Factores anti-nutricionales en materias primas para nutrición animal

28/05/2018

Materias Primas

Materias Primas

Escrito por: José Luis Cano Muñoz
Veterinario Nutricionista , INNOVATER
Revista: Junio 2018

Qué entendemos por Factores Antinutricionales (FAN)

Las plantas sintetizan metabolitos secundarios con la finalidad de protegerse contra los ataques de depredadores herbívoros, insectos, microorganismos fitopatógenos y como factor de supervivencia en condiciones ambientales adversas.

Factores Antinutricionales (FAN)

Son las sustancias que se han desarrollado en el proceso evolutivo de las plantas y pese que la selección artificial de los cultivos ha disminuido su presencia, todavía están en cantidades apreciables en muchas de las materias primas de origen vegetal que utilizamos actualmente en nutrición animal.

Los FAN afectan al valor nutricional de los alimentos ya que dificultan o inhiben la asimilación de nutrientes, y sus mecanismos de acción son muy variados y complejos:

  • reducen el consumo de alimento
  • inactivan enzimas digestivas
  • impiden la absorción de nutrientes, vitaminas, minerales y oligoelementos,
  • interfieren en el metabolismo, sistema hormonal y en el sistema inmunitario

Pueden ser termolábiles o termoestables según su resistencia a los tratamientos térmicos.

  • En las materias primas con FAN termosensibles se realizan tratamientos térmicos que reducen su presentación, como en el caso de la soja.
  • En las materias primas con FAN termoestables esto no es efectivo y debe optarse por otros tratamientos como hidrólisis, fermentación, enzimas, detoxificación y germinación.

 

¿Lo sabemos todo sobre los efectos de los FAN?

El consumo de estos FAN puede tener efectos nutricionales y fisiológicos adversos en los animales dependiendo de la cantidad ingerida, especie animal, edad, estado fisiológico, nivel de nutrientes y micronutrientes de la dieta, etc.

 

Desde un punto de vista práctico es necesario determinar su presencia en las materias primas y coproductos para limitar su incorporación en la dieta final. Sin embargo en los últimos años el desarrollo de avanzados sistemas de screening metabolómico han aportado nuevos conocimientos sobre los FAN.

 

Screening metabolómica. Técnica que emplea avanzados métodos de análisis laboratorial y bioinformáticos para la identificación y cuantificación masiva de metabolitos de un sistema biológico en un momento dado (metaboloma) con el objetivo de determinar la funcionalidad e interacciones de cada componente tanto a nivel local como sistémico.

 

Diversos estudios demuestran que algunos FAN administrados en cantidades adecuadas pueden tener efectos beneficiosos como antioxidantes, inmunopotenciadores, inmunomoduladores, mejoradores de la digestibilidad de las proteínas en rumiantes, efectos antimicrobianos, etc.

Algunos de ellos ya se utilizan en tratamientos de enfermedades crónicas de humana como el cáncer, diabetes, control de lipemia, enfermedades cardíacas, etc. con estudios clínicos que demuestras su eficacia.

Estos nuevos datos hacen replantearse el papel de los FAN también como factores funcionales que pueden contribuir a mejorar la salud de los animales potenciando su sistema inmunológico y mejorando su capacidad para luchar contra las enfermedades.

Recientes revisiones los clasifican como Componentes Bioactivos No Nutricionales, remarcando sus propiedades beneficiosas siempre que sean administrados de forma controlada y a la dosis adecuada.

 

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Los FAN y sus efectos antinutricionales y potenciales efectos funcionales

La lista de FAN conocidos es muy extensa y crece continuamente por la constante identificación y evaluación de las moléculas vegetales (F.A.O., 2018). Comentaremos seguidamente los más habituales revisando sus efectos antinutricionales y sus potenciales efectos funcionales.

1/ Inhibidores de las proteasas

  • Se trata de compuestos que reducen la digestibilidad de las proteínas mediante la inhibición de enzimas proteolíticas: pepsina, tripsina y quimiotripsina.
  • También reducen, aunque en menor medida, la digestibilidad de la grasa ya que la lipasa necesita de la tripsina para activarse.
  • Son termolábiles de modo que un adecuado tratamiento térmico inactiva sus efectos.
  • Aunque estos compuestos están presentes en gran variedad de materias primas, desde cereales a leguminosas, son estas últimas las que se presentan en mayor cantidad.

La cebada presenta unos niveles de 0.45 mg/g (Bora P., 2014), mientras que el haba de soja 25-50 mg/g y la harina de soja 1,6-5,0 mg/g.

  • Como indicador de su presencia se utiliza la actividad ureásica residual de la soja tras el tratamiento térmico, cuyo valor debe ser inferior a 0,1 mg N/g/min (van Eys, J.E., 2012).

Este índice resulta muy útil para evaluar el si el tratamiento térmico ha sido suficiente pero no es indicativo de un sobre-calentamiento que puede afectar a la calidad nutricional.

  • Desde un punto de vista funcional se ha visto que los inhibidores de las proteasas pueden tener efectos preventivos contra el cáncer al controlar la proliferación celular (Elizalde et al., 2009).

2/ Factores Antigénicos

  • Se trata de macromoléculas de base proteica resistentes a la digestión enzimática, con la capacidad de llegar al intestino delgado, penetrar la mucosa intestinal y provocar reacciones inmunológicas locales y sistémicas.
  • El sistema inmunitario las reconoce como extrañas y desencadena una respuesta humoral y celular contra ellas.

Esto es especialmente importante en peri-destete donde se une un cambio de la alimentación con una inmadurez del sistema digestivo e inmunológico de los animales.

  • Aunque algunas de ellas son bien conocidas como la glicinina y la β-conglicinina de la harina de soja, las gliadinas del trigo, etc., hay muchas proteínas con capacidad de provocar reacciones inmunitarias en una gran variedad de materias primas de origen vegetal.
  • Esta estimulación precoz del sistema inmunitario por la llegada masiva de antígenos alimentarios tras el destete puede provocar problemas de sobre-estimulación inmunitaria en los animales, diarreas y síndrome de mala absorción por lo que es recomendable limitar su uso utilizando materias primas con bajos niveles de antígenos hasta que los animales tengan la suficiente madurez digestiva e inmunológica (CanoL., 2016).

3/ Taninos

  • Se trata de compuestos polifenólicos sintetizados por gran cantidad de plantas como metabolitos secundarios.
  • Son termoestables y se clasifican en dos grupos: hidrolizables y condensados.
  • Tienen un efecto antinutricional más potente a nivel intestinal.
  • Hidrolizables. Tienen una mayor absorción intestinal y capacidad de provocar efectos sistémicos.
  • Los taninos forman complejos que precipitan moléculas orgánicas como proteínas, vitaminas, aminoácidos, minerales y también enzimas digestivas como la tripsina y la amilasa, interfiriendo en la digestión y absorción de nutrientes.
  • Tienen sabor amargo reduciendo la palatabilidad y el consumo voluntario de alimento.
  • Se han descrito también efectos positivos, mejorando la salud de los animales por sus propiedades antidiarreicas, antibacterianas, antioxidantes, captadores de radicales libres y actividad anti-proliferativa en células del hígado (Yacout MHM, 2016).

 

4/ Saponinas

  • Compuestos pertenecientes a la familia de los glucósidos.
  • Moléculas complejas formadas por grupos funcionales lipofílicos (esteroides o terpenos) e hidrofílicos (azúcares) con la propiedad de formar espumas estables en medios acuosos.
  • Metabolitos secundarios de las plantas siendo muy comunes.
  • Tienen sabor amargo reduciendo la palatabilidad de la dieta.
  • Muy perjudiciales en especies de sangre fría como peces y moluscos, dificultan la digestión de las proteínas por la formación de complejos, reducen la absorción de vitaminas, minerales y producen hemólisis.
  • En rumiantes son destruidas por la microbiota ruminal.
  • Funcionalmente se ha descrito su capacidad hipocolesterolémica, anticarnogénica e inmunoestimulante (Singh et al., 2012).

 

5/ Lectinas

  • Son glicoproteínas que in vitro se unen a las membranas de los eritrocitos provocando su aglutinación.
  • In vivo se unen a los carbohidratos de la mucosa intestinal del yeyuno e íleon provocando daños en la pared celular y aumentando su permeabilidad.

– Este proceso hace que péptidos de elevado peso molecular puedan atravesar la barrera intestinal y provocar reacciones inmunitarias.

– También disminuye la barrera intestinal al paso de microorganismos, aumentan la producción de mucus y reducen la actividad de enzimas digestivas de los enterocitos.

  • Son termolábiles, por lo que los tratamientos térmicos adecuados son suficientes para evitar problemas.
  • Desde un punto de vista funcional se estudia:
  • su capacidad insulinomimética en células adiposas
  • su efecto de inhibición del crecimiento celular con aplicaciones en procesos cancerosos, como adyuvantes en vacunaciones orales
  • potenciadores de la producción de anticuerpos
  • y sus efectos probióticos (Elizalde et al, 2009).

 

 

6/ Ácido fítico

  • Es la principal molécula portadora de fósforo en los componentes de reserva de las plantas.
  • Es especialmente abundante en las semillas y sus cubiertas protectoras.
  • Su función en las plantas es acumular P que será utilizado en la germinación de la semilla.
  • Tiene la propiedad de quelar el Fe reduciendo las reacciones oxidativas, ayudando a preservar las semillas.
  • También almacena cationes (Zn, Fe, Mg, Ca) y grupos fosforilos altamente energéticos.
  • Su concentración en las materias primas varía considerablemente siendo actualmente un valor nutricional conocido y utilizado en formulación.
  • La acción de las fitasas endógenas de las propias semillas y especialmente la adición de fitasas exógenas al pienso provocan la ruptura de los enlaces fíticos y aumentado la digestibilidad del fosforo, otros minerales y nutrientes captados por esta molécula.
  • En medicina humana se ha visto que los fitatos regulan muchas funciones celulares, como la reparación celular, endocitosis, transporte de RNA mensajero, captadores de radicales libres, antioxidantes, se ha estudiado su utilidad como compuestos anticarcinógenos, en problemas cardíacos, renales y diabetes (Singh et al., 2012).

 

 

7/ Glucosinolatos

  • Glicosidos que se encuentran principalmente en plantas del género brassicae: colza, camelina y mostaza.
  • Son inocuos pero por la acción de la enzima mirosinasa endógena de la planta o procedente de la microbiota intestinal se producen compuestos como los isotiocianatos (ITC), oxazolidintiona, tiocianatos y nitrilos, que provocan un descenso del consumo por su sabor amargo – picante – y efectos giotrogéncios o antitiroideos al reducir la absorción de iodo y la síntesis de hormonas tiroideas.
  • La semilla de colza tienen unos niveles elevados de glucosinolatos (100 µmol/g) pero las variedades 00 tienen niveles muy inferiores de (<15 µmol/g) y así como del ácido erúcico.
  • La torta de camelina presenta unos valores de 20 µmol/g (Cano JL, 2018).
  • Los glucosinolatos se han estudiado como compuestos anticancerosos (Raiola et al., 2018) y antibacterianos (Dufour et al., 2016).

Torta de camelina

 

8/ Ácido erúcico

  • Es un ácido graso monoinsaturado que se encuentra en las semillas de las Crucíferas como la colza, camelina y la mostaza.

Actualmente en la colza se han seleccionado variedades para contener valores inferiores a un 2%.

  • Afecta al músculo cardíaco provocando lipidosis en exposiciones prolongadas.
  • La especie más sensible son los broilers.
  • Actualmente los niveles en la colza 00 son <1% y entre un 2-5% en la fracción lipídica de la torta de camelina (Cano JL, 2018).

 

9/ Oligosacáridos y Polisacáridos no amiláceos (PSNA)

  • Son moléculas pertenecientes a la fracción de los hidratos de carbono no digestibles de las materias primas, es un grupo muy heterogéneo.
  • Actualmente su estudio y tipificación despierta un gran interés ya que tienen importantes repercusiones nutricionales, fisiológicas y sanitarias sobre los animales productivos. Desde un punto de vista nutricional los PSNA reducen la digestibilidad total de la dieta por interferencia y provocar un aumento de la viscosidad del contenido intestinal que limita la asimilación de los nutrientes.
  • Los más conocidos son los β-glucanos de los cereales, especialmente abundantes en la cebada y la avena recién cosechada, al igual que los xilanos del trigo, centeno, triticale y arroz.
  • Dentro de los oligosacáridos podemos destacar la estaquiosa y rafinosa, presentes en la soja, termoestables y que provocan lesiones en la mucosa intestinal de los animales jóvenes.
  • Para evitar los problemas que provocan los PSNA se utilizan en los piensos enzimas exógenas producidas por microorganismos que los hidrolizan, reducen la viscosidad intestinal y mejorar la digestibilidad de la dieta.
  • Recientemente estos compuestos están recibiendo una atención especial por su potencial efecto prebiótico que puede promover una microbiota intestinal estable y beneficiosa contribuyendo así a una mejor sanidad intestinal.

 

Conclusión

Los factores antinutricionales pueden tener una gran repercusión en el valor nutricional de las dietas afectado a su consumo, digestión, asimilación y en el metabolismo de los animales.

Pese a las mejoras de los cultivos y los tratamientos tecnológicos aplicados para su reducción, continúan estando presentes en la gran mayoría de las materias primas y coproductos usados en nutrición animal. Es necesario conocer y analizar sus niveles para evitar efectos perjudiciales en los animales productivos.

Por otro lado hay una intensa actividad investigadora sobre sus efectos funcionales con resultados muy interesantes que los posicionan como elementos funcionales capaces de mejorar la salud de los animales. Esto obliga a replantearse tanto su papel en la nutrición como en la salud de los animales, pasando de ser “antinutrientes” a “Componentes Bioactivos No Nutricionales” dentro de una visión más amplia de la nutrición animal.

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