Los minerales arcillosos, como los aluminosilicatos como las zeolitas y las bentonitas, son ampliamente reconocidos por sus diversas aplicaciones en todas las industrias (Tang et al., 2014). En acuicultura, su eficacia depende de factores como el tamaño, la química, la forma, la superficie y las características físicas (Al-anber, 2010), abarcando rasgos como la viscosidad, el color, la plasticidad y la capacidad de absorción.
Varias arcillas de aluminosilicato, incluidas bentonitas, sepiolita y zeolitas, muestran una eficacia significativa en acuicultura (Zamparas et al., 2012). Su desempeño para mitigar los compuestos de nitrógeno en ambientes acuáticos está influenciado por el pH, la temperatura, la capacidad de intercambio catiónico (CIC) y la presencia de iones (Jović-jovičić et al., 2010).
Al abordar los problemas de contaminación por metales pesados, las arcillas de aluminosilicato ofrecen una alternativa económicamente viable para la eliminación de metales pesados, proporcionando una solución rentable en comparación con el carbón activado (Padilla-Ortega et al., 2013).
En la nutrición animal, la incorporación de minerales arcillosos al alimento (1-5%) mejora la durabilidad de los pellets (Asgharimoghadam et al., 2012). La bentonita, un agente antiaglomerante aprobado, cumple eficazmente este propósito. Además, los minerales arcillosos actúan como protectores intestinales al unir eficientemente las aflatoxinas en las dietas de los animales, reduciendo la absorción y manteniendo el metabolismo mineral (Carraro et al., 2014). Entre las soluciones rentables y fácilmente disponibles para la producción de alimentos para la acuicultura, los minerales arcillosos destacan como los adsorbentes más utilizados.
Impacto de la bentonita y la sepiolita en los alimentos para acuicultura
1. Características físicas de los alimentos acuícolas
significativamente los atributos del alimento, generando múltiples beneficios en la acuicultura. La bentonita, aprobada tanto para uso alimentario como para piensos, actúa como aglutinante, elevando la durabilidad de los gránulos en los alimentos acuícolas. Esta resiliencia aumentada de los pellets ofrece varias ventajas:
- La mayor durabilidad del pellet contribuye a una mejor utilización del alimento.
- Los pellets robustos permiten un consumo de pescado más eficiente, fomentando una mayor ingesta de nutrientes, un crecimiento acelerado y una mejora general de la salud de los peces y la eficiencia de la producción.
- La utilización de bentonita y sepiolita como aglutinantes juega un papel crucial ya que conserva la calidad del agua, disminuye la desintegración en el agua, minimiza el desperdicio de alimento y reduce la acumulación de alimento no consumido en ambientes acuáticos.
- La naturaleza cohesiva de los excrementos, facilitada por la bentonita, ayuda en su recolección para evaluaciones de digestibilidad, proporcionando información valiosa sobre la eficiencia nutricional y la salud de los peces.
2. Impacto en el rendimiento acuícola, la utilización del alimento y los parámetros productivos
La bentonita mejora los parámetros productivos al influir positivamente en los factores fisiológicos (sangre), la palatabilidad y la digestibilidad. Reconocida por sus propiedades distintivas, la bentonita actúa como aglutinante de diversas sustancias, que incluyen patógenos, enzimas y toxinas (Murray, 2000). Se observaron resultados positivos al incorporar niveles elevados de bentonita natural, al 5 y 10 %, en las dietas en tasas de inclusión modestas (Eya et al., 2008). Asimismo, el estudio de Ayoola de 2016 sobre el bagre reveló que incluso una cantidad relativamente pequeña de bentonita, como 0,05 mg/kg de alimento, influía positivamente en el crecimiento y la eficiencia de los peces.
Arshad et al. (2021) demostró un aumento de la ganancia de peso, la tasa de crecimiento instantáneo, el consumo de alimento, el recuento de glóbulos rojos y una mejor tasa de conversión alimenticia en el mero híbrido. Paralelamente, Kurian et al. (2020) reportó un mayor crecimiento y funciones de las enzimas digestivas con tejido hepático protegido en tilapia del Nilo. Al mismo tiempo, Enyidi y Emeaso (2020) observaron una mejor viscosidad de la digesta, una reducción del índice de conversión alimenticia, un intestino alcalino mejorado y cambios favorables en los parámetros bioquímicos en el bagre. Además, Rafael Ortiz Kracizy et al. (2021) descubrieron que la bentonita a base de antimicotoxinas compensaba eficazmente los efectos negativos de las aflatoxinas y fumonisinas en el camarón blanco del Pacífico. Asimismo, Ayoola et al. (2016) identificó un nivel de inclusión óptimo de 1500 mg/kg de arcilla bentonita natural en bagre, lo que muestra efectos positivos sobre el crecimiento y la composición corporal sin consecuencias adversas. Además, los estudios de Eya et al. (2008) demostraron que incluir un 5% de bentonita en la dieta produjo resultados óptimos en cuanto a aumento de peso, tasa de crecimiento específica y eficiencia alimenticia en la trucha arco iris.
La tabla 1 resume algunos estudios sobre el uso de diferentes formas de bentonita en diversos entornos de acuicultura, centrándose en especies como el mero híbrido, la tilapia del Nilo, el bagre y el camarón blanco del Pacífico.
Tabla 1. Efecto de la bentonita sobre los parámetros de crecimiento y salud en diferentes especies acuáticas.
3. Impacto en la tasa de tránsito intestinal
Entender cómo la inclusión de arcilla bentonita en las dietas acuícolas influye en la tasa de tránsito intestinal es crucial para comprender su impacto en los procesos digestivos y la utilización de nutrientes.
Ayola et al. (2016) reportó una tasa reducida de vaciado del estómago en dietas que contenían minerales arcillosos en comparación con la dieta de control. Esta desaceleración se atribuye a las propiedades aglutinantes de la arcilla bentonita, lo que lleva a un aumento de la viscosidad, fenómeno corroborado por otras investigaciones (Leenhouwers et al., 2007; Sinha et al., 2011). El retraso en el paso del alimento inducido por el aumento de la viscosidad contribuye a una retención prolongada de las partículas del alimento, particularmente en el estómago y los intestinos, donde tiene lugar la posterior descomposición y absorción de nutrientes.
La retención prolongada de partículas de alimento dentro del intestino, facilitada por la inclusión de bentonita, permite una exposición prolongada a las enzimas y procesos digestivos, lo que lleva a una digestión más completa de los nutrientes. Con un período de digestión extendido, la absorción de nutrientes esenciales se vuelve más eficiente y, en última instancia, mejora la utilización de nutrientes por parte de las especies acuícolas (Yener et al., 2012; Ayoola et al., 2015).
El impacto de la bentonita en la tasa de tránsito intestinal extiende la retención de partículas de alimento dentro del tracto digestivo, asegurando una digestión completa de los nutrientes y promoviendo una absorción efectiva de los mismos. Por lo tanto, la incorporación de bentonita como aditivo dietético puede mejorar la utilización general del alimento y contribuir al crecimiento y la salud de los animales en los sistemas de acuicultura.
4. Calidad del agua en acuicultura
El uso de bentonita en acuicultura tiene profundas implicaciones para mejorar la calidad del agua en los sistemas acuáticos. La bentonita, un tipo específico de mineral arcilloso de esmectita, posee propiedades que la hacen eficaz para influir en la calidad del agua. Entre ellos, la principal es su capacidad para absorber agua, lo que provoca hinchazón y retención de humedad. Además, la bentonita exhibe propiedades de adsorción pronunciadas, atrayendo y uniendo diversas sustancias, incluido el amoníaco y otros cationes como iones metálicos, metales pesados y contaminantes orgánicos (Slamova et al., 2011; Taylor, Bellir, Lehocine & Meniai, 2013).
Una preocupación crítica en la acuicultura es la presencia de amoníaco, un producto de desecho común del metabolismo de los peces y la descomposición de la materia orgánica. Los niveles elevados de amoníaco pueden ser perjudiciales para los organismos acuáticos (Romano & Zeng, 2013), lo que genera altas tasas de mortalidad y un menor crecimiento en la acuicultura. La capacidad de la bentonita para adsorber amoníaco y otros cationes reduce significativamente los niveles de amoníaco en el agua mediante mecanismos de adsorción e intercambio iónico. Cuando el agua fluye a través de áreas ricas en bentonita o cuando la bentonita se introduce en el medio acuático, se une a los iones de amoníaco, eliminándolos eficazmente del agua.
La extensa superficie de la bentonita mejora sus capacidades de adsorción al proporcionar amplios puntos de contacto para interacciones con agua y sustancias disueltas. Además, la capacidad de intercambio catiónico (CEC) de la bentonita facilita el intercambio de iones entre las partículas de arcilla y el agua circundante, lo que resulta en la eliminación de sustancias indeseables. Al disminuir los niveles de amoníaco y fomentar una mejor calidad del agua, la incorporación de bentonita en las prácticas acuícolas contribuye a crear un ambiente más saludable para los organismos acuáticos. La mejora de la calidad del agua tiene un impacto positivo en los peces y otros organismos, lo que conduce a un mejor crecimiento, mejores respuestas inmunes y productividad general (Ayoola et al., 2016).
Investigaciones adicionales realizadas por Fagbenro y Jauncey (1995) y Gatlin et al. (2007) enfatizaron los efectos positivos de la incorporación de bentonita en los alimentos acuícolas, destacando características físicas mejoradas que conducen a una utilización superior del alimento, reducción del desperdicio y mejor calidad del agua.
5. Mitigación de micotoxinas en acuicultura
La mitigación de las micotoxinas, especialmente la aflatoxina B1 (AFB1), plantea un desafío importante en la acuicultura. La bentonita emerge como un actor crucial para abordar este desafío, ofreciendo una solución potencial para aliviar las consecuencias nocivas de la contaminación por micotoxinas en ambientes acuáticos. Los piensos contaminados con micotoxinas pueden provocar efectos adversos para la salud de los organismos acuáticos, incluido un crecimiento reducido, respuestas inmunitarias comprometidas y daño en los órganos. Controlar la contaminación por micotoxinas es vital para garantizar el bienestar y la productividad de las especies acuáticas.
El uso de secuestrantes para adsorber moléculas tóxicas en piensos contaminados con aflatoxinas ha ganado atención. Estos adsorbentes se integran en la dieta para prevenir la absorción y el metabolismo de toxinas (Phillips, Lemke y Grant, 2002). Mientras tanto, Hussain et al. (2017) evaluó la eficacia de la arcilla bentonita 4TX en diferentes niveles de inclusión para mitigar la toxicidad inducida por AFB1 en tilapia del Nilo y observó un mejor rendimiento del crecimiento en los grupos de especies acuícolas suplementados en comparación con el control. La forma de inclusión de la arcilla, ya sea como mezcla en polvo (PM) o dispersión en agua (WD), influyó en los resultados, y la forma PM mostró resultados superiores.
Además, Zychowski et al. (2013) reportó un efecto protector de la arcilla bentonita contra la toxicidad inducida por AFB1 en la tilapia del Nilo. Además, Hassan et al. (2010) concluyó que la bentonita (EB) y la montmorillonita (EM) egipcias reducen eficazmente la biodisponibilidad de AFB1 en el tracto gastrointestinal de los peces. La montmorillonita puede absorber altas concentraciones de aflatoxinas de soluciones acuosas. Por otro lado, Kannewischer (2006) observó el uso de la arcilla esmectita durante décadas en estudios con animales para adsorber y mitigar los efectos tóxicos de AFB1. En un estudio similar, Jaynes y Zartman (2011) descubrieron que la adición de arcillas como las bentonitas disminuía la toxicidad de las aflatoxinas en ensayos de alimentación animal. Sus resultados mostraron que la montmorillonita, cuando se trató con colina y creatinina, adsorbió y redujo más AFB1 de soluciones acuosas de harina de maíz en comparación con los grupos no tratados.
Paralelamente, en un estudio que involucró alimento para tilapia, una combinación de adsorbentes de arcilla de montmorillonita y bentonita en 5 g kg-1 de alimento demostró la capacidad de mejorar varios índices de rendimiento en tilapias expuestas a una dieta con 1,5 ppm de AFB1 (Hassan et al., 2010 ). Ampliando el alcance, Tu (2010) encontró que un aglutinante de AFB a base de bentonita con 1,5 g kg-1 de alimento redujo efectivamente la toxicidad de AFB1 en bagres alimentados con una dieta que contenía 500 μg de AFB1/kg en comparación con un tratamiento con 50 μg de AFB1/kg únicamente. Además, Muanglai et al. (2010) informó una mitigación completa de la toxicidad de AFB1 en tilapia del Nilo al complementar la dieta con bentonita. Selim et al. (2014) demostró la eficacia de tres aglutinantes adsorbentes diferentes para reducir los efectos adversos de AFB1 en tilapia del Nilo. En camarón blanco del Pacífico expuesto a 1067,8 ng/g de aflatoxinas y 1715,3 ng/g de fumonisinas, la incorporación de una bentonita a base de antimicotoxinas en una concentración del 0,25% demostró una mayor eficacia para compensar las pérdidas inducidas por las aflatoxinas y las fumonisinas, como evidenciado por una reducción significativa en el daño histológico (tabla 2).
Tabla 2. Efectos de la bentonita en especies acuáticas expuestas a micotoxinas.
En conclusión, los minerales arcillosos, específicamente la bentonita, tienen un impacto sustancial en los alimentos y especies acuícolas. Su capacidad para mejorar la durabilidad del alimento, mejorar el rendimiento de los animales, modular las tasas de tránsito intestinal, contribuir a la mejora de la calidad del agua y mitigar la contaminación por micotoxinas los convierte en aditivos valiosos en la industria de la acuicultura. Estos minerales arcillosos versátiles ofrecen soluciones prácticas a los desafíos que enfrenta la piscicultura y, en última instancia, benefician tanto la salud de las especies acuícolas como la eficiencia de la producción en los sistemas de acuicultura.
