Digestibilidad aparente del fósforo de nanopartículas de fosfato dicálcico en pollos de engorda

INTRODUCCIÓN

El sector pecuario en México presenta grandes retos ante la dependencia de insumos alimenticios del extranjero, aunada a la crisis económica por la que atraviesa nuestro país. Así también, hay gran interés por implementar tecnologías de bajo costo que vayan acorde con la filosofía “limpio, verde y ético” para producir insumos alimenticios para consumo humano que permitan cubrir la demanda de éstos y bajo condiciones amigables con el ambiente. Es necesario implementar tecnologías de vanguardia tales como la nanotecnología que permitan incrementar la biodisponibilidad de los nutrientes, con la consecuente disminución en los niveles de inclusión de ingredientes en la dieta, sin descuidar el nivel de producción, la calidad, valor nutricional e inocuidad de los alimentos. El FD es comúnmente utilizado como fuente de P en dietas para animales (Fernandes et al., 1999) y según De Blas et al. (2010), la disponibilidad del P del FD para aves es del 85%, pero esta disponibilidad puede variar, por lo que una alternativa para mejorar la biodisponibilidad de este suplemento, puede ser la implementación de nuevas formas de administración del P, que cubran el requerimiento de los animales.

Una opción es la utilización del FD en nanopartículas (NPs), ya que reduciendo el tamaño de partícula se incrementa la zona de superficie expuesta a la interacción química dentro del tracto gastrointestinal y se puede obtener una mayor eficiencia de absorción.

Según Wang et al. (2004), las partículas de hasta 100 nm se absorben en el tubo gastrointestinal de 15 a 250 veces más que las de un mayor tamaño, por lo que se puede reducir la cantidad de FD en la dieta de las aves si ésta se adiciona en forma de NPs y de ésta manera reducir costos por concepto de alimentación y disminuir la excreción de este mineral en heces que puede provocar la acumulación en el suelo y su lixiviación, con consecuencias negativas sobre las aguas superficiales, tales como la eutrofización (Sharpley, 1999; Keshavarz y Austic, 2004; Rodehutscord, 2011), ya que Waldroup et al. (2000) estiman que al menos el 50% del P de las excretas proviene de fosfatos minerales no digeridos, principalmente de pollos. En el presente estudio se plantea la elaboración de NPs de FD anhidro (NPFD) con el objetivo de evaluar la digestibilidad aparente del fósforo de nanopartículas de fosfato dicálcico en pollos de engorda en iniciación.

MATERIALES Y MÉTODOS

La presente investigación se realizó en la granja experimental del Colegio de Postgraduados Campus Montecillo, Estado de México; ubicada a 19° 27’ 39.3’’ Latitud Norte y a 98° 54’ 30.1’’ Longitud Oeste, Altitud 2250 msnm. Se utilizaron 100 pollitos machos Ross de un día de edad, éstos se pesaron y se distribuyeron aleatoriamente en 10 tratamientos, con cinco repeticiones de dos pollitos cada una. Los pollitos fueron alojados por pares en criadoras eléctricas en batería con control de temperatura, bien ventiladas y con luz artificial. El experimento duró 21 días; el agua y el alimento se suministraron ad libitum.

Se evaluaron tres fuentes de P: fosfato de calcio comercial (mezcla de varios ortofosfatos) fabricado por la empresa “Tecamac Ultra Plus S.A de C.V.” y adquirido en la empresa Productores Agropecuarios Tepexpan, S.A. de C.V.; fosfato dicálcico grado analítico (anhidro) y marca J. T. Baker; fosfato dicálcico en nanopartículas (anhidro), producido en el Colegio de Postgraduados (Cuadro 1). Cada fosfato se proporcionó a las concentraciones de: 0.24, 0.35 y 0.46% de la dieta, por lo que se tuvieron nueve tratamientos y una dieta testigo con 0.13% de fósforo disponible.

Digestibilidad aparente del fósforo de nanopartículas de fosfato dicálcico en pollos de engorda - Image 1

Se realizó el análisis en laboratorio del carbonato de calcio utilizado, en las tres fuentes minerales de fosfato dicálcico, sorgo y pasta de soya. Los resultados fueron: carbonato de calcio con 36% de Ca, el ortofosfato de calcio comercial con 21% de P y 21% de Ca, el fosfato dicálcico en nanopartículas (NPs) con 18% de P y 24% de Ca y el fosfato dicálcico grado analítico marca J.T. Baker con 22% de P y 30% de Ca. Los análisis de Ca y P para el sorgo indican un contenido de 0.28% de P total (30% disponibilidad) y 0.25% de Ca; para la pasta de soya 0.64% de P total (40% disponibilidad) y 0.49% de Ca (ingredientes analizados por Evonik, México; los porcentajes de disponibilidad fueron calculados a partir del fósforo fítico analizado en los dos ingredientes).

El alimento se mezcló en una mezcladora industrial tipo pastelera y posteriormente se determinó la cantidad de Ca y P total, algunos resultados fueron diferentes de la concentración de Ca y P disponible (Pd) calculada en la formulación; por lo que la discusión de los resultados se hace con base a las concentraciones de Ca y Pd del alimento determinadas en el laboratorio. Las dietas fueron isoprotéinicas e isoenergéticas (Cuadro 2) y cubrieron los requerimientos sugeridos por el NRC (1994) y Cuca et al. (2009) para pollitos en iniciación, excepto en P.

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Se colectaron las heces de los pollos de cada tratamiento y repetición acumuladas a los 10 días (mitad del experimento) y a los 11 días siguientes (final del experimento), las cuales se analizaron en el laboratorio para determinar la cantidad de fósforo excretado; así mismo, se midió el consumo de P para calcular la Dap por medio de la siguiente fórmula:

Donde:

^{%Dap = Porcentaje de Digestibilidad aparente del P
P ingerido = (Concentración de P en la dieta) (g de alimento consumido)
P excretado = (Concentración de P en las heces) (g de heces)}

Se utilizó un modelo estadístico con mediciones repetidas en el tiempo y para cada característica se realizó un análisis de varianza con el procedimiento MIXED (SAS, Windows 9.4, 2012), así como pruebas de comparación de medias empleando la prueba de Tukey.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados de la Dap, se observan en el Cuadro 3. Se observaron diferencias significativas (P≤0.05) por efecto del fósforo total ingerido (FTI), fósforo total excretado (FTE) y fósforo total absorbido (FTA), pero no por la Dap ni en la interacción fuente mineral*Dap (P>0.05). En el día 10, sólo el PTI de las aves del tratamiento 1 fue diferente con respecto a las demás (P≤0.05). En la respuesta de PTE y Dap no se observaron diferencias por efecto del tratamiento y el PTA fue similar entre niveles dentro de la misma fuente mineral (P>0.05).

En el día 21, los resultados obtenidos indican que no hubo mejora en la PTI, PTE, PTA y Dap en las aves que consumieron partículas nanométricas con respecto a las que consumieron la fuente de grado analítico con partículas de tamaño normal, aun cuando se menciona que al incrementar el área de superficie puede aumentar la absorción; Cabrera et al. (2002) mencionan que las partículas finas no son retenidas lo suficiente para ser solubilizadas y Powell et al. (2010) mencionan que una vez que las NPs se encuentran en el lumen intestinal, estas pueden aglomerarse o permanecer dispersas, por lo que las nanopartículas de fosfato dicálcico (NPFD) consumidas por las aves de los tratamientos 5, 6 y 7, pudieron aglomerarse debido a la degradación del polímero utilizado (PVP, disgregante) en la síntesis de las NPs, por el bajo pH de la molleja (2.5; Denbow, 2000) la cual se encuentra antes del sitio de absorción en el intestino y de ésta manera, las NPFD se absorbieron como las partículas de tamaño normal, por lo que sería importante probar otros polímeros o métodos de encapsulación que cumplan con las características adecuadas para que se lleve a cabo la liberación del nutriente en el lugar adecuado para su absorción.

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CONCLUSIONES

El uso de NPFD en pollos de engorda en iniciación no mejoraron la respuesta productiva y fisiológica con respecto a las demás fuentes de fósforo inorgánico utilizadas, por lo que requieren estudiarse más a fondo, tomando en cuenta el aspecto fisiológico en cuanto a su paso por la membrana intestinal, para así crear las condiciones adecuadas en su diseño y que estas puedan cubrir las expectativas de su utilización en la nutrición de aves.

LITERATURA CITADA

Cabrera, M. C., Del Puerto M., Ramos A., Saadoun A. y Marchesoni A. 2002. Evaluación de la biodisponibilidad del fósforo orgánico e inorgánico a través de la solubilidad in vitro y utilización in vivo. Agrociencia. 6(1):69-78.
Cuca, G. M., Ávila G. E. y Pro M. A. 2009. Alimentación de las aves. Universidad Autónoma Chapingo. 276 pp.
Denbow, D. M. 2002. In Gastrointestinal Anatomy and Physiology. In Sturkie’s Avian Phisiology. Fifth Edition.
De Blass, C., Mateos G. G. y García-Rebollar P. 2010. Tablas FEDNA de composición y valor nutritivo de alimentos para la fabricación de piensos compuestos. Fundación española para el desarrollo de la nutrición animal. 3a. edición. Madrid. 502 pp.
Fernandes, J. I. M., Lima F. R., Mendon?a C. X. Jr., Mabe I., Albuquerqu R. and Leal P. M. 1999. Relative bioavailability of phosphorus in feed and agricultural phosphates for poultry. Poultry Science. 78:1729-1736.
Keshavarz, K. and Austic R. E. 2004. The use of low-protein, low-phosphorous, aminoacid- and phytase- supplemented diets on laying hen performance and nitrogen and phosphorous excretion. Poultry Science. 83:75-83.
NRC. 1994. Nutrient Requirements of Poultry. Ninth revised edition. National Research Council. National Academy Press, Washington, D. C. USA. 155 p.
Powell, J. J., Faria N., Thomas-McKay E. and Pele L. C. 2010. Origin and fate of dietary nanoparticles and microparticles in the gastrointestinal tract. Journal of Autoimmunity. 34:226- 233.
Rodehutscord, M. 2011. Avances en la valoración del fósforo en aves. XVII Curso de especialización FEDNA. 237-246. XXVII Curso de especialización FEDNA. Madrid. 237-246.
SAS. 2012. Statistical Analysis System. The SAS system for Windows 9.4. U.S.A.
Sharpley, A. 1999. Symposium: Reducing the environmental impact of poultry production: Focus on phosphorus. Poultry Science. 78:660-673.
Waldroup, P. W., Kersey J. H., Saleh E. A., Fritts C. A., Yan F., Stilborn H. L., Crum Jr. R. C. and Raboy V. 2000. Nonphytate phosphorus requirement and phosphorus excretion of broiler chicks fed diets composed of normal or high available phosphate corn with and without microbial phytase. Poultry Science. 79:1451-1459.
Wang, X., Dai J., Chen Z., Zhang T., Xia G., Nagai T. and Zhang Q. 2004. Bioavailability and pharmacokinetics of cyclosporine A-loaded pH-sensitive nanoparticles for oral administration. Journal of Controled Release. 97:421-429.

Digestibilidad aparente del fósforo de nanopartículas de fosfato dicálcico en pollos de engorda

Minerales quelados

Minerales traza orgánicos para nutrición animal