anteproyecto tesis maestría

EFECTO DE LA INGESTIÓN DE LÍPIDOS OXIDADOS SOBRE EL DESEMPEÑO PRODUCTIVO, LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA ANTIOXIDATIVA Y EL CONTENIDO MUSCULAR DE ÁCIDOS GRASOS EN JUVENILES DE TRUCHA ARCOIRIS Oncorhynchus mykiss (Walbaum) JORGE ANDRÉS ZAMBRANO NAVARRETE

DIRECTOR: MIGUEL ÁNGEL LANDINES PARRA

MAESTRÍA EN SALUD Y PRODUCCIÓN ANIMAL 2007 1

…SEMINARIO 1 ENERGY

EPA DHA Ω3

FITO

ZOO

ANCHOVY

BONITO

BOILED

FISHERY

PROCESSING

FROZEN STORAGE

FOOD INTAKE

FISH FARMING

CCIAL FEED

2

FISH MEAL - OIL

…SEMINARIO 1 PESCA

EVALUACIÓN DE LOS MÉTODOS PARA DETERMINAR EL GRADO DE OXIDACIÓN LIPÍDICA DE LAS MATERIAS PRIMAS

PROCESAMIENTO

HARINA Y ACEITE DE PESCADO

EFECTO DEL NIVEL DE OXIDACIÓN LIPÍDICA DE LAS MATERIAS PRIMAS SOBRE LA ESTABILIDAD COMPOSICIONAL, VALOR NUTRICIONAL Y ACEPTABILIDAD DEL ALIMENTO BALANCEADO EN PECES

ALIMENTO BALANCEADO

ACUICULTURA

ALMACENAMIENTO

EFECTO DE LA ALIMENTACIÓN CON LÍPIDOS OXIDADOS SOBRE PARÁMETROS PRODUCTIVOS COMO GANANCIA DE PESO, TASA ESPECÍFICA DE CRECIMIENTO, FACTOR DE CONVERSIÓN ALIMENTICIO Y MORTALIDAD EN PECES DAÑOS HISTOLÓGICOS ASOCIADOS A LA INGESTIÓN DE LÍPIDOS OXIDADOS EN PECES

PROCESAMIENTO Y COCCIÓN

CONSUMO HUMANO

EFECTO DE LA INGESTIÓN DE LÍPIDOS OXIDADOS SOBRE LA CALIDAD DEL FILETE: PERFÍL DE AGPI Ω3, ESTABILIDAD OXIDATIVA, TIEMPO DE CONSERVACIÓN EN FRÍO Y LA ACEPTABILIDAD DE PANEL SENSORIAL 3

CONTENIDO •

MÉTODOS EVALUACIÓN CALIDAD LIPÍDICA DE LA RACIÓN: – –

•

EL MUNDO SITUACIÓN INDUSTRIAL COLOMBIANA

RESPUESTA ANIMAL AL ESTRÉS OXIDATIVO: –

MECANISMO DETOXIFICANTE

•

OBJETIVOS

•

METODOLOGÍA

•

RESULTADOS ESPERADOS

•

IMPACTO DE LA INVESTIGACIÓN

•

CRONOGRAMA

•

PRESUPUESTO

4

INTERÉS MUNDIAL

www.stopthehogs.com http://diabetic-diet-secrets.com/members/omega3-epa/dha.html

5

PRODUCTOS DE LA OXIDACIร N

6 Bogotรก. 32 p.

Herrera, E.; Zambrano, J. 2005. Universidad Nacional de Colombia.

CALIDAD OXIDATIVA

VP (meq O2/kg)

TBARS (mg malonaldehido/kg)

VA

ACEITE FRESCO

3,9 - 5,0

10,0 - 20,0

50

ACEITE OXIDADO

7,0 - 26,0

25,0 - 30,0

130

ACEITE MUY OXIDADO

< 30,0

> 30,0

>200

ZAMORANO, M. CRITERIOS DE CALIDAD DE MATERIAS GRASAS - TRABAJO PRACTICO. EN: http://www.fao.org/docrep/field/003/AB482S/AB482S11.htm

7

EL MUNDO: INDUSTRIA, MERCADO E INVESTIGACIÓN

ALMACENAMIENTO ALIMENTACIÓN HUMANA

TÍTULO/AÑO

VP

VA

Lipid damage during frozen storage of whole Jack Mackerel (trachurus symmetricus murphyi)

X

X

Ferric Ions Reduce the Antioxidant Activity of the Phenolic Fraction of Virgin Olive Oil

X

Lipid changes and sensory quality of whole- and gutted rainbow Trout during storage in ice

X

Effect of relative humidity on the oxidative stability of microencapsulated sea buckthorn seed oil

X

AUTOR/ AÑO/JOURNAL Aranda et al. 2005.

Journal of Food Lipids Keceli y Gordon. 2002.

Journal of Food Science

X

Kolakowska et al. 2006.

Acta Ichthyol. Piscat Partanen et al. 2005.

Journal of Food Science

8

EL MUNDO: INDUSTRIA, MERCADO E INVESTIGACIÓN

PROCESAMIENTO MATERIAS PRIMAS

TÍTULO/AÑO

VP

VA

AUTOR/ AÑO/JOURNAL

Stability of crude herring oil produced from fresh byproducts: influence of temperature during storage

X

X

Aidos et al. 2002.

Journal of Food Science

Quality of crude fish oil extracted from herring byproducts of varying states of freshness

X

X

Aidos et al. 2003.

Journal of Food Science

Influence of production process parameters on fish oil quality in a pilot plant

X

X

Aidos et al. 2003.

Journal of Food Science

Changes in the quality of fish oils due to storage temperature and time

X

X

Boran et al. 2005.

Food chemistry

9

EL MUNDO: INDUSTRIA, MERCADO E INVESTIGACIÓN

PRODUCCIÓN ANIMAL TÍTULO/AÑO

VP

Effects of oxidized herring and canola oils in Diets on growth, survival, and flavor of atlantic salmon, salmo salar

X

Fish meal quality assessment for Atlantic salmon (Salmo salar L.) reared in sea water

X

Modulation of tissue a-tocopherol in African catfish, Clarias gariepinus (Burchell), fed oxidized oils, and the compensatory effect of supplemental dietary vitamin E Influence of oxidized lipids in diets on the development of rainbow trout fry syndrome

X

VA

AUTOR/ AÑO/JOURNAL Koshio et al., 1994.

Agric. Food Chem

X

Anderson et al., 1997.

Aquaculture Nutrition

X

Baker, R.; Davies, S. 1997 Aquaculture Nutrition

X

Daskalov et al., 2000 Journal of Fish Diseases

10

COLOMBIA: NORMATIVIDAD E INDUSTRIA LAB. CALIDAD ALIMENTOS

N = 15

100% 0%

11

VALOR DE ANISIDINA

http://www.iterg.com/article.php3?id_article=506#nh2

12

INGESTIÓN LÍPIDOS OXIDADOS SÍNTOMA

AUTOR

Pobre crecimiento

(1)(7)(8)

Pérdida del apetito, Distrofia muscular, reducción absorción lípidos dietarios, alta mortalidad.

(1)

Degeneración hepática, anemia, reducción de los niveles de vitamina E y C

(2)(7)

Diarrea

(3)

Reducción en la capacidad visual – Anormalidades retina

(4)

Desestabilización de las membranas celulares

(5)

Escoliosis y lordosis

(6)

(1) Tacon, G. 1992. FAO Fish technical paper Nº 330. Rome. FAO. 75 p.

(2) Sargent et al., 1999. Aquaculture. 177: 191 – 199.

(3) Sanders T. 1989. Nutritional aspects of rancidity. En Rancidity in foods. 2nd edition. Elsevier. Science Publishers. pp 125 – 139 (4) Estévez et al., 1997. Aquaculture Nutrition. 3: 201 – 216.

(5) Wang et al., 2006. Aquaculture Nutrition. 12: 348 – 352.

(6) Lewis-McCrea y Lall. 2007. Aquaculture. 262: 142 – 145.

(7) Baker y Davis. 1997. Aquaculture Nutrition. 3: 91 – 97.

(8) Koshio et al., 1994. Agric. Food Chem. 42: 1164 – 1169.

13

PEROXIDACIÓN • COR: O2, O*-2, *OH, RO* y ROO* • BLANCOS POTENCIALES DEL DAÑO OXIDATIVO: – DNA – AGI – HEMOGLOBINA – PROTEÍNAS Ahmad et al., 2000 Biochimica et Biophysica acta. 1523: 37–48.

14

RESPUESTA A RETO OXIDATIVO

•ROO*

15 http://herkules.oulu.fi/isbn9514266625/html/x494.html

INGESTIÓN LÍPIDOS OXIDADOS RESPUESTA A RETO OXIDATIVO

% ACTIVIDAD RELATIVA (TEJIDO)

ACTIVIDAD ENZIMÁTICA ANTIOXIDATIVA TRUCHA ARCORIS 120 100 BRANQUIAS CORAZÒN

80

TRACTO DIGESTIVO HÍGADO

60

MÚSCULO BLANCO PIEL

40

GLÓBULOS ROJOS VEJIGA NATATORIA

20 0 SOD

CAT ENZIMA

GPX Trenzado et al. Aquaculture.

254: 758–767.(2006) 16

RESPUESTA A RETO OXIDATIVO Channa punctatus GPx

CATALASA

17 37–48.

Ahmad et al., 2000 Biochimica et Biophysica acta. 1523:

CALIDAD ACEITE = CALIDAD FILETE

R2= 0,9707

SARGENT J. R. British Journal of Nutrition (1997), 78, Suppl. 1, S5-SI3

18

CALIDAD ACEITE = CALIDAD FILETE AF

AO

VP INICIAL(mmol/kg)

2

47

VP FINAL (mmol/kg)

117

333,3

CONTENIDO AG (g/Kg)

350 300 250 200

raci贸n no ox

150

raci贸n ox

100 50 0 20:2

20:3

20:5

22:6

AGPI

Cowey et al., British Journal of Nutrition (1984), 51, 19 443-451

OBJETIVO GENERAL Evaluar el efecto de la ingestión de lípidos oxidados sobre el desempeño productivo, la actividad de las enzimas antioxidativas y el perfil de ácidos grasos depositados a nivel muscular en juveniles de trucha arcoiris Oncorhynchus mykiss (Walbaum).

20

OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Evaluar efecto de ingestión de lípidos con distintos niveles de oxidación sobre crecimiento de juveniles en términos de ganancia de peso, tasa de crecimiento específico y factor de conversión alimenticia.

• Evaluar influencia de ingestión de lípidos con distintos niveles de oxidación sobre la respuesta antioxidativa medida como actividad CAT, SOD y GPx a nivel hepático e intestinal.

• Analizar el efecto de ingestión de lípidos dietarios con distintos niveles de oxidación sobre contenido de ácidos grasos depositados a nivel muscular.

21

OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Tipificar curvas de producción de compuestos primarios y secundarios de oxidación lipídica en materias primas con alto contenido de AGPI. • Evaluar la efectividad de pruebas VP y VA en determinación de calidad de las materias primas lipídicas utilizadas en raciones para peces.

• Generar indicadores integrales de la estabilidad oxidativa de materias primas utilizadas en raciones para peces que permitan diferenciar la calidad de las mismas (TOTOX).

• Analizar grado de correlación entre calidad oxidativa vs.

Actividad antiox hepática y TGI y contenido de AG de filete.

22

DISEÑO DEL EXPERIMENTO •

Alimento formulado (no aox, ↓ lípidos)

•

Aceite pescado experimental (Fresco – Oxidado) hasta alcanzar > 13 % grasa.

•

120 Juveniles O. mykiss (± 27 g)

•

5 tratamientos dietarios

•

3 réplicas por tratamiento (8 ind/jaula)

•

Muestreo quincenal calidad lipídica

•

Medición respuesta enzimática antioxidativa corta y larga exposición (hepático y TGI).

•

Día 60: Contenido AG músculo (Control + vs. -) 23

DISEÑO DEL EXPERIMENTO Alimento DÍA -30 DÍA -20

DÍA -2

VP - VA VP - VA

+

VP - VA

+

DÍA 15

+

+

DÍA 30

+

+

DÍA 45

+

+

DÍA 60

+

+

24

DISEÑO DEL EXPERIMENTO Alimento DÍA -30

VP – VA

DÍA -20

VP – VA / MUESTRA

AOX

AFR %

DÍA -2 DÍA 15

VP – VA / TTO VP – VA / TTO

DÍA 30

VP – VA / TTO

DÍA 45

VP – VA / TTO

DÍA 60

VP – VA / TTO

T1

0

100

T2

30

70

T3

50

50

T4

70

30

T5

100

0

25

DISEÑO DEL EXPERIMENTO Animal DÍA 0

+

TRUCHAS DE

+

LA SIERRA

DÍA 15

SOD – CAT – GPx •HEPÁTICO •TGI

SOD – CAT – GPx DÍA 60

•HEPÁTICO •TGI

26

AG

METODOLOGÍA: ESTADO OXIDATIVO • VP (NTC 236) Prueba química (titulación) meq/Kg muestra.

– Triplicado (78 pruebas)

• VA (NTC 4197) Espectrofotometría – Triplicado (78 pruebas)

• TOTOX (2 PV + VA) • LABORATORIO DE TOXICOLOGÍA 27

METODOLOGÍA: ACTIVIDAD ENZIMÁTICA - CRECIMIENTO • SOD 50% inh. reducción ferricitocromo C 550 nm (Trenzado et al., 2006) • CAT nmol de H2O2 consumidos /minuto / mg de enzima 240 nm (Ahmad et al., 2000) • GPx nmol de NADPH oxidados /minuto /mg de enzima 340 nm (Ahmad et al., 2000) • TGI, HÍGADO (240 pruebas por enzima) • LABORATORIO DE TOXICOLOGÍA ACUÁTICA. Trenzado et al., 2006Aquaculture. 254: 758–767.

Ahmad et al., 2000 Biochimica et Biophysica acta. 1523: 37–48.

28

METODOLOGÍA: CONTENIDO ÁCIDOS GRASOS MÚSCULO • T1 (Control +) vs T5 (Control -) • HPLC • LABORATORIO DE TOXICOLOGÍA

29

ANÁLISIS ESTADÍSTICO • DCA con arreglo de parcelas divididas en el tiempo.

• ANAVA • TUKEY • CORRELACIÓN – Calidad ox ración vs. Act enzimática.

– Calidad ox ración vs. Crecimiento – Calidad ox ración vs. Contenido AGPI músculo.

30

RESULTADOS ESPERADOS • Valoración efecto de ingestión de alimentos rancios sobre homeostasis fisiológica, crecimiento y calidad de filete en trucha arcoiris Oncorhynchus mykiss (Walbaum).

• Generación de indicadores idóneos del status oxidativo de las materias primas y raciones.

31

RESULTADOS ESPERADOS • Realizar formación de recurso humano dentro del programa de maestría en ciencias de la producción animal.

• Divulgación científica – publicación (1 Nacional – 1 Internacional)

32

CRONOGRAMA MES

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Revisión literatura Consecución material experimental Colección muestras Pruebas laboratorio Análisis resultados Redacción documento final Ajustes, preparación presentación y sustentación

33

10

11

12

PRESUPUESTO Concepto

Fuentes de financiación

Gastos de viaje

Estudiante

Monto 250.000

Pasante

U.N.

Juveniles de trucha arcoiris + Jaulas

U.N.

Metasulfonato de tricaina

U.N.

150.000

Alimento – Formulación y elaboración

U.N.

365.000

Reactivos VP

U.N.

1.400.000

Reactivos VA

U.N.

800.000

Equipo de disección

600.000 Estudiante

Estudiante

460.000

50.000

Puntas, jeringas, tubos Ependorff, etc

U.N.

500.000

Reactivos SOD

U.N.

1.280.000

Reactivos CAT

U.N.

725.000

Reactivos GPx

U.N.

3.000.000

Perfil ácidos grasos (2)

U.N.

460.000

Computador + Papelería

Estudiante

1.700.000

Elaboración de documento final

Estudiante

250.000

TOTAL

34

11.900.000

AGRADECIMIENTOS

• • • • •

LABORATORIO TOXICOLOGÍA FMVZ LABORATORIO TOXICOLOGÍA ACUÁTICA FMVZ ASESOR ESTADÍSTICO EVALUADORES DIRECTOR

35

GRACIAS

36