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Clorhidrato de Betaína: Un Nutriente Esencial en la Nutrición Avícola

Publicado: 5 de marzo de 2013
Por: Bernardo Suarez Cretton, Gerente Técnico Global y Arno van der Aa, Gerente de Desarrollo Comercial, Excentials BV (Orffa International, Holanda).
Resumen

La betaína es un conocido y funcional nutriente utilizado en avicultura, la cual en el pasado se utilizaba bajo su forma de betaína anhidra, obtenida solamente por extracción de la remolacha azucarera. Actualmente, también se encuentra disponible como clorhidrato de betaína, producida sintéticamente.

Investigaciones recientes han destacado que las propiedades nutricionales tanto de la forma anhidra (extracción natural) y clorhidrato (químicamente sintetizada) son iguales, revelando una fuente más económica, no higroscópica, así como también no estacional (dependiente del ciclo cultivo de la hortaliza), de betaína para la industria de alimentos balanceados. Debe ponerse especial cuidado de que siempre se garanticen las propiedades de libre fluidez de las diferentes fuentes de betaína, ya que la higroscopicidad de alguna de ellas puede hacer engorroso su utilización al manufacturar alimentos balanceados. Además, esta higroscopicidad puede actuar como catalítico y afectar la biodisponibilidad de las vitaminas presentes en el alimento formulado. Con un fuerte enfoque en el proceso de cristalización, la correcta selección y utilización de un “carrier” que garantice una excelente fluidez, es posible producir clorhidrato de betaína no higroscópico.
 
Absorción y Metabolismo
La betaína es absorbida a nivel duodenal. Investigaciones realizadas en seres humanos han demostraron una rápida absorción y distribución de la molécula, con un pico plasmático de 1 a 2 horas post ingesta. Weigand y Kirchgessner (1981) observaron que hasta 3/4 partes de la betaína absorbida en el tracto gastrointestinal (GIT) puede permanecer a nivel intracelular en este sitio. La acumulación intracelular se lleva a cabo mediante sistemas de transporte activo (Na+ o Cl-) y pasivo (Na+). La molécula de betaína se elimina vía metabolismo, no por excreción, siendo metabolizada mediante una serie de reacciones enzimáticas (transmetilación) que toma lugar a nivel mitocondrial de los hepatocitos y células renales.  El principal papel fisiológico de la betaína es actuar como osmolito orgánico y como donador de grupos metilo (transmetilación). Como osmolito (características de ión dipolar- zwitterion), la betaína aumenta la retención intracelular de agua, protegiendo de esta manera las enzimas intracelulares de la potencial inactivación inducida por shock osmótico. Como donante de grupos metilo, la betaína participa en el ciclo de la metionina (a nivel hepático), pudiendo además ser usada en reacciones de transmetilación (Figura 1) para la síntesis de sustancias esenciales, como carnitina y creatina.
Figure 1: Reacciones de Transmetilación: Colina, Betaína y Metionina dietaria pueden ser intercambiadas con estos propósitos metabólicos. 
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Equivalencia biológica
La betaína es un metabolito zwitterion (ión dipolar) también conocido como trimetilglicina. Fue descubierto y aislado primeramente de la remolacha azucarera, aunque también está presente altas concentraciones en otras plantas, animales y organismos marinos. La remolacha contiene niveles excepcionalmente altos de betaína que se acumulan al ser procesada industrialmente para la obtención de azúcar en un remanente soluble condensado (116,000 mg/kg). En la actualidad, betaína también se puede encontrar en varias formas purificadas (anhidra, monofosfato y clorhidrato). En el pasado, algunas dudas fueron sembradas respecto a si las propiedades osmoregulatorias del clorhidrato de betaína eran similares a las de betaína anhidra. Para dilucidar y responder a estas inquietudes, se llevó a cabo un ensayo, en la Facultad de Bio-ciencias e Ingeniería, del Departamento de Química de la Universidad de Ghent, Bélgica (N. De Kimpe, et al., 2010) simulando el efecto del pasaje de las diferentes moléculas a nivel gástrico y el efecto de este (pH) sobre la posterior actividad y equivalencia biológica de las diferentes fuentes de betaína evaluadas (monohidrato y anhidra producidas por extracción vs. clorhidrato y también anhidra, producidas por síntesis química). Los productos se disolvieron en una solución de agua y ácido clorhídrico, hasta alcanzar pH = 2.3 (condiciones gástricas) y luego de un periodo de incubación, se analizaron por medio de cromatografía líquida - electro aspersión iónica de masas (LC-MS) y por análisis espectrométrico de masas directo (MS). La espectrometría de masas (MS) es una técnica de análisis químico bien definido que permite obtener y comprender la estructura de una molécula, así como también los cambios que esta puede experimentar. Los resultados demostraron que independientemente de la forma iónica y del método de producción (extracción natural vs. síntesis química), las diferentes fuentes de betaína obtuvieron los mismos resultados analíticos (iguales tiempos pares de retención [m/z] relación carga/masa iguales); por esta razón no se deben esperar diferencias en sus actividades biológicas o funciones osmoregulatorias (De Kimpe, 2010). Si luego del pasaje gástrico las moléculas permanecen idénticas, es lógico y razonable no esperar diferencias como aditivo alimenticio entre clorhidrato de betaína y betaína anhidra. Resultados de este trabajo fueron presentados en el Congreso Mundial de Avicultura, 2012 (Suarez et al., 2012).
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Betaína en Producción Avícola
Elklund et al., (2005) y Ratriyanto et al., (2009) llevaron a cabo en sus respectivas revisiones bibliográficas, un resumen integral e independiente sobre los efectos de añadir betaína en dietas de monogástricos. En sendos artículos, presentan los efectos y resultados de la molécula de betaína sobre la digestibilidad de nutrientes, productividad animal, metabolismo y características en la mejora de la canal al momento del sacrificio (Tabla 1). Las publicaciones incluidas en estas dos revisiones, fueron sin lugar a duda, llevadas a cabo con un pensamiento científico en particular, que fue que las respuestas obtenidas a nivel experimental fuesen el resultado de uno de los dos modos de acción de betaína (donador de metilos u osmolito), los cuales están influenciados por la concentración de otros donantes de grupos metilo presentes a nivel dietario, así como también que los animales en producción estuviesen experimentando ya sea estrés metabólico (hacinamiento, presencia de patógenos, reto inmunológico, Micotoxinas, etc) u osmótico (estrés calórico).
Tabla 1: Resumen de resultados del efecto de la adición de betaína en parámetros productivos y a nivel de carcasa al momento del sacrificio (Adaptado de Ratriayanto et al., 2009). 
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Donador de metilos: Substitución/ Ahorro de Colina y Metionina
La suplementación de la dieta con betaína puede reducir el requerimiento de otros compuestos donadores de metilo, tal como metionina y colina. Sin embargo, esta aplicación teórica debe analizarse cuidadosamente antes de su implementación. Este efecto ahorrador de la metionina y colina se ha investigado exhaustivamente aves. Pesti et al. (1979) mostraron que la betaína añadida a la dieta pueden suplirse e intercambiarse mutuamente, respecto de sus funciones metabólicas, en pollitos de engorda. Florou-Paneri et al. (1997) mostraron que entre el 30 y 80 % de la metionina dietaria puede ser substituida por betaína sin claros efectos negativos sobre el desempeño y productividad de las aves. Un enfoque de substitución más conservador fue evaluado por Lensing y Van der Klis (2007), y Cresswell et al., (2010) y sus resultados presentados en revistas especializadas en producción avícola. Ambos experimentos estudiaron la bio-equivalencia entre betaína y colina/metionina en dietas de pollos de engorda. La colina dietaria fue totalmente reemplazada, mientras que solo se reemplazó entre 20-30% de los requerimientos de metionina por betaína. Dentro de este rango de valores de substitución, no se observaron diferencias en el desempeño y productividad de las aves. Partiendo con estos resultados como base, Rao et al., (2011), llevo a cabo ensayos adicionales con clorhidrato de betaína (Excential Betakey) evaluando diferentes estrategias nutricionales. Los ensayos se llevaron a cabo en el Instituto de Producción Avícola IPME, Pune, India; reportando mejor calidad de la carcasa (pechuga), así como también un desempeño productivo de las aves suplementadas clorhidrato de betaína. Dos mil pollos Cobb fueron aleatoriamente asignados a cuatro tratamientos con dos réplicas cada uno. Las dieta control fue una dieta típica de maíz y soja conteniendo 2000 ppm, 1500 ppm y 1000 ppm de cloruro de colina añadidas (75 %) y 0.61%, 0.58 % y 0.45 % de metionina total, en las dietas de iniciación, crecimiento y finalización respectivamente (Tabla 2).
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  • Los mejores resultados económicos se lograron con la adición de betaína “On Top” (T2); como donde una inversión de 0.002$/kg de alimento resultó en un 7% de ahorro en los costos de producción de las aves. La substitución de colina y diferentes niveles metionina demostraron excelentes resultados económicos.
  • Tratamiento 3 (T3= fuerte substitución de colina y metionina) demostró que con costos de alimentación más bajos, se pueden lograr pequeñas mejoras en la producción.
  • Tratamiento 4 (pequeña substitución de colina y la metionina) es una estrategia segura con costos similares en la dieta, pero con un buen retorno económico sobre la inversión.
 
Propiedades osmoprotectoras
La regulación del estado de hidratación y por lo tanto del volumen celular, es importante para el mantenimiento de la función celular y de varias rutas metabólicas (ej: turnover proteico, aminoácidos y carbohidratos, etc). Las células tratan de adaptarse al estrés osmótico externo, acumulando iones inorgánicos (Na+, K+, Cl-) y osmolitos orgánicos (aminas metiladas y ciertos aminoácidos). Sin embargo, el aumento en la concentración intracelular de iones inorgánicos es limitado debido a su conocido efecto desestabilizante sobre la estructura de las proteínas y por ende función enzimática; de manera opuesta, los osmolitos orgánicos pueden alcanzar altas concentraciones intracelulares sin alterar las funciones celulares. La betaína es considerada el osmolito orgánico más efectivo. Se acumula en las células del GIT regulando el flujo de agua a través del epitelio intestinal. Betaína también ha demostrado de inhibir la apoptosis celular y reducir el gasto energético de las células del tracto gastrointestinal. Schrama et al., (2003) cuantifico un 5% de reducción en los requerimientos diarios de energía para mantenimiento (ENm) debido a un menor estrés osmótico en células del tracto gastrointestinal y consecuentemente menor gasto energético en mantener el equilibrio osmótico de las células del GIT en cerdos (40 kg) alimentados con betaína.
Varias publicaciones científicas han demostrado el principio de que betaína puede utilizarse para contrarrestar el estrés calórico. Attia et al., (2009) demostró que el impacto de estrés calórico agudo puede ser parcialmente superado mediante la adición de betaína en la dieta de pollos de engorda. La adición de 1 kg/Ton de betaína en la dieta mejoró la ganancia de peso, la conversión alimenticia, pero lo más destacado fue que la temperatura rectal e hiperventilación (jadeo) de las aves disminuyó de 43.2 °C a 41.9 °C y de 78.3 a 63.9 respiraciones/minuto, respectivamente en comparación con el tratamiento control negativo. Haldar et al., (Poultry Feed Quality Conference, 2011) presentaron un estudio en el que demostraron que bajo condiciones de calor más leves (31°C± 85 % de humedad relativa) se pueden esperar los mismos efectos en pollos de engorda.
Lo destacado de este trabajo científico fue que los resultados fueron obtenidos utilizando clorhidrato de betaína, demostrando por lo cual que las propiedades osmoregulatorias del clorhidrato de betaína son similares a la fuente anhidra. Las figuras 2 y 3 muestran los detalles de temperatura rectal y jadeo, lo que claramente indica que durante el estrés por calor, el clorhidrato de betaína alivia estos efectos negativos. El período de estrés por calor comenzó al día14. En este estudio, se utilizaron un control positivo y un control negativo, por lo que el tratamiento de control negativo tuvo menor metionina (850 g/tonelada), se eliminó la colina añadida y se redujo la energía (-50kcal EM; ≈ 1,7 %). El clorhidrato de betaína se añadió a 1.3 kg/tonelada y 2.0 kg/tonelada, por lo que se utilizó la misma sustitución de metionina, colina y energía que en el control negativo. El peso corporal de los pollos a los 38 días aumentó de 1.80 kg (control) a 1.84 kg y 1.86 kg en las aves alimentadas con 1.3 kg/tonelada y 2.0 kg/tonelada de clorhidrato de betaína, respectivamente. La conversión alimenticia mejoró de 1.67 en el control positivo, a 1.63 (1.3 kg de betaína HCL) y 1.62 (2.0 kg de betaína HCL).
Figure 2 y 3: Clorhidrato de betaína atenúa el impacto negativo del estrés calórico, cuantificado por medio de registro de temperatura a nivel rectal y frecuencia respiratoria. (adapted de Haldar et al, 2011)
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Conclusiones
La betaína ha sido utilizada en nutrición avícola por muchos años. Pruebas científicas han sido provistas en donde se demuestra que betaína mejora el desempeño productivo, posee la capacidad de sustituir otros compuestos donantes de grupos de metilo (colina y metionina), ayuda a las aves a paliar periodos de estrés térmico por calor y mejora características de la carcasa al sacrificio. Muchos de los artículos que han sido publicados sobre betaína no han descripto en detalle la forma química de la molécula utilizada (natural o producida por síntesis química), lo cual creo genero preguntas y dudas sobre si la betaína sintética, químicamente presente como clorhidrato de betaína sería tan efectiva en sus propiedades de osmoregulador, como la betaína anhidra, obtenida por extracción de la remolacha. La información y evidencia científica presentados en el presente artículo, claramente demuestran que si se utiliza una fuente cristalina y adecuada de clorhidrato de betaína, la estructura molecular permanece inalterada luego de su paso gástrico, siendo su estructura y comportamiento biológico similar a la betaína anhidra. Debe ponerse especial cuidado en que la fuente de betaína a utilizar tenga excelentes propiedades de libre fluidez y de que no sea higroscópica. Ensayos de aplicación práctica en aves alimentadas con betaína durante periodos de estrés térmico, han claramente demostraron la mejora esperada y por ende el modo de acción del clorhidrato de betaína como osmoprotector. Diferentes estrategias de reemplazo de colina y metionina fueron evaluadas, proporcionando de esta manera, lineamientos y herramientas para los nutricionistas para que así puedan definir la estrategia optima de inclusión de betaína a nivel dietario. Esta nueva presentación química de betaína (clorhidrato), permite que su disponibilidad no fluctué a lo largo del año, ya que su producción es independiente del cultivo de remolacha. Además, como su producción se realiza a gran escala y volúmenes, su precio es más es más bajo que el de betaína anhidra, lo cual la vuelve sumamente atractiva, habiéndose ganado un lugar en la nutrición y formulación de dietas avícolas.
La cartera de productos especiales que posee Excentials BV ofrece una amplia gama de aditivos necesarios para implementar efectivos programas de salud intestinal, tal como Excentials Betakey (Betaína HCL), E. Butycoat (butirato sódico protegido), E. Aillin Plus (aceites esenciales), E. Selenio orgánico (selenometionina), E. Energía Plus (emulsificante) y mucho más. Excentials continúa de manera constante la búsqueda y desarrollo de nuevas aplicaciones para su cartera de productos por medio de su programa de I + D. Consultas sobre el uso de productos son atendidas por un excelente equipo técnico. Excentials tiene su sede en Holanda, contando con oficinas propias y / o personal contratado en India, Jordania, Argentina, Brasil, México y EE.UU. Aproximadamente 30 países de América Latina, Oriente Medio y el sudeste de Asia son además hora atendidos a través de distribuidores exclusivos.
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Autores:
Bernardo J. Suarez Cretton
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Susana Quiroz
5 de mayo de 2022
donde la venden en Ciudad de México físicamente?
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