Study of novel carbohydrate sources on rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) diets

Abstract

En la presente Tesis Doctoral se utilizaron cebada y remolacha como fuentes alternativas de carbohidratos en dietas para trucha arcoíris con el objetivo de evaluar su efecto sobre parámetros productivos, histología hepática e intestinal, estrés y calidad de la carne. Los marcadores estudiados fueron los mismo tanto para los experimentos de cebada como de remolacha. En las pruebas de la cebada se utilizaron concentraciones crecientes de este ingrediente (0-32%) en la dieta, se inició con un peso medio de 127.72 ± 5.65 g y se finalizó cuando alcanzaron el peso comercial al cabo de 84 días. En las pruebas de remolacha se utilizaron dos niveles de remolacha (14% y 28%) y dos de betaína (0.9% y 1.63%), se inició con un peso medio de 69 ± 2.2 g y se finalizó cuando los peces alcanzaron el peso comercial al cabo de 105 días. La inclusión de cebada en dietas de trucha arcoíris no mostró diferencias significativas en los parámetros de crecimiento ni biométricos. La inclusión de 14% remolacha y 0.9% betaína no afectó al crecimiento, parámetros nutritivos, biométricos y retenciones de nutrientes en comparación con el control, concentraciones mayores de remolacha y betaína tuvieron un efecto negativo. Cuando se estudiaron los parámetros histológicos y morfométricos en hígado e intestino, los resultados mostraron que los peces alimentados con concentraciones crecientes de cebada mostraron hepatocitos más pequeños, mientras que los peces alimentados con remolacha y betaína presentaban hepatocitos más grandes, en ambos casos el hígado mostró un menor nivel de vacuolización. La concentración de cebada de un 8% produjo un efecto negativo a nivel morfológico del intestino, sin embargo, la inclusión de remolacha no produjo ningún efecto. Los peces fueron sometidos a estrés por ausencia de oxígeno y aumento de densidad durante 10 minutos. Cuando el estrés fue analizado a nivel bioquímico los resultados mostraron que a niveles basales, la inclusión de cebada y remolacha no causó ningún cambio en los niveles de cortisol, glucosa y MDA, aunque los valores basales de lactato fueron significativamente más bajos en los peces alimentados con remolacha y betaína. Treinta minutos después del estrés la concentración de cortisol, glucosa y lactato aumentó significativamente en los peces de todos los grupos y la concentración de MDA disminuyó. La inclusión de cebada mostró valores más bajos de cortisol, glucosa y lactato que la dieta control. Cuando los peces alcanzaron el peso comercial se analizó la calidad de los filetes y las propiedades antioxidantes. En ambas pruebas los peces alimentados con los ingredientes objeto de estudio mostraron valores de actividad de agua más bajos y una mejora en la textura y el color de los filetes comparado con los peces alimentados con la dieta control. La inclusión de remolacha y betaína no tuvo ningún efecto sobre los parámetros oxidativos del filete, mientras que la inclusión de cebada inhibió su oxidación lipídica. Concentraciones de cebada por encima del 8% mejoraron la actividad antioxidante de los filetes y aumentaron el contenido en alpha-tocoferol, sin embargo, los peces alimentados con remolacha y betaína mostraron un mayor contenido en flavonoides y fenólico pero no se observó ningún efecto sobre las propiedades antioxidantes del filete. Por último, cuando se llevó a cabo el análisis sensorial se observó que los peces alimentados con dietas con más de un 8% de cebada mostraron unas agallas más rojas y mejor textura, además de un color rojo del filete más intenso, parámetros que se correlacionan con una mejora de la frescura del pescado. Sin embargo, la inclusión de cebada o remolacha en dietas de trucha arco iris no tuvo ningún efecto sobre la aceptabilidad de los filetes.

The current Doctoral Thesis used barley and red beet as alternative carbohydrate sources in rainbow trout diets. The aim was to evaluate their effect on productive, histological and morphometric parameters, their effect on biochemical indexes after an acute stress and their effect on the quality of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). The different markers studied were the same in the barley and red beet experiments. In the barley experiment, increasing concentrations of barley (0-32%) were used in the diet, starting with an average weight of 127.72 ± 5.65 g and ending when they reached commercial weight after 84 days. In the red beet experiment, two red beet levels (14% and 28%) and two betaine levels (0.9% and 1.63%) were used, starting with an average weight of 69 ± 2.2 g and finishing when they reached commercial weight at the end of 105 days. The inclusion of barley in rainbow trout diets did not show significant differences in growth and biometric parameters. While the inclusion of 14% of red beet and 0.9% betaine did not affect growth, nutritive or biometric parameters and nutrient retentions compared to control, higher red beet and betaine concentrations showed a negative effect. When the histological and morphometric parameters were studied in liver and intestine, the results showed that fish fed at high barley concentrations showed smaller hepatocytes than control, while hepatocytes were larger in fish fed with red beet and betaine than control, however, in both cases, the liver had a lower level of vacuolization. Barley inclusion at 8% produced a negative effect at intestine morphological level; however, no effects were observed with the inclusion of red beet. Fish were submitted to stress, a lack of oxygen and increased of fish density, during 10 minutes. The results showed that at basal levels, the inclusion of barley and red beet did not cause any change in cortisol, glucose and MDA levels, although basal lactate values were significantly lower in the fish fed with red beet and betaine. Thirty minutes after stress the concentration of cortisol, glucose and lactate increased significantly in the fish of all groups and the concentration of MDA decreased. The inclusion of barley showed lower cortisol, glucose and lactate values than control. When fish reached commercial weight, the quality of the fillets and antioxidant properties were analysed. In both trials, fish fed with the experimental ingredients showed lower water activity values and textural and colour properties were enhanced. Red beet and betaine inclusion did not show any effect on the oxidative parameters of the fillets, while the inclusion of barley showed an inhibitory effect on fillets lipid oxidation. Concentrations of barley above 8% improved the antioxidant activity of the fillets and increased the content of alpha-tocopherol, however, fish fed with red beet and betaine showed a higher content of flavonoids and phenolics but no effect on the antioxidant properties of the fillet. Finally, when the sensory analysis was carried out, it was observed that fish fed diets with more than 8% barley showed redder gills and better texture than control, in addition to a more intense red colour of the fillet, these characteristics are correlated with an improvement of fish freshness. However, the inclusion of barley or red beet in rainbow trout diets had no effect on the acceptability of fillets.

En la present tesi doctoral es van utilitzar ordi i remolatxa com a fonts alternatives de carbohidrats en dietes per a truita amb l'objectiu d'avaluar el seu efecte sobre paràmetres productius, histologia hepàtica i intestinal, estrès i qualitat de la carn. Els marcadors estudiants fòren els mateixos en els experiments d`ordi I remolatxa. En les proves de l'ordi es van utilitzar concentracions creixents d'aquest ingredient (0-32%), es va iniciar amb un pes mitjà de 127.72 ± 5.65 g i es va finalitzar quan van arribar al pes comercial al cap de 84 dies. En les proves de remolatxa es van utilitzar dos nivells de remolatxa (14% i 28%) i dos de betaïna (0.9% i 1.63%), es va iniciar amb un pes mitjà de 69 ± 2.2 g i es va finalitzar quan els peixos van aconseguir el pes comercial al cap de 105 dies. La inclusió d'ordi en dietes de truita no va mostrar diferències significatives en els paràmetres de creixement i biomètrics. La inclusió de 14% remolatxa i 0,9% betaïna no va afectar el creixement, paràmetres nutritius, biomètrics i retencions de nutrients en comparació amb el control, concentracions majors de remolatxa i betaïna van tenir un efecte negatiu. Quan es van estudiar els paràmetres histològics i morfomètrics en fetge i intestí, els resultats van mostrar que els peixos alimentats amb concentracions creixents d'ordi tenien hepatòcits més petits, mentres que els peixos alimentats amb remolatxa i betaïna presentaven hepatòcits més grans, i en ambdós casos el fetge va mostrar un menor nivell de vacuolització. La concentracion d'ordi d'un 8% va produir un efecte negatiu a nivell morfològic de l'intestí, mentres que la inclusió de remolatxa no va produir cap efecte a nivell d'intestí. Els peixos van ser sotmesos a estrès per absència d'oxigen i augment de densitat durant 10 minuts. Quan l'estrès va ser analitzat a nivell bioquímic els resultats van mostrar que a nivells basals, la inclusió d'ordi i remolatxa no va causar cap canvi en els nivells de cortisol, glucosa i MDA, encara que els valors basals de lactat van ser significativament més baixos en els peixos alimentats amb remolatxa i betaïna. 30 minuts després de l'estrès la concentració de cortisol, glucosa i lactat va augmentar significativament en els peixos de tots els grups i la concentració de MDA va disminuir. La inclusió d`ordi va mostrar valors més baixos de cortisol, glucosa i lactat que la dieta control. Quan els peixos van aconseguir el pes comercial es va analitzar la qualitat dels filets i propietats antioxidants. En ambdues proves els peixos alimentats amb els ingredients objecte d'estudi van mostrar valors d'activitat d'aigua més baixos i una millora en la textura i el color dels filets comparat amb els peixos alimentats amb la dieta control. La inclusió de remolatxa i betaïna no va tenir cap efecte sobre els paràmetres oxidatius del filet, mentre que la inclusió d'ordi va inhibir l'oxidació lipídica dels filets. Concentracions d'ordi per sobre del 8% van millorar l'activitat antioxidant dels filets i van augmentar el contingut en alpha-tocoferol, però, els peixos alimentats amb remolatxa i betaïna van mostrar un major contingut en flavonoides i fenòlic però no es va observar cap efecte sobre les propietats antioxidants del filet. Finalment, quan es va dur a terme l'anàlisi sensorial es va observar que els peixos alimentats amb dietes amb més d'un 8% d'ordi van mostrar unes ganyes més vermelles i millor textura, a més d'un color vermell del filet més intens, paràmetres que es correlacionen amb una millora de la frescor del peix. No obstant això, la inclusió d'ordi o remolatxa en dietes de truita no va tenir cap efecte sobre l'acceptabilitat dels filets.