Duración del proyecto: tres años (2010-2012)

Monto Financiado: $75.400.000.-

 

Resumen:

El crecimiento sustentable de la industria de la acuicultura depende del desarrollo de dietas costo-efectivas con una mayor incorporación de proteínas vegetales. Ya que la proteína es el componente de mayor costo en la dieta, los lípidos son suministrados para suplir los requerimientos de energía de los peces. Numerosos estudios han mostrado que la digestibilidad aparente de lípidos es afectada por las propiedades químicas de éstos, la temperatura y también por la fuente proteica usada en la dieta; generalmente la digestibilidad de lípidos es menor en dietas elaboradas con ciertas fuentes proteicas vegetales (tortas obtenidas luego del prensado de la semilla) y harinas (Storebakken et al., 2000). Hasta ahora no se ha establecido si componentes específicos en las materias primas vegetales usadas como fuente de proteína afectan la digestion de lípidos en peces.

 

La digestión de triglicéridos es un proceso complejo y dinámico, llevado a cabo por lipasas digestivas. Debido a que la actividad de estas enzimas ocurre en la interface lípido-agua, el proceso depende de factores como el tamaño de las gotas de lípidos en la emulsión, la estabilidad de la emulsión y las propiedades físicas y químicas de la interface. Los surfactantes, proteínas, fosfolípidos, polisacáridos y productos de lipólisis cambian las propiedades de la interface afectando el contacto de la lipasa al sustrato. Las materias primas vegetales contienen polisacáridos y proteínas globulares; esta últimas son menos digestibles que aquellas de fuentes animales y su efecto en la interface lipídica podría ser más importante o prolongada. Las materias primas vegetales también contienen compuestos polifenólicos que pueden afectar la digestion de lípidos mediante inactivación enzimática como ha sido demostrado para enzimas digestivas (proteasas, y aquellas involucradas en la hidrólisis de carbohidratos).

 

Los componentes en la dieta que no son digeridos pueden afectar el estado y actividad de la microbiota. El huésped y su microbiota desarrollan complejas interacciones que contribuyen a la nutrición del huésped mediante la diversidad de actividades metabólicas. El efecto ejercido por la microbiota del pez sobre la digestion de lípidos no ha sido reportado y la información relacionada del efecto selectivo de los lípidos o los productos de su hidrólisis en la microbiota de peces no está disponible. Trabajos con ratas alimentadas con dietas altas en grasas han mostrado una reducción de la proporción de bacterias Gram positivas (Cani et al., 2007 a;b; 2008 a;b). Un efecto similar podría ocurrir en peces ya que la tendencia actual en la crianza de salmón del atlántico (Salmo salar) y trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss). De esta forma si la digestibilidad de lípidos es baja, el alimento parcialmente digerido con un alto contenido de lípidos podría alcanzar las secciones intestinales con mayor contenido microbiano afectando la composición de la microbiota.

 

La presente iniciativa propone investigar los efectos de diferentes fracciones aisladas desde fuentes proteicas vegetales, en la estabilidad de emulsiones de aceite en agua y digestion de lípidos mediante ensayos in vitro usando enzimas digestivas de trucha. Las fracciones sometidas a estudio serán proteína, fibra soluble, y compuestos fenólicos. Ya que las propiedades nutricionales y estructurales de los diferentes componentes en las materias primas vegetales son afectadas por procesamiento térmico, también se propone determinar la contribución de las condiciones de extrusión en las propiedades relacionadas con la digestion de lípidos de las fracciones mencionadas. Finalmente la contribución de la microbiota de peces a la digestión de lípidos y aquella de los lípidos sobre la composición de la microbiota será determinada.

 

Los estudios serán llevados a cabo con fuentes proteicas vegetales usadas en industria de alimentación acuícola. Los ensayos de digestion in vitro serán implementados con extractos enzimáticos crudos y enzimas parcialmente purificadas del tracto gastro-intestinal de truchas. Los resultados serán comparados con aquellos obtenidos con lipasa/colipasa pancreática comercial. Para los estudios relacionados a la microbiota de peces, ésta se cultivará en un bio-reactor inoculado con digesta removida desde el recto de truchas.

 

Los resultados del proyecto permitirán determinar si las materias primas vegetales usadas como fuentes proteicas en  dietas para peces contienen compuestos que influencian la digestión de lípidos. La identificación de estos compuestos permitiría focalizar esfuerzos del procesamiento para disminuir los efectos negativos. Además el impacto de la microbiota en la digestion de lípidos y los cambios en su composición debido a los niveles lipídicos en la dieta será demostrado.

 

Objetivos

 

Objetivo general

Investigar el efecto de los diferentes componentes de fuentes proteicas en la digestión de lípidos en peces mediante estudios in vitro con enzimas digestivas de trucha.

 

Objetivos específicos

• Establecer el efecto de las fracciones de proteína, fibra soluble y compuestos fenólicos aisladas de materias primas vegetales procesadas y no procesadas sobre la estabilidad de diferentes emulsiones aceite en agua.
• Establecer el efecto de las fracciones ya mencionadas en la hidrólisis de triglicéridos de diferente composición de ácidos grasos mediante ensayos in vitro usando extractos crudos de enzimas digestivas de trucha.
• Estudiar la actividad lipolítica de la microbiota intestinal de trucha
• Estudiar el comportamiento de la microbiota intestinal de trucha como función del nivel de lípidos en un modelo de digestión simulado.

 

Referencias

Cani, PD., Amar, J., Iglesias, MA., Poggi, M., Knauf, C., Bastelica, D., Neyrinck, AM., Fava, F., Tuohy, KM., Chabo, C., Waget, A., Delmée, E., Cousin, B., Sulpice, T., Chamontin, B., Ferrières, J., Tanti, JF., Gibson, GR., Casteilla, L., Delzenne, NM., Alessi, MC., Burcelin, R. 2007a. Metabolic endotoxemia initiates obesity and insulin resistance. Diabetes 56, 1761?1772.

Cani, PD., Neyrinck, AM., Fava, F., Knauf, C., Burcelin, RG., Tuohy, KM., Gibson, GR., Delzenne, NM. 2007b. Selective increases of bifidobacteria in gut microflora improve highfat-diet-induced diabetes in mice through a mechanism associated with endotoxaemia. Diabetologia 50, 2374?2383.

Cani, PD., Bibiloni, R., Knauf, C., Waget, A., Neyrinck, AM., Delzenne, NM., Burcelin, R. 2008a. Changes in gut microbiota control metabolic endotoxemia-induced inflammation in high-fat diet-induced obesity and diabetes in mice. Diabetes 57, 1470?1481.

Cani, PD., Delzenne, NM., Amar, J., Burcelin, R. 2008b. Role of gut microflora in the development of obesity and insulin resistance following high-fat diet feeding. Pathology Biology (Paris) 56, 305?309.

Storebakken, T., Refstie, S., Ruyter, B., 2000. Soy products as fat and protein sources in fish feeds for intensive aquaculture. In: Drackley, J.K. (Ed.), Soy In Animal Nutrition. Federation of Animal Science Societies. Savoi, IL, USA, pp. 127-170.

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