Uso de enzimas en la alimentación animal

20/01/2020

Aditivos

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HISTORIA Y VALOR ECONÓMICO

Los procesos reactivos en los organismos vivos son catalizados por proteínas llamadas enzimas.

Las enzimas han sido los responsables de las fermentaciones biocatalíticas en los procesos de producción del vino, queso, cerveza, pan, etc.

Desde el inicio de la historia, la humanidad ha utilizado las enzimas o fermentos

El descubrimiento de cómo los microorganismos toman parte en la producción de las enzimas se produjo hace más de doscientos años y, finalmente, fue descrito científicamente por Luis Pasteur en el siglo XIX.

Década de 1930….

El uso industrial de las enzimas en el sector alimentario tuvo lugar en la década de 1930, en su aplicación en la producción de quesos y la producción de zumos de fruta.

Década de 1960….

El gran desarrollo fue en los años 60 en la industria de los almidones; este sector pasó a ser el segundo en importancia económica tras la aplicación enzimática en el mundo de los detergentes y del textil.

Década de 1980….

Se inicia el uso de las enzimas en la alimentación animal inician. Los países pioneros fueron los Escandinavos, Gran Bretaña, Canadá y, de forma muy particular, España.

El primer sector alimentario que reaccionó de forma espectacular fue la avicultura

Década de 1990….

En este ámbito, en los años 90 la aplicación de enzimas pasó a ser total en la producción de pollos de carne.

La avicultura ligada a zonas de producción de cereales con alto contenido de polisacáridos no almidón, componentes de difícil digestión por parte de los enzimas propios de los pollos, fue la más receptiva al uso de enzimas con alta capacidad de hidrólisis de estos componentes a nivel digestivo

 

EL MERCADO GLOBAL ACTUAL DE ENZIMAS

Según los datos del último informe de Feed Enzymes market de MarketsandMarkets.com, estimó que el tamaño del mercado global de enzimas de alimentación representaría USD 1.200 millones en 2019 y pronosticó que alcanzará USD USD 2.000 millones en 2025.

El mercado está impulsado principalmente por la creciente preocupación con respecto a la salud animal y la demanda de un aumento en la absorción de nutrientes de los alimentos.

 

LA FITASA, LA MÁS UTILIZADA

Según el tipo, se estima que el segmento de fitasa representa una parte importante en términos de valor, en 2019.

La fitasa es la principalmente escogida por la mayoría de los fabricantes de piensos y ganaderos para ser utilizada como enzima. Por lo tanto, se estima que el segmento dominará la cuota de mercado de las enzimas de alimentación en 2019.

La inclusión de fitasa en el alimento ofrece muchas ventajas para el ganado.

  • Mayor actividad a pH bajo
  • Mejora la salud ósea
  • Aumento de peso corporal
  • Mejora la eficiencia digestiva
  • Descompone el ácido fítico no digerible (que se encuentra en los granos y las semillas oleaginosas) y, por lo tanto, ayuda en la liberación de fósforo, calcio y otros nutrientes digeribles que ayudan al crecimiento de animales

EL SECTOR AVÍCOLA, EL MAYOR CONSUMIDOR DE ENZIMAS

Según la OCDE-FAO Agricultural Outlook 2017–26, la producción mundial de carne de aves de corral se situó en 118,1 MMT en 2017 y se espera que aumente aproximadamente un 11% en la próxima década.

También es probable que la producción de carne de aves de corral domine más de la mitad del crecimiento de toda la carne adicional producida para 2025.

Se espera que dicho rápido crecimiento en la producción de carne de aves de corral aumente la demanda de alimentos de calidad superior, impulsando así el mercado para alimentar enzimas.

 

USO DE ENZIMAS POR REGIONES

La región de Asia Pacífico será la que registre un mayor crecimiento en el mercado de enzimas de alimentación durante el período valorado. Este crecimiento está impulsado por la creciente población de ganado y el consumo de carne y productos cárnicos.

El aumento en el número de fábricas de alimentos en la región, reflejado aún más el crecimiento en la producción de alimentos, particularmente en países como India y Japón.

 

LA PRODUCCIÓN ENZIMÁTICA

El segmento de microorganismos dominó el mercado de enzimas de alimentación en 2019, debido al mayor uso de estas fuentes para extraer enzimas de alimentación.

  • Los microorganismos siguen siendo los anfitriones principales y adecuados para producir enzimas alimenticias estables e industrialmente importantes.
  • Las enzimas extraídas de microorganismos son de gran importancia en la fabricación de alimentos para animales.
  • Actualmente, las técnicas moleculares, como la metagenómica y la genómica, se utilizan para descubrir enzimas microbianas, que se utilizan en la industria alimentaria para mejorar la calidad del alimento.

 

Aunque la mayoría de las enzimas son producidos por fermentación mediante cultivos industriales de microorganismos, existen enzimas extraídos de tejidos animales o plantas.

PASOS PARA LA PRODUCCIÓN ENZIMÁTICA

El proceso de producción enzimática actual requiere los siguientes pasos:

  • Selección de la enzima
  • Selección de la cepa productora
  • Construcción de una cepa productora por ingeniería genética
  • Optimización del medio de cultivo
  • Optimización de los procesos de recuperación y purificación
  • Formulación de un producto final estable

 

CRITERIOS DE ELECCIÓN DE UNA ENZIMA

Los criterios selectivos de un enzima industrial deben de ser altamente específicos en función de la reacción a que se encuentra asociada.

  • pH
  • temperatura óptima
  • estabilidad
  • presencia de efectos inhibidores
  • afinidad para el substrato

 

En el caso de la alimentación animal, deben de ser termoresistentes para sobrevivir a las condiciones de fabricación de alimentos y ser de máxima eficacia bajo las condiciones digestivas del animal de destino.

 

CEPAS MICROBIOLÓGICAS PRODUCTORAS DE ENZIMAS

» Al seleccionar las cepas productoras, se ha considerado la simplicidad en el proceso de extracción y purificación como un elemento relevante.

» Las cepas productoras han de tener la certificación GRAS (Generally Recognized as Safe) en EE.UU. y la QPS (Qualified Presumption of Safety) en Europa. Deben de ser seguras tanto para el animal, como para el consumidor y el medio ambiente.

» Los organismos seleccionados deben de ser capaces de producir un alto volumen de enzima y que éste alcance niveles de 50 gramos por litro de proteína extracelular.

» La mayoría de los enzimas son producidos mediante hongos como Aspergillus, Trichoderma, Penicillium o bien, mediante bacterias como Streptomyces, Bacillus Subtilis o Bacillus licheniformis.

En la actualidad, los procesos de producción están basados en la utilización de microorganismos modificados genéticamente.

Con esta metodología se ha incrementado la capacidad productiva de la propia unidad de fermentación y así se evitan actividades indeseables.

  • La mayoría de los cultivos industriales son de origen fúngico y bacteriano.
  • En la actualidad, los procesos de producción están basados en la utilización de microorganismos modificados genéticamente.

 

INNOVACIONES ASOCIADAS A LAS ENZIMAS EN ALIMENTACIÓN

La aplicación de las enzimas en la producción avícola y porcina ha permitido mejorar la disponibilidad nutricional de los piensos de forma muy remarcable.

Hoy podemos indicar que, en general, la incorporación de las enzimas puede mejorar la productividad ganadera con ratios económicos muy aceptables.

  • Los pollos de carne pueden ser alimentados con dietas sin aporte de maíz.
  • La inclusión de cereales que aportan alta viscosidad (cebada, centeno, trigo) son utilizados sin consecuencias negativas.
  • Tanto cerdos como aves pueden reducir la inclusión de fósforo inorgánico en las dietas y mantener los parámetros productivos, utilizando fitasas apropiadas.

 

La innovación actual y el futuro de la aplicación de las enzimas pasa por la valoración de las efectos de los enzimas sobre la flora intestinal.

De este modo, se comprueba si los efectos sinérgicos entre la composición de la dieta y la acción enzimática pueden permitir una mejora sobre el desarrollo del intestino y, con ello, una mejor integridad de los mecanismos de respuesta del sistema barrera presente en el tracto intestinal.

Hay que recordar que el futuro de la producción animal intensiva pasa por una reducción del uso de antibióticos, o bien, por un uso responsable de los mismos. Esta situación provoca un reto importante o un compromiso para el bienestar animal.

En consecuencia, todo beneficio aportado por la aplicación de enzimas, como es la reducción del consumo de agua en aves o el incremento de la disponibilidad de fósforo fítico por parte de la fitasa, conlleva mejoras en las condiciones del bienestar animal,como también son la reducción de pododermatitis en pollos, o bien, las mejoras en la estructura del desarrollo esquelético en animales con alta capacidad de crecimiento.

Fuentes:

  • Actualización del artículo publicado en nutriNews por Dr. Joaquim Brufau, Dtor. Centro IRTA (2014)
  • Informe Diciembre 2019 de Feed Enzymes Markets MarketsandMarkets.com




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