por Waldo G Nuez-Ortín, Sam Ceulemans, Dolores I. Batonon-Alavo, Yves Mercier,
Adisseo
Alimentos para aquicultura à base de plantas e suplementação de aminoácidos
A farinha de peixe tem sido a fonte de proteína preferida em formulações de rações aquáticas, mas está se tornando menos disponível e mais caro. Fontes mais baratas de proteína vegetal foram popularizadas na indústria de rações para aquicultura, particularmente farinhas à base de soja e milho. Embora o teor de proteína bruta de ingredientes vegetais possa ser comparável ao da farinha de peixe, tais ingredientes são geralmente menos digeríveis e deficientes em um ou mais aminoácidos essenciais (EAA). Em particular, Os alimentos aquáticos à base de farinha de soja são deficientes em aminoácidos de enxofre total (TSAA) e os alimentos aquáticos à base de farinha de milho são deficientes em lisina (Lys).
Além disso, a deficiência em TSAA aumenta com o aumento dos níveis de ingredientes vegetais em formulações de rações aquáticas (Goff e Gatlin III, 2004). Assim, aminoácidos cristalinos, principalmente Lys e metionina (Met), estão cada vez mais sendo usados para preencher as deficiências de EAA em alimentos aquáticos à base de plantas, a fim de sustentar a síntese de proteínas e um desempenho ideal.
Como Met é um precursor da cisteína (Cys), os níveis de Cys na dieta afetarão as necessidades de Met na dieta. Assim, esses dois EAA mostram funções sobrepostas, e muitos estudos determinam o requisito de TSAA (ou seja, Met + Cys) em vez do requisito Met sozinho [National Research Council (NRC), 2011].
Embora tanto o requisito Met sozinho quanto o requisito TSAA devam ser considerados na formulação da ração, uma vez que variam amplamente entre as espécies (ver Tabela 1; NRC, 2011), Os requisitos de EAA geralmente foram determinados sob condições experimentais ideais (ou seja, temperatura, Suprimento de oxigênio, comida disponível, e densidade populacional), mas não há informações disponíveis para os requisitos de CEA em condições naturais de produção.
Suplementação de metionina
A metionina pode ser suplementada em três formas sintéticas diferentes disponíveis no mercado:L-Met (99 por cento de substância ativa), a forma biologicamente ativa de Met em proteínas vegetais ou animais; DL-Met (99 por cento de substância ativa), uma mistura racêmica de 50 por cento D-Met e 50 por cento L-Met, produzido por síntese química e usado como aditivo alimentar por décadas, e hidroximetionina (OH-Met), um ácido hidroxila com um grupo hidroxila (OH) em vez de um grupo amina (NH2) no carbono assimétrico (ver Figura 1). OH-Met está disponível como um produto líquido contendo 88 por cento da substância ativa e 12 por cento de água ou como um sal de cálcio.
As diferenças na estrutura química levam a diferenças na absorção, conversão, e utilização dessas moléculas. Semelhante a outro EAA, DL-Met é absorvido por meio de transporte ativo. Em contraste, porque OH-Met é um ácido orgânico, é absorvido tanto por difusão passiva quanto por transporte ativo (Martín-Venegas et al., 2007), que é dependente de Na + / H + e operado pelo transportador de monocarboxilato 1.
Além disso, enquanto ambos D- e L-Met são absorvidos ao longo do trato gastrointestinal, A absorção de OH-Met é concluída no final do duodeno (Richards et al., 2005; Jendza et al., 2011). A conversão de L- e D-OH-Met em L-Met é um processo de duas etapas, cada composto sendo convertido primeiro em ácido cetometiltio-butanóico (KMB) e, em seguida, transaminado em L-Met (Vázquez-Añon et al. 2017) (ver Figura 2). Esta conversão é impulsionada por diferentes enzimas presentes no trato gastrointestinal, fígado e rim (Fang et al. 2010).
Os efeitos da suplementação com Met vão além da síntese de proteínas. Os diferentes metabolismos do OH-Met contribuem para melhorar a capacidade antioxidante e o sistema imunológico dos animais, bem como para aliviar as respostas de estresse (Métayer et al., 2008). O conceito de um melhor efeito antioxidante do OH-Met em comparação ao DL-Met está associado à sua maior tendência de estar envolvido no ciclo de transulfuração, e para formar maiores quantidades de Cys, taurina e glutationa (Martín-Venegas et al., 2006), bem como para aumentar a proporção de glutationa reduzida / glutationa oxidada (Willemsen et al., 2011).
Em peixes teleósteos, o papel protetor do OH-Met tem sido associado à produção de taurina e à melhora da barreira física no intestino e brânquias e do estado antioxidante e imunidade (Wu et al., 2018). Cys e glutationa agem como elementos de quebra de cadeia dos processos oxidativos (Métayer et al., 2008). Sua produção aprimorada por OH-Met melhora a capacidade de eliminação de radicais hidroxila e a capacidade antioxidante enzimática, melhorando assim a qualidade da carne e dos filés por meio da mitigação da oxidação de proteínas e lipídios (Xiao et al., 2012; Lebret et al., 2018).
Bioeficácia semelhante de fontes de metionina em animais aquáticos
Apesar do baixo número de estudos comparando fontes de metionina em animais aquáticos, vários estudos mostram que os peixes são capazes de usar DL-Met ou OH-Met tão eficazmente quanto L-Met para atender aos requisitos do TSAA. Porque a estimativa da bioeficácia (ou seja, eficiência biológica em termos de desempenho de crescimento, como ganho de peso corporal e taxa de conversão alimentar) de DL-Met e OH-Met nem sempre considera as diferenças na ingestão de ração, resultados contraditórios são encontrados na literatura.
O Met dietético afeta o consumo de ração e, portanto, o desempenho (Vázquez-Añón et al., 2017). Dada a estreita associação entre os níveis circulantes de Met e a ingestão voluntária de ração e o fato de que OH-Met é entregue aos tecidos como OH-Met em vez de Met, esta diferença metabólica pode resultar em diferentes padrões de alimentação ad libitum entre animais suplementados com OH-Met e DL-Met (Vázquez-Añón et al., 2017).
Portanto, a quantidade de Met ingerida por um animal (ingestão de Met =Met da dieta x ingestão de ração) deve ser considerada ao comparar as fontes de Met, já que esse critério foi seguido com outros aminoácidos, como a lisina (Smiricky-Tjardes et al. 2004). Sob tal consideração, ambos OH-Met e DL-Met eram 100 por cento equivalentes a L-Met (Agostini et al., 2015; Vázquez-Añón et al., 2017).
Entre os 54 estudos revisados por pares relatando a bioeficácia da suplementação de Met publicados de 1978 a 2019, 24 comparou a suplementação de diferentes fontes de Met em diferentes doses a uma dieta deficiente em Met, mas apenas 17 desses estudos foram realizados em condições que permitem uma comparação precisa entre as fontes de Met.
Nestes estudos, as diferentes fontes de Met foram fornecidas com base igual de enxofre ou equimolar para a obtenção de quantidades semelhantes de Met + Cys em todos os tratamentos experimentais, bem como níveis semelhantes de outros nutrientes. As diferentes fontes de Met levaram a desempenhos de crescimento semelhantes. Por exemplo, Goff e Gatlin III (2004) relataram L-Met, DL-Met, e OH-Met como fontes igualmente eficazes de Met para tambor vermelho (Sciaenops ocellatus) (ver Figura 3). Forster e Dominy (2006) determinaram que essas fontes também poderiam ser usadas para atender ao requisito de Met do camarão branco do Pacífico (Litopenaeus vannamei). Ma et al. (2013) descobriram que o pregado (Psetta maxima) pode usar OH-Met tão eficazmente quanto, ou melhor do que, L-Met para obter um desempenho máximo.
Em níveis dietéticos abaixo do ideal, peixes alimentados com L-Met tiveram melhor desempenho do que peixes alimentados com OH-Met; em contraste, o último teve melhor desempenho próximo ao nível de requisito atendido. Para o peixe-gato do canal (Ictalurus punctatus), Zhao et al. (2017) descobriram que a suplementação de dietas deficientes em Met com OH-Met e DL-Met microencapsulado, em vez de DL-Met cristalino, poderia igualmente melhorar o desempenho de crescimento desta espécie (1,54 A suplementação de 0,1 por cento de OH-Met em vez de Met cristalino para uma dieta deficiente em Met também promoveu o crescimento e a utilização de ração de camarão branco do Pacífico, indicando que esta espécie pode utilizar efetivamente OH-Met (Chen et al., 2018).
Bioeficiências semelhantes são observadas quando diferentes alimentos aquáticos são suplementados com DL-Met ou OH-Met. A Figura 4 mostra que resultados semelhantes de FCR foram obtidos em estudos que abordam a suplementação de rações para peixes ou camarões com diferentes formas de Met. Apesar da grande variabilidade entre os estudos, que pode ser atribuído às diferentes configurações experimentais, formulação de ração, e camarões ou espécies de peixes, valores FCR semelhantes foram relatados para ambas as formas de Met.
Para concluir, há evidências científicas que sustentam que o OH-Met pode ser usado com eficiência por espécies aquáticas como um precursor do L-Met. É importante reconhecer as diferenças estruturais entre DL-Met e OH-Met que resultam em mecanismos diferentes para a absorção e utilização dessas duas fontes de Met, e que sua bioeficácia deve ser comparada com base na ingestão de Met. Assim, DL-Met e OH-Met são igualmente eficazes como suplementos de Met para alimentos aquáticos à base de plantas.
Para concluir, há evidências científicas que sustentam que o OH-Met pode ser usado com eficiência por espécies aquáticas como um precursor do L-Met. É importante reconhecer as diferenças estruturais entre DL-Met e OH-Met que resultam em mecanismos diferentes para a absorção e utilização dessas duas fontes de Met, e que sua bioeficácia deve ser comparada com base na ingestão de Met. Assim, DL-Met e OH-Met são igualmente eficazes como suplementos de Met para alimentos aquáticos à base de plantas.
