Evaluación del efecto inhibitorio in vitro de harinas vegetales sobre las proteasas digestivas alcalinas de larvas de Parachromis dovii (Pisces: Cichlidae)

Calvo Elizondo, E. J. (2016). Evaluación del efecto inhibitorio in vitro de harinas vegetales sobre las proteasas digestivas alcalinas de larvas de Parachromis dovii (Pisces: Cichlidae). [Tesis de Licenciatura]. Universidad Nacional, Heredia, C.R.La selección de ingredientes dietarios adecuados a la capacidad digestiva de las larvas de Parachromis dovii durante el desarrollo ontogénico, es fundamental para la formulación de dietas capaces de maximizar su crecimiento. Por esta razón, en este trabajo se evaluaron 7 ingredientes de origen vegetal, en función de su efecto inhibitorio sobre las proteasas digestivas alcalinas (intestinales) de P. dovii. Los ensayos se realizaron in vitro, utilizando extractos enzimáticos del sistema digestivo de larvas de 6, 15, 22 y 30 días después de la eclosión. Los ingredientes evaluados fueron: harina de soya, harina de trigo, acemite de trigo, harina de maíz, puntilla de arroz, semolina de arroz y harina de coquito de palma africana. Todos los ingredientes evaluados redujeron la actividad proteolítica alcalina de los intestinales de P. dovii, con respecto al control (caseína), sin embargo, se presentaron variaciones en función del ingrediente y del estadio de desarrollo larval. Los extractos enzimáticos de 6 DDE presentaron los menores porcentajes de inhibición de la actividad proteolítica alcalina al incubarlos con harina de trigo 1.88%) y la harina de soya produjo el mayor porcentaje de inhibición (57.61±4.34%). El extracto enzimático de 15 DDE presentó una menor sensibilidad a los inhibidores presentes en la harina de trigo (33.34+-0.76% de inhibición) y una mayor sensibilidad a la harina de soya (90.15±0.76%). En extractos de 22 DDE, la harina de puntilla de arroz redujo en menor porcentaje la actividad proteolítica (51.57+-1.26%) y la harina de coquito de palma provocó la mayor reducción 87.42+-3.33%). Para los extractos enzimáticos de 30 DE, la harina de coquito de palma africana fue la que produjo menor inhibición (78.56±0.86%) y la harina de maíz la que produjo mayor inhibición 1.92%). Estas variaciones podrían deberse a los tipos específicos y cantidades de factores antinutricionales presentes en cada ingrediente y a los cambios en los niveles de las diferentes proteasas digestivas durante el periodo larval. Con base en los resultados obtenidos se eligió la harina de trigo para incluirla en la formulación de fres dietas con el fin de sustituir otras fuentes energéticas, y ser implementadas posteriormente en ensayos in vivo.The selection of dietary ingredients suitable for the digestive capacity of Parachromis dovii larvae during ontogenetic development is essential for the formulation of diets capable of maximizing their growth. For this reason, in this work 7 ingredients of vegetable origin were evaluated, based on their inhibitory effect on the alkaline digestive (intestinal) proteases of P. dovii. The tests were carried out in vitro, using enzyme extracts from the digestive system of larvae 6, 15, 22 and 30 days after hatching. The evaluated ingredients were: soy flour, wheat flour, wheat oil, corn flour, rice sprigs, rice semolina and African palm coquito flour. All the evaluated ingredients reduced the alkaline proteolytic activity of the P. dovii intestines, with respect to the control (casein), however, there were variations depending on the ingredient and the stage of larval development. The 6 DDE enzyme extracts presented the lowest percentages of inhibition of alkaline proteolytic activity when incubated with 1.88% wheat flour, and soybean meal produced the highest percentage of inhibition (57.61±4.34%). The 15 DDE enzyme extract presented a lower sensitivity to the inhibitors present in wheat flour (33.34+-0.76% inhibition) and a higher sensitivity to soybean meal (90.15±0.76%). In extracts of 22 DDE, the rice sprig flour reduced the proteolytic activity in a lower percentage (51.57+-1.26%) and the coquito palm flour caused the greatest reduction 87.42+-3.33%). For the 30 DE enzymatic extracts, African palm coquito meal produced the least inhibition (78.56 ± 0.86%) and corn flour produced the highest inhibition 1.92%). These variations could be due to the specific types and amounts of antinutritional factors present in each ingredient and to changes in the levels of the different digestive proteases during the larval period. Based on the results obtained, wheat flour was chosen to be included in the formulation of fresh diets in order to replace other energy sources, and to be subsequently implemented in in vivo trials.Universidad Nacional, Costa RicaEscuela de Ciencias Biológica

Cultivo de camarón blanco (Litopenaeus vannamei, BONNE 1931) en jaulas flotantes como alternativa productiva para el sector pesquero artesanal del Golfo De Nicoya, Costa Rica

Calvo Elizondo, E. (2023). Cultivo de camarón blanco (Litopenaeus vannamei, BONNE 1931) en jaulas flotantes como alternativa productiva para el sector pesquero artesanal del Golfo De Nicoya, Costa Rica. [Tesis de Licenciatura]. Universidad Nacional, Heredia, CR.El camarón blanco Litopenaeus vannamei es una de las especies marinas de mayor importancia comercial en el mundo. En Costa Rica, es una de las especies más importantes tanto para el sector pesquero cómo para el sector de acuicultura continental costera, especialmente en el Golfo de Nicoya. No obstante, la producción por cultivo en estanques ha sido limitada por las regulaciones ambientales que existen sobre esta actividad en áreas de manglar, así como, por la recurrente proliferación de enfermedades ocasionadas por virus y bacterias intracelulares que afectan la supervivencia especialmente en las etapas tempranas del cultivo, lo que en consecuencia disminuye los rendimientos esperados. Sumado a este escenario, en el Golfo de Nicoya es cada vez más notoria la disminución de los recursos pesqueros que afecta principalmente al sector pesquero artesanal, un sector compuesto por miles de pescadores legales e ilegales que carecen de otras alternativas viables de empleo. Por estas razones, el Parque Marino del Pacífico y la Universidad Nacional en colaboración con otras instituciones del Estado, han implementado en Costa Rica el cultivo comercial de camarón blanco en jaulas flotantes en el mar integrado con turismo, proyectos con enfoque de desarrollo sostenible que a su vez brindan un mejor manejo del recurso camarón, ya que está orientado a la producción en cautiverio, se ubica en zonas marinas fuera de las frágiles áreas terrestres de manglar y además son dirigidos para que sean desarrollados por pescadores artesanales y con ello trasladar un porcentaje de pescadores de una actividad extractiva (con mayor impacto ambiental) a una nueva alternativa productiva con mayor sostenibilidad, logrando aumentar las opciones de empleo directo e indirecto para el sector social costero del país. Sin embargo, cómo cada nuevo emprendimiento, debe ser sujeto a un proceso de validación técnica y financiera y en este caso particular determinar si las principales enfermedades prevalecen y con qué impacto en las granjas marinas. Con esta premisa este trabajó se basó en el desarrollo de un cultivo de camarón blanco en 9 jaulas flotantes ubicadas al sur de Isla Venado comparado de forma paralela con otro cultivo de camarón con sistema de producción tradicional en un estanque de 1.5 hectáreas ubicada en la localidad de Copal de Nicoya. El tiempo de cultivo en ambos escenarios fue de 98 días y se utilizó el mismo lote de producción en estadio PL12 comprado en un laboratorio de producción de postlarva nacional. Los resultados mostraron que las variables fisicoquímicas de las jaulas estuvieron estables y en el rango óptimo reportado para la especie, no así en el estanque donde se presentaron valores extremos especialmente en el oxígeno disuelto (0.8 mg/L-1), lo que pudo generar la baja supervivencia obtenida en el estanque (33%), ya sea de forma directa por estas condiciones o indirectamente al propiciar un mejor ambiente para la proliferación de enfermedades. La enfermedad detectada en todas las edades y en ambos sistemas fue IHHNV, pero con mayor prevalencia en el estanque (0.5%) respecto a las jaulas (0.1%) muestreo 7. En las jaulas fue la única enfermedad con prevalencia y un caso sospechoso únicamente de AHPND (1 muestra), no obstante, en el estanque se detectó también NHP y AHPND con prevalencia en varios muestreos con múltiples muestras, lo que demostró una mayor incidencia de enfermedades comunes en el estaque respecto a las jaulas flotantes. En 9 jaulas flotantes se sembró un total de 450.000 post larvas (PL), en 3 Tratamientos 1, 2 y 3 con tres repeticiones cada uno, equivalentes cada tratamiento a una densidad de siembra 25, 50 y 75 mil larvas por jaula (T1: 893, T2: 1.786 y T3: 2.679 PL/m2, respectivamente) y 175.000 PL en el estanque (T4: 11.67 PL/m2). En los tratamientos 2 y 3 se obtuvieron pesos de cosecha promedios finales aceptables para un ciclo corto de 98 días de 10.92±0.61 y 11.15±1.4 gr., cercanos al promedio del estanque T4 de 13.01 gr. y de otros promedios reportados por otros investigadores en estanques en la zona con ciclos cortos. Los FCA de los tratamientos 1 y 2 fueron aceptables para un cultivo super intensivo, especialmente el del tratamiento 1 (1.49±0.09), el FCA del estanque fue alto (2.17) un reflejo de problemas durante el cultivo. La supervivencia fue alta (85.7%), dentro del rango esperado (64.7%) y baja (39.2%) en los tratamientos 1, 2 y 3 respectivamente. Se obtuvo una cosecha total de 2581.5 kg (10.2 kg/m2) en las jaulas flotantes y 600 kg (0.04 kg/m2) en el estanque. En las jaulas cada tratamiento 1, 2 y 3, produjo respetivamente 698.9, 930.8 y 951.9 kg. La biomasa obtenida en esta investigación por metro cuadrado es una de las más altas reportadas hasta la fecha a nivel mundial en este tipo de cultivos. La densidad con mejor rendimiento productivo fue la del tratamiento 1 (9.32 kg/millar) respecto a los tratamientos 2, 3 y 4 (6.21, 4.23 y 3.3 kg/millar de PL sembradas respectivamente). Igualmente, la densidad con mejor rentabilidad en un escenario similar al real desarrollado en esta investigación sería el tratamiento 1, al obtener un VAN de 14.243.297 colones y una TIR de 19%. Al aplicar el flujo neto de efectivo a 5 años se comprobó que en condiciones de cultivo integrado con turismo esta investigación resultó con rentabilidad positiva VAN de 6.631.576 colones y una TIR de 15%. En caso de un escenario donde se realice solo cultivo sin turismo integrado el cultivo será rentable únicamente si el 55% de la producción se destina a la venta para carnada. A partir de todo el proceso investigativo llevado a cabo, es posible concluir de forma general, que el sistema de cultivo de camarón blanco Litopenaeus vannamei en jaulas flotantes representa una alternativa productiva viable y rentables para ser implementada por agrupaciones organizadas en la zona del Golfo de Nicoya de Costa Rica en proyectos integrados con turismo y con venta para carnada en zonas de pesca responsable, pero aun requiere de mejoras tecnológicas para ser rentable con solamente la venta directa a intermediarios, aunque se destaca que los resultados obtenidos en este trabajo muestran un acercamiento importante a dicha rentabilidad esperada.The white shrimp Litopenaeus vannamei is one of the most commercially important marine species worldwide. In Costa Rica, it holds significant importance for both the fishing and coastal aquaculture sectors, particularly in the Gulf of Nicoya. However, shrimp farming in ponds has been limited by environmental regulations in mangrove areas and the recurring outbreak of diseases caused by intracellular viruses and bacteria, which adversely affect survival, particularly in the initial stages of cultivation, leading to reduced expected yields. Moreover, the Gulf of Nicoya is experiencing a noticeable decline in fishery resources, significantly impacting the artisanal fishing sector comprising numerous legal and illegal fishers who lack viable alternative employment options. Considering these challenges, the Parque Marino del Pacífico and the Universidad Nacional, in collaboration with other state institutions, have implemented commercial shrimp farming in floating cages integrated with tourism in Costa Rica. These projects aim to achieve sustainable development by providing better shrimp resource management through captive production, locating them in marine areas away from vulnerable mangrove regions, and involving artisanal fishers, thereby transitioning a portion of fishers from environmentally impactful extractive activities to a more sustainable alternative, thus increasing direct and indirect employment opportunities for the coastal communities.However, like any new venture, this approach requires technical and financial validation. In this study, we developed a white shrimp farming system using nine floating cages located south of Isla Venado, which was compared with traditional pond farming in a 1.5-hectare pond in Copal de Nicoya. The cultivation period for both scenarios was 98 days, utilizing the same batch of PL12-stage shrimp purchased from a national post-larvae (PL) laboratory. The results indicated that the physicochemical variables in the floating cages remained stable within the optimal range for the species, while extreme values, especially in dissolved oxygen (0.8 mg/L-1), were observed in the pond. These conditions directly or indirectly contributed to the low survival rate in the pond (33%), as they either directly affected shrimp health or facilitated disease proliferation. The disease detected in both systems and at all stages was IHHNV, with a higher prevalence observed in the pond (0.5%) compared to the floating cages (0.1%) in the seventh sampling. In the floating cages, IHHNV was the only prevalent disease, with only one suspected case of AHPND (1 sample). However, the pond also exhibited NHP and AHPND with multiple prevalence’s in various samplings, indicating a higher incidence of common diseases in the pond compared to the floating cages.A total of 450,000 PL-12 was stocked in the nine floating cages, divided into three treatments (1, 2, and 3) with three replications each. The stocking densities for the treatments were 25000, 50000, and 75000 PL per cage (T1: 893, T2: 1,786, and T3: 2,679 PL/m2 , respectively), while the pond stocked 175000 PL (T4: 11.67 PL/m2 ). Treatments 2 and 3 achieved acceptable average final harvest weights of 10.92±0.61 g and 11.15±1.4 g, respectively, for the short 98-day cycle, which were close to the average weight of 13.01 g in the pond (T4) and other reported averages by researchers conducting short cycles in the area. The Feed Conversion Ratios (FCRs) for treatments 1 and 2 were acceptable for super-intensive farming, particularly treatment 1 (1.49±0.09), whereas the FCR in the pond was high (2.17), reflecting issues during cultivation. Survival rates were high (85.7%), within the expected range (64.7%), and low (39.2%) for treatments 1, 2, and 3, respectively. The total harvest was 2581.5 kg (10.2 kg/m2 ) in the floating cages and 600 kg (0.04 kg/m2 ) in the pond. Each treatment in the cages produced 698.9, 930.8, and 951.9 kg, respectively. The biomass obtained per square meter in this research represents one of the highest reported globally for this type of cultivation. The density with the best production performance was treatment 1 (9.32 kg/1000PL) compared to treatments 2, 3, and 4 (6.21, 4.23, and 3.3 kg/1000PL stocked, respectively). Similarly, the density with the best profitability in a scenario like the real one developed in this research was treatment 1, with a Net Present Value (NPV) of 14 243 297 colones and an Internal Rate of Return (IRR) of 19%. When applying the net cash flow over 5 years, it was confirmed that under conditions of integrated farming with tourism, this research yielded positive profitability with an NPV of 6 631 576 colones and an IRR of 15%. In a scenario where only farming without integrated tourism is conducted, profitability can be achieved only if 55% of the production is allocated for bait salesUniversidad Nacional, Costa RicaEscuela de Ciencias Biológica

In vitro digestibility and proteases inhibitory effect of several feedstuffs for Parachromis dovii juveniles and P. dovii hybrid larvae

Parachromis dovii, a native cichlid from Costa Rica, is highly appreciated for its size and flesh quality. Further, P. dovii easily accept inert feed from the beginning of exogenous feeding; however, its growth is low compared to live food. For this reason, evaluation of several feedstuffs using two in vitro techniques was done. The quantification of the in vitro inhibitory effect of seven plant ingredients on the alkaline protease activity was done using enzymatic extracts from larvae samples of 6, 15, 22 and 30 days after hatching (DAH). The in vitro alkaline digestibility assays were run for six protein sources (from animal and plant origin) using the enzymatic extract from larvae 30 DAH. Independent of fish age, all plant feedstuffs reduced alkaline digestive proteases activity; however, the wheat flour (14.1 % at 6 DAH, 33.4 % at 15 DAH) and broken rice meal (51.6 % at 22 DAH) showed the lowest inhibition percentage of alkaline digestive activity, whereas the highest inhibition percentage was found with soybean and palm kernel meals (92.5 % at 30 DAH and 87.4 %, respectively) (P < 0.05). The alkaline proteases inhibition percentage of feedstuffs varied during larvae ontogeny. From six protein dietary sources tested, tankage and fish meal presented the highest in vitro digestibility values, 113.9 and 74.9 %, respectively. Contrary, the lowest digestibility was found for blood and soybean meals (38.07 and 19.82 %, respectively).Parachromis dovii, un cíclido nativo de Costa Rica, es muy apreciado por su tamaño y calidad de carne. Además, P. dovii acepta fácilmente la alimentación inerte desde el comienzo de la alimentación exógena; Sin embargo, su crecimiento es bajo en comparación con los alimentos vivos. Por esta razón, se realizó la evaluación de varios piensos utilizando dos técnicas in vitro. La cuantificación del efecto inhibidor in vitro de siete ingredientes vegetales sobre la actividad de la proteasa alcalina se realizó utilizando extractos enzimáticos de muestras de larvas de 6, 15, 22 y 30 días después de la eclosión (DAH). Los ensayos de digestibilidad alcalina in vitro se realizaron para seis fuentes de proteínas (de origen animal y vegetal) utilizando el extracto enzimático de larvas 30 DAH. Independientemente de la edad de los peces, todos los piensos vegetales reducen la actividad de las proteasas digestivas alcalinas; sin embargo, la harina de trigo (14.1% a 6 DAH, 33.4% a 15 DAH) y la harina de arroz partido (51.6% a 22 DAH) mostraron el menor porcentaje de inhibición de la actividad digestiva alcalina, mientras que el mayor porcentaje de inhibición se encontró con la soya y la palma comidas de grano (92.5% a 30 DAH y 87.4%, respectivamente) (P <0.05). El porcentaje de inhibición de las proteasas alcalinas de los piensos varió durante la ontogenia de las larvas. De las seis fuentes dietéticas de proteínas analizadas, el tanque y la harina de pescado presentaron los valores más altos de digestibilidad in vitro, 113.9 y 74.9%, respectivamente. Por el contrario, la digestibilidad más baja se encontró para las comidas de sangre y soya (38.07 y 19.82%, respectivamente).Universidad Nacional, Costa RicaEscuela de Ciencias Biológica