1749-7345.2009.00328.x

Ketnawa, S., Benjakul, S., Martínez-alvarez, O., & Rawdkuen, S. (2014). Three-phase partitioning

and proteins hydrolysis patterns of alkaline proteases derived from fish viscera.

SEPARATION AND PURIFICATION TECHNOLOGY, 132, 174–181.

https://doi.org/10.1016/j.seppur.2014.05.006

Khalafalla, M., Bassiouni, M., Eweedah, N., Elmezyne, & Elmezyne Heba, M. (2010).

Performance of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) fingerlings fed on diets containing

different levels of amecozyme®. Journal of Agriculture Research, 36, 111–122.

Klomklao, S., Kishimura, H., & Benjakul, S. (2013). Use of viscera extract from hybrid catfish

(Clarias macrocephalus × Clarias gariepinus) for the production of protein hydrolysate from

toothed ponyfish (Gazza minuta) muscle. Food Chemistry, 136(2), 1006–1012.

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.09.037

Kraugerud, O. F., Jorgensen, H. Y., & Svihus, B. (2011). Physical properties of extruded fish feed

with inclusion of different plant (legumes, oilseeds, or cereals) meals. Animal Feed Science

and Technology, 163(2–4), 244–254. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2010.11.010

Krogdahl, Å., Sundby, A., & Holm, H. (2015). Characteristics of digestive processes in Atlantic

salmon (Salmo salar). Enzyme pH optima, chyme pH, and enzyme activities. Aquaculture,



449, 27–36. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2015.02.032

Kulkarni, N., Shendye, A., & Rao, M. (1999). Molecular and biotechnological aspects of

xylanases. FEMS Microbiology Reviews, 23(4), 411–456. https://doi.org/10.1016/S0168-

6445(99)00006-6

Kumar, N., Sarkar, B. C., & Sharma, H. K. (2010). Development and characterization of extruded

product of carrot pomace , rice flour and pulse powder. 4(November), 703–717.

Kurt.A.R., Muthukumarappan,K. and Kannadhason, S. (2009). Effects of in gredients and

extrusion parameters on aquafeeds containing DDGS and potato starch. Journal of

Aquaculture Feed Science and Nutrition, 1(1), 22–38.

Lall, S. P., & Dumas, A. (2015). Nutritional requirements of cultured fish. In Feed and Feeding

Practices in Aquaculture (Issue iii). Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100506-

4.00003-9

Lamichhane, S., Sahtout, K., Smillie, J., & Scott, T. A. (2015). Vacuum coating of pelleted feed

for broilers: Opportunities and challenges. Animal Feed Science and Technology, 200(1), 1–

7. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2014.11.015

Lamichhane, Santosh. (2015). Evaluation of vacuum post-pellet applications of bioactives to

broiler feed on efficacy and protected delivery. July.

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.1019.6922&rep=rep1&type=pdf

Latuz, O. M. (2004). Comparación entre Extruído y Pelletizado en Alimentos de Camarones.

Lauff, M., & Hofer, R. (1984). Proteolytic enzymes in fish development and the importance of

dietary enzymes. 37, 335–346.

Li, X. Q., Zhang, X. Q., Kabir Chowdhury, M. A., Zhang, Y., & Leng, X. J. (2019). Dietary

phytase and protease improved growth and nutrient utilization in tilapia (Oreochromis

niloticus × Oreochromis aureus) fed low phosphorus and fishmeal-free diets. Aquaculture

Nutrition, 25(1), 46–55. https://doi.org/10.1111/anu.12828

Lin, S., Mai, K., & Tan, B. (2007). Effects of exogenous enzyme supplementation in diets on

growth and feed utilization in tilapia, Oreochromis niloticus x O. aureus. Aquaculture

Research, 38(15), 1645–1653. https://doi.org/10.1111/j.1365-2109.2007.01825.x

López.A, F. ., & Martinez Díaz, M. . (1998). Fisiología de la Digestión en Larvas de Peces

Marinos y sus Aplicaciones al Cultivo Larvario en Masa. AquaTIC. Revista Científica

Internacional de Acuicultura En Español, 5(5).

Lopez Villagomez, B. R., & Cruz Benavidez, L. adalberto. (2011). Elaboración de un probiótico a

base de microoganismo nativos y evaluación de su efecto benéfico al procesodigestivo de la

Bibliografía 121

tilapia roja (Oreochromis spp) en etapa de engorde en la zona de santo Domingo.

Lückstädts, C. (2007). The use of acidifiers in fisheries and aquaculture. Acidifiers in Animal

Nutrition: A Guide to Feed Preservation and Acidification to Promote Animal Performance,

044, 71 – 79. https://doi.org/10.1079/PAVSNNR20083044

Maas, R. M., Verdegem, M. C. J., Dersjant-Li, Y., & Schrama, J. W. (2018). The effect of phytase,

xylanase and their combination on growth performance and nutrient utilization in Nile tilapia.

Aquaculture, 487(September 2017), 7–14. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2017.12.040

Maas, R. M., Verdegem, M. C. J., & Schrama, J. W. (2019). Effect of non-starch polysaccharide

composition and enzyme supplementation on growth performance and nutrient digestibility in

Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Aquaculture Nutrition, 25(3), 622–632.

https://doi.org/10.1111/anu.12884

Magalhães, R., Lopes, T., Martins, N., Díaz-Rosales, P., Couto, A., Pousão-Ferreira, P., Oliva-

Teles, A., & Peres, H. (2016). Carbohydrases supplementation increased nutrient utilization

in white seabream (Diplodus sargus) juveniles fed high soybean meal diets. Aquaculture, 463,

43–50. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2016.05.019

Martelo, Y., Cortés, M., & Restrepo, D. (2011). Dinámica de impregnación al vacío en apio

(Apium graveolens L.) y pepino (Cucumis sativus L.). Revista MVZ Cordoba, 16(2), 2584–

2592.

Meng, X., Threinen, D., Hansen, M., & Driedger, D. (2010). Effects of extrusion conditions on

system parameters and physical properties of a chickpea flour-based snack. Food Research

International, 43(2), 650–658. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2009.07.016

Mesenguer H, E. (2017). Estudio del biofouling asociado a cultivos marinos “ offshore ” en el

mediterr á neo espa ñ ol. https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/85679/MESEGUER -

ESTUDIO DEL BIOFOULING ASOCIADO A CULTIVOS MARINOS

%22OFFSHORE%22 EN EL MEDITERRÁNEO ESPA....pdf?sequence=1

Minagricultura, M. de A. y D. R. (2018). Cadena de la AcuiculturaI, direccion de cadenas

pecuarias, pesqueras y acuicolas. Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, 20.

https://sioc.minagricultura.gov.co/Acuicultura/Documentos/2018-09-30 Cifras

Sectoriales.pdf

Minagricultura, M. de A. y D. R. (2019a). Cadena de la Acuicultura Dirección de cadenas

pecuarias, pesqueras y acuícolas.

https://sioc.minagricultura.gov.co/Acuicultura/Documentos/2019-03-30 Cifras

Sectoriales.pdf

Minagricultura, M. de A. y D. R. (2019b). Estrategia de política para el sector de pesca y



acuicultura. 21. https://sioc.minagricultura.gov.co/Documentos/6. Documento de Politica

pesca y acuicultura Abril8de2019 31 Jul 2019.pdf

Minagricultura, M. de A. y D. R., DANE, D. A. N. de E., & SIPSA, S. de información de precios y

abastecimiento del sector agropecuario. (2014). El cultivo de la tilapia roja (Orechromis sp.)

en estanques de tierra, fuente de proteína animal de excelente calidad. Boletín Mensual

Insumos y Factores Asociados a La Producción Agropecuaria, 21.

Minagricultura, M. de A. y D. R., Unicauca, U. del C., & Crepic, C. regional de productividad e

innovación del C. (2010). Evaluación de ensilaje biologico de residuos de pescado en la

alimentación de tilapia roja (Oreochromis Spp).

Mirzakhani, M. K., Abedian Kenari, A., & Motamedzadegan, A. (2018). Prediction of apparent

protein digestibility by in vitro pH-stat degree of protein hydrolysis with species-specific

enzymes for Siberian sturgeon (Acipenser baeri, Brandt 1869). Aquaculture, 496(April), 73–

78. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2018.07.014

Montgomery. (2001). Design and Analysis of Experiments, New York.

Morken, T., Fjeld, O., Barrows, F. T., Sørensen, M., Storebakken, T., & Øverland, M. (2011).

Sodium diformate and extrusion temperature affect nutrient digestibility and physical quality

of diets with fi sh meal and barley protein concentrate for rainbow trout ( Oncorhynchus

mykiss ). Aquaculture, 317(1–4), 138–145. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2011.04.020

Moura, G. D. S., Arruda, E., Lanna, T., Filer, K., Luciano, D., Donzele, J. L., Goreti, M., Oliveira,

D. A., & De, S. T. (2012). Revista Brasileira de Zootecnia Effects of enzyme complex SSF (

solid state fermentation ) in pellet diets for Nile tilapia. 2139–2143.

Natabirwa, H., Nakimbugwe, D., Lung, M., & Muyonga, J. H. (2018). LWT - Food Science and

Technology Optimization of Roba1 extrusion conditions and bean extrudate properties using

response surface methodology and multi-response desirability function. LWT - Food Science

and Technology, 96(January), 411–418. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.05.040

Ng, W. K., & Romano, N. (2014). A review of the nutrition and feeding management of farmed

tilapia throughout the culture cycle. Reviews in Aquaculture, 5(4), 220–254.

https://doi.org/10.1111/raq.12014

Nicovita. (2010). Manual de crianza Tilapia.

No name. (2003). Acerca del cultivo de tilapia nilotica y tilapia roja.

https://www.agroindustria.gob.ar/sitio/areas/acuicultura/cultivos/especies/_archivos//000008-

Tilapia/071201_Acerca del Cultivo de Tilapia Roja o Del Nilo.pdf

Ovissipour, M., Abedian, A., Motamedzadeganb, A., Rasco, B., Safari, R., & Shahiri, H. (2009).

Bibliografía 123

the effect of enzymatic hydrolysis time and temperature on the propierties of protein

hydrolysatea from persian sturgeon (acipenser persicus) viscera. Food chemistry (pp. 238–

242).

Palacios, J., Santander, C., Zambrano, A., & López, J. (2007). Evaluación comparativa de

prebióticos y probióticos incorporados en el elimento comercial sobre el crecimiento y sobre

la sobrevivencia de una especie nativa, el Sábalo amazónico (Brycon melanopterus) y una

especie foránea, trucha arcoiris (Oncorhynchus m. Revista Electrónica de Ingenieria En

Producción Acuícola, 2, 191–229.

Panarese, V., Dejmek, P., Rocculi, P., & Gómez Galindo, F. (2013). Microscopic studies providing

insight into the mechanisms of mass transfer in vacuum impregnation. Innovative Food

Science and Emerging Technologies, 18, 169–176. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2013.01.008

Panné, S. (2015). Digestibilidad proteica de dietas para “Rhamdia Qhelen” utilizando fuentes

alternativas de proteina en remplazo de la harina de pescado. In Escuela para graduado ing.

agr. Alberto Soriano (Vol. 1). https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004

Pantoja, J. O., Sanchez, S. M., & Hoyos, J. L. (2011). Obtención de un alimento extruido para

tilapia roja (Oreochormis spp) utilizando ensilaje biologico de pescado. Biotenologia En El

Sector Agropecuario y Agroindustrial, 9 N° 2, 178–187.

Pardo, X. M. (2010). Evaluacion del cultivo de tilapia del nilo ( oreochromis niloticus ) y tilapia

roja ( oreochromis sp .) en diferentes sistemas intensivos de cultivo en colombia.

Paredes Ruiz, F. M. H. (2013). Universidad autónoma metropolitana unidad iztapalapa ".

http://148.206.53.84/tesiuami/UAMI15809.pdf

Pariza, M. W., & Cook, M. (2010). Determining the safety of enzymes used in animal feed.

Regulatory Toxicology and Pharmacology, 56(3), 332–342.

https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2009.10.005

Peña, M. A. R., Muñoz, L. S., & Leterme, P. (2005). Desarrollo de una metodología in vitro para

estimar la tasa de fermentación de los forrajes en el intestino grueso del cerdo. Acta

Agronómica, 54(4), 47–54.

http://www.revistas.unal.edu.co/index.php/acta_agronomica/article/view/124/346

Perdomo, D. A., Corredor, Z., & Ramirez Iglesias, L. (2012). Características físico-quimicas y

morfométricas en la crianza en cautiverio de la tilapia roja (Oreochromis spp) en zona cálida

tropical. Mundo Pecuario, VIII, 166–171.

http://www.saber.ula.ve/bitstream/123456789/36078/1/articulo3.pdf

Perea, C., Garcés, Y. J., & Hoyos, J. L. (2011). EVALUATION OF FISH WASTE BIOLOGICAL

SILAGE IN RED TILAPIA FEEDING (Oreochromis spp). Biotecnología En El Sector



Agropecuario y Agroindustrial, 9(1), 60–68.

Perera, E., Fraga, I., Carrillo, O., Díaz-Iglesias, E., Cruz, R., Báez, M., & Galich, G. S. (2005).

Evaluation of practical diets for the Caribbean spiny lobster Panulirus argus (Latreille, 1804):

Effects of protein sources on substrate metabolism and digestive proteases. Aquaculture,

244(1–4), 251–262. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2004.11.022

Pérez, M., & Ramos, I. (2015). Crecimiento de las tilapias Oreochromis. 30–93.

http://riul.unanleon.edu.ni:8080/jspui/bitstream/123456789/3501/1/228251.pdf

Pokniak, J., Cornejo, S., Galleguillos, C., Larraí, C., & Battaglia, J. (1990). Efectos de la extrusión

o peletización de la dieta de engorda sobre la respuesta productiva de la trucha arco iris

(Oncorhynchus mykiss) tamaño plato. Scielo.

Portilla, M., Erazo, S., Galé, C., Garcia, I., Moler, J., & Blanca, M. (2006). Manual práctico del

paquete estadistico SPSS para Windows (3a edición revisada). Universidad Pública de

Navarra, Navarra.

Rakhi, Kumari, Gupta, S., Singh, A. R., Ferosekhan, S., Kothari, D. C., Pal, A. K., & Jadhao, S. B.

(2013). Chitosan Nanosincapsulado Exógena Tripsina Biomimics Zymogen-Like Enzyme in

Fish Gastrointestinal Tract.

Ramos, L. M. (2017). Tesis Doctoral Tesis Doctoral - Pdf. Universidad Compluense de Madrid, 1–

85. https://docplayer.es/77540368-Tesis-doctoral-tesis-doctoral.html

Reda, R. M., Mahmoud, R., Selim, K. M., & El-araby, I. E. (2016). Effects of dietary acidifiers on

growth, hematology, immune response and disease resistance of Nile tilapia, Oreochromis

niloticus. Fish and Shellfish Immunology, 50, 255–262.

https://doi.org/10.1016/j.fsi.2016.01.040

Restrepo, A., Cortés, M., & Rojano, B. (2009). Shelf life of strawberry ( fragaria ananassa duch . )

fortified with vitamin E. Scielo, 163–175.

Rodriguez, Y. E., Laitano, M. V, Pereira, N. A., López-Zavala, A. A., Haran, N. S., & Fernández-

Gimenez, A. V. (2018). Exogenous enzymes in aquaculture: Alginate and alginate-bentonite

microcapsules for the intestinal delivery of shrimp proteases to Nile tilapia. Aquaculture,

490(February), 35–43. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2018.02.022

Ronald., W. (2015). New developments in aquatic feed ingredients, and potential of enzyme

supplements. Hagerman Fish Culture Experiment Station, University of Idaho, 3059F

National Fish Hatchery Road, Hagerman, ID 83332, USA.

Rosero, V., Cuatin, Mi., & Hoyos, J. L. (2016). Calidad física de un alimento extruido para tilapia

( Oreochromis spp .) con inclusión de ácidos orgánicos Physical quality of an extruded food

Bibliografía 125

for tilapia ( Oreochromis spp .) including organic acids. 34, 1163–1165.

https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v34n1supl.58333

Ruiz, K. (2017). Selección de bacterias con potencial probiótico y su efecto en el crecimiento y

sobrevivencia de alevinos de tilapia roja (oreochromis spp) (Vol. 2003).

Saavedra Martínez, M. A. (2006). Manejo del cultivo de tilapia.

http://www.crc.uri.edu/download/MANEJO-DEL-CULTIVO-DE-TILAPIA-CIDEA.pdf

Samidjan, I., Dody, S., & Rachmawati, D. (2019). Technology engineering of rearing red tilapia

saline (oreochromis niloticus) fed on artificial diet enriched with protease enzymes in an

eroded brackish water pond. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science,

406(1). https://doi.org/10.1088/1755-1315/406/1/012030

Samuelsen, T. A., Mjøs, S. A., & Oterhals, Å. (2013). Impact of variability in fishmeal

physicochemical properties on the extrusion process , starch gelatinization and pellet

durability and hardness. Animal Feed Science and Technology, 179(1–4), 77–84.


Sanchez, S. (2019). Establecimiento del proceso de impregnación para la obtención de un

concentrado con potencial probiótico para la alimentación piscícola. 23(3), 2019.

Sanchez, S., & Pantoja, J. (2011). Obtención de un alimento para tilapia roja (oreochromis spp),

elaborado mediante procesos de peletizado y extrusión, utilizando ensilaje biológico de

pescado como fuente de proteína.

Sánchez Trujillo, S. M. (2019). Establecimiento Del Proceso De Impregnación Para La Obtención

De Un Concentrado Con Potencial Probiótico Para La Alimentación Piscícola (Vol. 4, Issue

1). Universidad Católica de Manizales.

Santamaria, S. (2013). Nutricion y alimentacion en peces nativos. Journal of Chemical Information

and Modeling, 53(9), 1689–1699. https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004

Sanz, F. (2009). La nutrición y alimentación en piscicultura.

https://books.google.com.co/books?id=NEqkj2By-

kEC&printsec=frontcover&dq=La+nutrición+y+alimentación+en+piscicultura&hl=es&sa=X

&ved=0ahUKEwjx39vV09rZAhUMzFMKHaoNCUIQ6AEIJzAA#v=onepage&q=La

nutrición y alimentación en piscicultura&f=false

Sharawy, Z., Goda, A. M. A.-S., & Hassaan, M. S. (2016). Partial or total replacement of fish meal

by solid state fermented soybean meal with Saccharomyces cerevisiae in diets for Indian

prawn shrimp, Fenneropenaeus indicus, Postlarvae. Animal Feed Science and Technology,

212, 90–99. http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0377840115300821

Shi, Z., Li, X. Q., Chowdhury, M. A. K., Chen, J. N., & Leng, X. J. (2016). Effects of protease



supplementation in low fish meal pelleted and extruded diets on growth, nutrient retention

and digestibility of gibel carp, Carassius auratus gibelio. Aquaculture, 460, 37–44.


Singh, B., Rachna, Hussain, S. Z., & Sharma, S. (2015). Response Surface Analysis and Process

Optimization of Twin Screw Extrusion Cooking of Potato-Based Snacks. Journal of Food

Processing and Preservation, 39(3), 270–281. https://doi.org/10.1111/jfpp.12230

Singh, R., Singh, S., & Hashmi, M. S. J. (2017). Polymer Twin Screw Extrusion With Filler

Powder Reinforcement. In Reference Module in Materials Science and Materials

Engineering. Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-803581-8.04162-x

Smith, G., Guillemin, A., Degraeve, P., & Noe, C. (2008). Influence of impregnation solution

viscosity and osmolarity on solute uptake during vacuum impregnation of apple cubes. 86,

475–483. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2007.10.023

Soares, M., Jr, S., Assumpç, F., Melo, C., Moura, A. De, Victoria, M., & Grossmann, E. (2015).

LWT - Food Science and Technology Physical quality of snacks and technological properties

of pre-gelatinized fl ours formulated with cassava starch and dehydrated cassava bagasse as

a function of extrusion variables. 62, 1112–1119. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.02.030

Song, H., Tan, B., Chi, S., Liu, Y., & Chowdhury, M. A. K. (2017). The effects of a dietary

protease-complex on performance , digestive and immune enzyme activity , and disease

resistance of Litopenaeus vannamei fed high plant protein diets. 2550–2560.

https://doi.org/10.1111/are.13091

Song, S. K., Beck, B. R., Kim, D., Park, J., Kim, J., Kim, H. D., & Ringø, E. (2014). Prebiotics as

immunostimulants in aquaculture: A review. Fish and Shellfish Immunology, 40(1), 40–48.

https://doi.org/10.1016/j.fsi.2014.06.016

Sørensen, M. (2012). Aquaculture Nutrition 2012 18 ; 233–248. Aquaculture Nutrition.

https://doi.org/10.1111/j.1365-2095.2011.00924.x

Sørensen, M., Stjepanovic, N., Romarheim, O. H., Krekling, T., & Storebakken, T. (2009).

Soybean meal improves the physical quality of extruded fish feed. Animal Feed Science and

Technology, 149(1–2), 149–161. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2008.05.010

Strauch, W. (n.d.). High-energy poultry feed with vacuum technology. 5(8), 28–31.

Tavano, O. L. (2013). Protein hydrolysis using proteases: An important tool for food

biotechnology. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 90, 1–11.

https://doi.org/10.1016/j.molcatb.2013.01.011

Thiry, J., Krier, F., & Evrard, B. (2015). A review of pharmaceutical extrusion : Critical process

Bibliografía 127

parameters. International Journal of Pharmaceutics, 479(1), 227–240.

http://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.12.036

Thomas, M., & van der Poel, A. F. B. (1996). Physical quality of pelleted animal feed 1. Criteria

for pellet quality. Animal Feed Science and Technology, 61(96), 89–112.

https://doi.org/10.1016/0377-8401(96)00949-2

Tumuluru, J. S., Tabil, L., Opoku, A., Mosqueda, M. R., & Fadeyi, O. (2010). Effect of process

variables on the quality characteristics of pelleted wheat distiller’s dried grains with solubles.

Biosystems Engineering, 105(4), 466–475.

https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2010.01.005

Tyapkova, O., Osen, R., Wagenstaller, M., Baier, B., Specht, F., & Zacherl, C. (2016). Replacing

fishmeal with oilseed cakes in fish feed – A study on the influence of processing parameters

on the extrusion behavior and quality properties of the feed pellets. Journal of Food

Engineering, 191, 28–36. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2016.07.006

Umar, S., Kamarudin, M. S., & Ramezani-Fard, E. (2013). Physical properties of extruded

aquafeed with a combination of sago and tapioca starches at different moisture contents.

Animal Feed Science and Technology, 183(1–2), 51–55.


Universidad del Cauca, A. (2016). Manejo de laboratorio de bioensayos y digestibilidad in vivo

(No. 1).

Usgame, D., Usgame, G., Valverde, C., & Espinosa, A. (2008). Informe general del estudio de

prospectiva tecnológica de la cadena colombiana de la tilapia en colombia. 1–95.

Vásquez-González, A., Arredondo-Figueroa, J. L., Mendoza-Martínez, G. D., Teresa Viana-

Castrillón, M., Plata-Pérez, F. X., Arredondo-Figueroa, J. L., & Mendoza, G. D. (2018).

Doctorado en Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad

Xochimilco. Calzada del Hueso 1100, col. Villa Quietud. 28(1), 121–127.

Vásquez-Salazar, R. D., Pupo Urrutia, A. C., & Jiménez Aguas, H. J. (2014). Sistema

energéticamente eficiente y de bajo costo para controlar la temperatura y aumentar el oxígeno

en estanques de cultivo de alevines de tilapia roja An Energy Efficient and Low Cost System,

to Control the Temperature and the Oxygen Increase, in the R. Revista Facultad de

Ingeniería (Fac. Ing.), 23(36), 9–23.

http://www.scielo.org.co/pdf/rfing/v23n36/v23n36a02.pdf

Villamuel Castillo, L. W. (2011). II. Revisión Literaria.

http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/211/10/03 AGP 85 REVICION

LITERARIA.pdf



Visbal B., T. E., Morillo S., M., Altuve P., D., Aguirre, P., & Medina G., A. L. (2013). Nivel

óptimo de proteínas en la dieta para alevines de Prochilodus mariae. Revista Chilena de

Nutricion, 40(2), 141–146. https://doi.org/10.4067/S0717-75182013000200008

von Danwitz, A., van Bussel, C. G. J., Klatt, S. F., & Schulz, C. (2016). Dietary phytase

supplementation in rapeseed protein based diets influences growth performance, digestibility

and nutrient utilisation in turbot (Psetta maxima L.). Aquaculture, 450, 405–411.


Vu, T. (1983). Etude histoenzymologique des activities proteasiques dans le tube digestif des

larves et des adultes de bar, Dicentrarhus labrax (L). Aquaculture, 32, 57–69.

Walford, J., & Lam, T. J. (1993). Development of digestive tract and proteolytic. 109, 187–205.

Wijnoogst, J., & Wohnsen, F. (2017). Process for manufacture of feed for aquaculture species.

https://doi.org/10.1016/j.(73)

Wolska, J., Jonkers, J., Holst, O., & Adlercreutz, P. (2015). The addition of transglutaminase

improves the physical quality of extruded fish feed. Biotechnology Letters, 37(11), 2265–

2270. https://doi.org/10.1007/s10529-015-1911-4

Yag, S. (2008). Response surface methodology for evaluation of physical and functional properties

of extruded snack foods developed from. 86, 122–132.

https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2007.09.018

Yasumaru, F., & Lemos, D. (2014). Species specific in vitro protein digestion (pH-stat) for fish:

Method development and application for juvenile rainbow trout (Oncorhynchus mykiss),

cobia (Rachycentron canadum), and Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Aquaculture, 426–

427, 74–84. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2014.01.012

Yu, G., Chen, D., Yu, B., He, J., Zheng, P., Mao, X., Huang, Z., Luo, J., Zhang, Z., & Yu, J.

(2016). Coated protease increases ileal digestibility of protein and amino acids in weaned

piglets. Animal Feed Science and Technology.


Yu, Z.-L., Zeng, W.-C., Zhang, W.-H., Liao, X.-P., & Shi, B. (2014). Effect of ultrasound on the

activity and conformation of α-amylase, papain and pepsin. Ultrasonics Sonochemistry,

21(3), 930–936. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2013.11.002

Zavala-leal, I., & Dumas, S. (2011). Organogénesis durante el período larval en peces. January.

Zhou, Y., Yuan, X., Liang, X. F., Fang, L., Li, J., Guo, X., Bai, X., & He, S. (2013). Enhancement

of growth and intestinal flora in grass carp: The effect of exogenous cellulase. Aquaculture,

416–417, 1–7. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2013.08.023

Bibliografía 129

Zhu, F. (2015). Composition, structure, physicochemical properties, and modifications of cassava

starch. Carbohydrate Polymers, 122, 456–480. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.10.063

Evaluación de la impregnación al vacío de una proteasa en ...

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