26/11/2016
Aditivos

Un nuevo enfoque para las enzimas en nutrición animal

Dr. Erik Vanderbeke
AVEVE Biochem NV

Las fibras tienen un importante impacto en el equilibrio sobre el microbioma intestinal y su solubilidad varía fuertemente según la materia prima del pienso y los tejidos específicos del grano del que provienen.

En la constante búsqueda para optimizar el rendimiento de los animales a través de la nutrición, las nuevas aplicaciones enzimáticas, basadas en las enzimas que degradan las fibras, tienen un interés prometedor.

  • En Europa, el grano de cereal habitualmente representa alrededor del 50% de la proteína del pienso, así como el 50% de los polisacáridos no amiláceos (PNA) de la fibra en las dietas de los animales.
  • Mientras que los subproductos de cereales y las semillas oleaginosas, las otras grandes fuentes de proteína, aportan el 50% restante de la proteína total y de la fibra.

Las fibras tienen gran influencia en la nutrición animal ya que, por su mayor o menor grado de solubilidad y fermentabilidad, intervendrán sobre:

  • Características físico-químicas del contenido intestinal
  • Disponibilidad de nutrientes
  • Composición del microbioma y metaboloma digestivo
  • Capacidad de retención de agua
  • Velocidad de tránsito

 

TIPO DE FIBRAS EN LA ALIMENTACIÓN ANIMAL

El análisis de PNA en la materia prima del pienso da una “huella digital de azúcar-PNA” que indica los principales tipos de fibra presentes.

  • Los xilanos así como los glucanos son importantes en el grano del maíz, del trigo y en sus productos derivados.
  • En los subproductos de semillas oleaginosas como la harina de soja, además de los glucanos y los xilanos, son también destacables los niveles de pectinas, que están compuestas por azúcares monómeros como galactosa, arabinosa, ácido galacturónico y/o ramnosa (Caffall and Mohnen, 2009).

 

La solubilidad de las fibras PNA varía fuertemente según la materia prima del pienso y los tejidos específicos del grano del que provienen.

  • El maíz tiene una composición de azúcares PNA similar al trigo, pero sus fibras son mucho más insolubles debido a un mayor grado de sustitución y esterificación (Appeldoorn et al., 2010); en los arabinoxilanos (xilanos) un ratio elevado de sustitución arabinosa/xilosa (A/X) da lugar a una menor solubilidad.
  • Los subproductos del trigo y del maíz contienen más xilanos insolubles debido a que durante el procesado del grano, la capa más externa con alto ratio A/X, se elimina y queda concentrada en estas materias derivadas. Los glucanos insolubles representan más tipos de fibra celulosa-insoluble.
  • Las harinas de soja y de colza, además, contienen niveles elevados de pectina con fibra PNA (Knudsen, 1997).
  • Otros tipos de subproductos, como la harina de girasol y los DDGS pueden contener importantes niveles de glucanos insolubles como la celulosa.

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SOLUBILIDAD DE LAS FIBRAS Y NUTRICIÓN

1/  FIBRAS SOLUBLES  

Las fibras solubles participan en el desarrollo de la viscosidad en el intestino delgado, que está considerada como un factor anti-nutricional en la nutrición animal, ya que:

  • limita la absorción eficiente de nutrientes,
  • condiciona los mecanismos de retroalimentación de nutrientes monómeros,
  • y puede conducir a la pérdida endógena de enzimas por un exceso de secreción.

Por otro lado, las fibras solubles PNA son fermentadas a ácidos grasos volátiles y algunos de estos son usados por los enterocitos, incrementando las vellosidades intestinales y el valor nutricional de la materia o, lo que es lo mismo, su valor energético (Dierick and Decuypere, 1994)

 

2/ FIBRAS INSOLUBLES

En cambio, las fibras insolubles limitan el acceso de las enzimas endógenos a los nutrientes dentro del marco de tiempo deseado y arrastran los nutrientes desde el intestino delgado hasta el intestino grueso y ciego.

Las fibras insolubles influyen en la motilidad intestinal y se citan como plataformas para la asociación del microbioma intestinal.

En general, tanto la fibra soluble como la insoluble tienen un efecto importante sobre el microbioma y el metaboloma (Caprita et al., 2010).

La influencia de las fibras solubles sobre el microbioma también se indica como prebiótico (Zhang et al., 2014).

El microbioma intestinal es una primera barrera para los microorganismos patogénos e interactua con el tejido linfoide asociado al intestino (GALT) y con el sistema inmunológico local. Por lo tanto, las fibras tienen un importante impacto en el equilibrio sobre el microbioma intestinal y sobre el sistema GALT.

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Desde el punto de vista nutricional,… es también importante el hecho que las fibras PNA están conectadas con las proteínas de la dieta mediante una vinculación directa o inclusión.

  • Estas fibras pueden limitar la hidrólisis de proteínas en el estómago y en el intestino delgado, y también entorpecer la absorción eficiente de los aminoácidos, efectos ambos necesarios para obtener un óptimo rendimiento animal.
  • Por otro lado, elevados niveles o exceso de proteína en el intestino grueso conllevan a pérdidas de energía por parte del animal, debido a la necesidad de neutralizar los productos de la degradación de aminoácidos resultantes de la fermentación microbiana.
  • De hecho, en general, en la alimentación del pollo de engorde el exceso de proteína se evita para limitar la ingesta de agua y mantener bajo control la incidencia de cama húmeda (Marks y Pesti, 1984).

Las fibras insolubles pueden producir sobre las proteínas presentes en la dieta, efectos negativos y positivos a su vez

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NUEVOS HORIZONTES EN LA FORMULACIÓN DE ALIMENTOS

Teniendo en cuenta el elevado coste de la proteína, la reducción en las dietas del nitrógeno total (N) y de los aminoácidos digestibles pueden conllevar a una importante ventaja económica en las formulaciones de pienso.

Mientras que las enzimas que degradan los polisacáridos no amiláceos (PNAasas) son comúnmente utilizados para evitar los efectos negativos de las fibras solubles, su potencial impacto sobre las fibras PNA insolubles requiere de más atención en la alimentación animal ya que pueden abrir nuevos horizontes para optimizar la formulación de los piensos.

» La eficacia de las enzimas PNAasas frente a las fibras insolubles y su efecto sobre el rendimiento de los animales depende del tipo de actividades enzimáticas, del nivel en el producto enzimático y de su dosis en la dieta.

» Para obtener una suficiente hidrólisis de fibras PNA solubles e insolubles, es necesaria la adición de unos niveles de umbral mínimos de actividades enzimáticas adecuadas.

» Las fibras insolubles como la celulosa, requieren una cantidad umbral mayor y una amplia variedad composición de actividades enzimáticas para obtener una hidrólisis parcial.

Es importante disponer de una acción cooperativa de las diferentes actividades enzimáticas dirigida a las diferentes fibras de la red de fibras insolubles.

√ Además, las enzimas añadidos tienen que realizar sus acciones en el tiempo y en la localización correcta del intestino dentro del marco de tiempo limitado y disponible.

√ La combinación de enzimas y la concentración son cuestiones importantes en este contexto; únicamente los ensayos con animales y la determinación de los rendimientos, usando composiciones del pienso bien diseñadas y conceptos enzimáticos bien caracterizados, pueden indicar si los efectos globales sobre los rendimientos son económicamente interesantes para la producción animal.

 

SOLUBILIDAD DE LAS FIBRAS Y NUTRICIÓN

Aveve Biochem NV tiene 30 años de experiencia en el diseño de conceptos enzimáticos, basado en más de 300 pruebas realizadas con animales.

AVEVE ha desarrollado recientemente nuevos conceptos enzimáticos PNAasa, que incluyen la demostración de que, por primera vez, una “alta dosificaciónde enzimas PNAasa puede ser usada para reformular dietas de pollo de engorde y disminuir el nivel de proteína total y los niveles mínimos de aminoácidos digestivos, evidenciando con ello un incremento de la digestión proteica (De Keyser et al., 2016).

Esto demuestra que una alta dosificación de enzimas PNA abre la estructura de la fibra y mejora el acceso de las proteasas de origen animal a la proteína presente en la dieta, incrementando la digestibilidad de la proteína.

Tal y como se muestra en el gráfico 1, una “alta dosificación” con enzimas PNAasa que contengan endo-1,4-beta-xilanasa y endo-1,3(4)-beta-glucanasa, puede conseguir una dieta para pollo de engorde más económica y reformulada con una reducción del 3% de proteína total y una reducción mínima del 3% de aminoácidos digestibles (dAA) (Control Negativo – CN), restaurando el crecimiento normal y consiguiendo un índice de conversión comparable con la alimentación del Control Positivo – PC.

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Gráfico 1. Resultados de la prueba de AveMix® XG 10 con “Alta dosificación de PNAasa” en una dieta con la proteína reformulada (con -3% proteína y -3% dAA). Animales: Pollo engorde Nº de animales: 480 (80 pollo engorde/alimento) Periodo: 1d-42d

  • Una alta dosificación PNAasa permite una reformulación a nivel de proteína equivalente a una proteasa mono-competente.
  • Sin embargo, una alta dosificación PNAasa es más económica que el uso de proteasa para este propósito de reformulación en el pienso.

 

UN NUEVO CONCEPTO ES EL USO DE ENZIMAS CON ELEVADA ACTIVIDAD PECTINASA

Se demuestra que la adición de una endo 1,4-betaxilanasa y endo-1,3(4)-beta-glucanasa on top, junto con una elevada actividad pectinasa, incrementa el crecimiento y disminuye significativamente el índice de conversión en dietas estándar de pollo de engorde compuestas por trigo y harina de soja, y maíz-trigo y harina de soja (en granulación).

  • Como la harina de soja es la fuente principal de pectinas en las dietas probadas, es evidente que los incrementos adicionales en los rendimientos están relacionados con la acción de las pectinasas sobre las pectinas solubles e insolubles presentes en la harina de soja.
  • Los productos con harina de soja son estándar en las dietas de pollo de engorde y el efecto sobre el rendimiento no depende del tipo de grano en la dieta. Contenidos altos de harina de soja en dietas de lechones muestran la misma respuesta a la adición de actividad enzimática pectinasa. Elevados niveles de pectinasa con xilanasa y glucanasa on top parecen contener un potencial importante para mejorar aún más los rendimientos en el pollo de engorde y también en los lechones.

El concepto “Alta dosificación” PNAasa permite:

o Reformular dietas de pollo de engorde y mejorar la digestión proteica

o Reformular a nivel de proteína equivalente y sustituir el efecto de una proteasa.

o Mejorar los rendimientos al combinar la actividad pectinasa con las actividades xilanasa y glucanasa on top.

 

Referencias bibliográficas disponible bajo petición a avevebiochem@aveve.be

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