Resumen

La economía circular busca sustituir el modelo actual de producción lineal, que genera diferentes residuos o desechos por un modelo cíclico que pretende emplear materias primas recuperadas o recicladas y el aprovechamiento de fuentes de energía renovable. En este sentido el presente proyecto busca incorporar el modelo de economía circular al proceso de producción de la Tilapia nilótica (Oreochromis niloticus) divido en tres etapas. La primera etapa busca desarrollar una formulación de alimento para las tilapias a partir de producir proteína hidrolizada del reciclado de desperdicios de pescados y mariscos complementada con residuos sólidos orgánicos. La cual se cumplió a partir de obtener alimento balanceado para las tilapias a partir de residuos de pescados y residuos sólidos orgánicos como zanahoria, calabaza y papa. El cual presentó un beneficio en la etapa de engorde de 3.2%.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Son pocas las plantas productoras de alimentos balanceados de calidad para organismos acuáticos y las que existen no están distribuidas en todo el país, por lo que muchos productores se ven precisados a adquirir alimentos diseñados para otras especies.

Antecedentes

La tilapia es un pez teleósteo del orden periforme pertenece a la familia Cichlidae de África habita en la mayor parte de las regiones tropicales del mundo, donde las condiciones son favorables para su reproducción y crecimiento.

Es un pez de buen sabor y rápido crecimiento, se puede cultivar en estanques y en jaulas, soporta altas densidades, resiste condiciones ambientales adversas, tolera bajas concentraciones de oxígeno, es capaz de utilizar la productividad primaria de los estanques, y puede ser manipulado genéticamente.

Actualmente se cultivan con éxito unas diez especies. Las especies as cultivadas son Oreochromis areus, O. nilioticus y O. así como varios híbridos de esta especie. O. aureus y O. niloticus crecen más rápido y alcanzan mayo tamaño que O. mossambicus, aunque requieren mayor tiempo de para su reproducción.

En 2016, el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) reporto que los hogares mexicanos gastan mexicano gastan el 34% de sus ingresos en alimentos, de los cuales un 8.5% era en productos del mar. De los 31.5 de millones de hogares encuestados, en promedio, solamente el 24.4% dijo que su canasta de alimentos incluye productos como pescados y mariscos.

Varios autores han reportado que el pescado y los mariscos son una fuente importante de nutrientes de proteína animal y uno de los pilares de la Cruzada Nacional contra el Hambre, reconocidos por CONAPESCA. Como resultado de las políticas y estrategia para el desarrollo de la acuicultura y pesca de México, desde el 2013 hasta el 2018 ha habido un énfasis en la promoción del consumo de productos pesqueros y acuícolas.

Un volumen importante de residuos es obtenido de la acuicultura, la pesca y la elaboración de productos a base de pescado, que pueden llegar a construir un 70% del precio inicial. Lo que hace necesario utilizar tecnologías simples y de baja inversión que permitan el aprovechamiento de la proteína contenida en esos residuos y de esta forma minimizar los efectos de la contaminación ambiental.

La proteína contenida en los residuos de pescado dependiendo de la especie va desde un 15% a un 20% (Toledo y col;2006), es así que estos residuos pueden ser aprovechados en la formulación de alimento para animales, ya que el contenido proteico es indispensable para favorable el crecimiento de los animales y la producción de carne, tan solo en que implica que el alimento para las aves contenga proteína (Moedano y col;2006).

De acuerdo con Moreno Álvarez y col. (2000) el desarrollo de las tilapias esta dividido en 4 etapas: En la etapa de inicio las tilapias requieren en su alimentación un 45% de proteína cruda, en la etapa de crecimiento requiere un 38% de proteína cruda, en la etapa de engorde requiere de un 32% de proteína cruda y en la etapa final de 28% de proteína, el resto de constituye de vitaminas, fibra y carbohidratos.

En este sentido el porcentaje restante para cubrir la alimentación y desarrollo de la tilapia está en la incorporación de residuos sólidos orgánicos (RSO) como lo son los residuos de fruta y verdura que es otro punto que evaluó en este estudio. El tratamiento de los residuos solidos orgánicos (RSO) de origen urbano tiene una gran relevancia ambiental que causa serias alteraciones al ambiente como: la generación de gases de efecto invernadero (GEI) que contribuyen al calentamiento global y la contaminación del suelo y manto férrico debido al escurrimiento de lixiviados. Los procesos pueden resultar relativamente lentos (hasta 5-6 semanas) cuando no se controlan adecuadamente. Los procesos biológicos son un elemento clave para el aprovechamiento de los residuos solidos orgánicos como lo propone Van Wyk (2011). De a cuerdo con el Diagnostico Básico para la Gestión Integral de los Residuos 2012 y el INEGI 2017 en México se colectan cada día 86 mil toneladas de solidos al año de los cuales únicamente el 10% son reciclados y entre el 52% y el 65% de los residuos son orgánicos. Los RSO provenientes de fruta y verduras contiene altos contenidos de vitaminas, minerales, compuestos fenólicos y proteína que pueden ser utilizados en la alimentación de animales.

Objetivo

Objetivo General

Obtener un alimento balanceado a partir de proteína proveniente de residuos de pescados y mariscos complementada nutricionalmente con residuos sólidos orgánicos para la producción de tilapia.

Objetivos específicos

• Determinar la concentración de proteína en diferentes residuos de pescados y mariscos que se utilizará en la formulación del alimento.
• Determinar la concentración de carbohidratos en los residuos sólidos orgánicos que se utilizarán en la formulación del alimento.
• Definir la formulación del alimento para tilapias que beneficie su crecimiento.

Justificación

JUSTIFICACIÓN

La revisión del trabajo permitió establecer estrategias para la mitigación de los problemas ambientales en el Estado de México, en materia de tratamiento y aprovechamiento de residuos sólidos orgánicos y efluentes para su aprovechamiento en la producción de tilapia. Si estos residuos no se tratan adecuadamente producen gases con efecto invernadero y contaminaciones freáticas y de suelos

Hipótesis

La proteína proveniente de residuos de pescados y mariscos y los residuos de verduras podrán ser utilizados como alimento para tilapias

Método (materiales y procedimiento)

A continuación, se muestra la metodología

Residuos Sólidos Orgánicos (RSO). Se emplearon residuos sólidos orgánicos provenientes de juguerías y mercados, estos residuos fueron acondicionados picándolos a un tamaño de partícula de 1 cm aproximadamente se secaron en un reactor de charolas hasta tener 3% de humedad para después ser molidos y tamizados.

Residuos de pescados y mariscos. Se recolectaron de la central de abastos para posteriormente secarlos hasta un porcentaje de humedad del 3%.

Determinación del pH. La determinación se realizará conforme a la Norma técnica: NTRS-8. Los análisis se realizarán por duplicado.

Determinación del contenido de humedad. Conforme a Norma NTRS-7.

Determinación de concentración de péptidos solubles. Se prepararon 2 mL de los hidrolizados, se llevaron a un pH 4.5 para precipitar las proteínas. Luego, se centrifugó a 10000 g por 10 minutos y se midió la concentración de péptidos solubles mediante el método de Lowry (1951), midiendo a 750nm.

Estudio de la formulación sobre la producción de la tilapia. A partir de la bibliografía consultada se establecieron los parámetros físicos para la producción de la tilapia, temperatura entre 25 y 32°C, la cantidad de oxígeno disuelto entre 2 y 3 mg/L el pH entre 6 y 9. Las formulaciones fueron evaluadas desde la etapa de alevines de las tilapias midiendo su peso tres veces por semana. La evaluación de las diferentes variables de la formulación se analizó a partir de un diseño experimental.

Galería Método

Resultados

Durante el desarrollo del proyecto se mantuvieron algunos parámetros de operación como fue el oxígeno disuelto, que se mantuvo aproximadamente a 2.1 mg/L ± 0.63, ya que a menor concentración de oxígeno el consumo de alimento se reduce, por consiguiente, el crecimiento de los peces. Lo más conveniente son valores mayores de 2 ó 3 mg/L. El pH se mantuvo en 7.3 ± 0.52. Los valores óptimos de pH son entre 7 y 8. La Tilapia no puede tolerar valores menores de 5, pero sí pueden resistir valores alcalinos de 11. La temperatura se mantuvo a 28 °C ± 1.32, teniendo que el óptimo de crecimiento de la tilapia se encuentra en un rango entre 28 a 32°C

Para los residuos sólidos orgánicos se recolectaron de mercados y juguerías y los residuos de pescados y mariscos fueron recolectados de la central de abastos. Ambos tipos de residuos fueron secados en un secador solar diseñado en el TESCo, el cual contó con tres charolas de 39 × 30 cm hasta tener una humedad menor al 3% con la finalidad de evitar el crecimiento de microorganismos. Es así que se guardaron muestras y el paso de 7 meses las muestras no han presentado ninguna contaminación. Tanto a los residuos sólidos orgánicos como a los de pescados y mariscos se les determinó la concentración de proteína por el método de Biuret y Kjeldal.

La determinación de proteína por Biuret reflejó de las cabezas de pescado presentan 18.9 ± 1.23 % de proteína, mientras que los residuos de camarón presentaron 14 ± 0.96 % de proteína. En el caso de los carbohidratos cuantificados por DNS se determinó que los residuos de el pepino, el rábano, el apio, el tomate, el chayote, la calabaza, la cebolla, la zanahoria y la papa presentaron una concentración de (g de hidratos de carbono/100g) 2, 2.1, 2.4, 3.5, 4.5, 4.6, 5.3, 7 y 46, respectivamente. Por lo que se usaron en la formulación aquellos que tuvieran mayor concentración de carbohidratos y menor cantidad de compuestos fenólicos astringentes.

El alimento formulado se hizo en forma de hojuelas y pellets, para después probar su solubilidad den agua, por lo que en un sistema de jarras a 100 y 200 rpm se puso 1 g de hojuelas o pellets y se midió su degradación en el agua, encontrando que al cabo de 5 minutos los pellets se degradaron en un 40 % y las hojuelas en un 10% por lo que se decidió seguir con el alimento en forma de hojuelas.

Teniendo las diferentes formulaciones de alimentos de acuerdo con los requerimientos energéticos se procedió a alimentar a las tilapias desde su fase de alevines. El crecimiento de las tilapias es de 6 a 7 meses por lo que en esta etapa del proyecto se tienen tilapias de 4 meses de edad, 25 tilapias alimentadas con alimento comercial y 25 tilapias alimentadas con alimento formulado. Durante la etapa de inicio y crecimiento no se mostraron diferencias significativas en el peso de las tilapias encontrando una diferencia en la etapa de engorde, teniendo 3.2% más peso en tilapias alimentadas con el alimento formulado que con las tilapias alimentadas con el alimento comercial. Siendo necesario para corroborar estos datos realizar las corridas de desarrollo de las tilapias 2 veces más con la finalidad de tener más confiabilidad en los datos experimentales. Es por ello que el último objetivo no se ha cumplido, ya que al tener completas las corridas se podrá realizar el análisis económico del proyecto.

Galería Resultados

Discusión

De acuerdo con Moreno Álvarez y col. (2000) el desarrollo de las tilapias está dividido en 4 etapas: En la etapa de inicio las tilapias requieren en su alimentación un 45% de proteína cruda, en la etapa de crecimiento requieren 38% de proteína cruda, en la etapa de engorde requieren de 32% de proteína cruda y en la etapa final se requiere de 28% de proteína, el resto de constituye de vitaminas, fibra y carbohidratos. En base a esta información se realizaron las diferentes formulaciones.

Conclusiones

Se obtuvo un alimento balanceado para las tilapias a partir de residuos de pescados y residuos sólidos orgánicos como zanahoria, calabaza y papa. El cual presentó un beneficio en la etapa de engorde de 3.2%. Lo cual resulta importante por el desarrollo de un alimento específico para el desarrollo de esta especie en sistemas de acuacultura y que beneficie a los productores.

Resulta interesante seguir investigando las mejoras que se pueden dar a la formulación con la finalidad de aumentar el peso y disminuir el tiempo de crecimiento de las tilapias, lo cual vuelva más rentable el proceso.

Aún faltan más parámetros que evaluar y realizar el estudio económico con respecto a la producción de tilapias.

Bibliografía

Moedano N.G.F., Rocalde V.R., Plata P.F.X., López O.A.B. Avicultura alternativa: Producción de gansos En el Capítulo 8. Alimentación. 1ª edición, UAM-X, pp 103-127, 2006.

Moreno-Alvarez M.J., Hernández J.G., Rovero R., Tablante a., Rangel. Feeding supplemented with orange peel. Cienc. Technol. Aliment. 3(1): 29-33, 2000.

Toledo Pérez José, Llanes Iglesias José. Estudio comparativo de los residuos de pescado ensilado por vías bioquímica y biológica, Revista AquaTIC, 25:28-33, 2006.

Van Wyk J.P. Biotechnology and the utilization of biowaste as a resource for bioproduct development. Trends Biotechnol. 19(5): 172-177, 2001.

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography