En los últimos años, el uso de enzimas exógenas en la elaboración de alimentos balanceados para animales de granja y de compañía ha aumentado enormemente, y esto se debe a los esfuerzos por reducir los costos en alimentación los cuáles fluctúan entre el 60-70% de los costos totales de crianza. Tradicionalmente, el uso de enzimas era una práctica común solo de la industria alimentaria para la fabricación de quesos, pan, cerveza, jugos, etc. A partir de los años 80's, la industria avícola fue la primera interesada en su uso y a partir de ahí, es un imprescindible en la preparación de balanceados para el resto de animales de granja.
Actualmente, se sabe que el mercado mundial de enzimas mueve aproximadamente entre 3 y 5 billones de dólares al año y no es para menos, ya que sus funciones ejercen una importante influencia en el costo beneficio de la dieta ofrecida a las diferentes especies animales, especialmente a aquellos que se crían con fines productivos. Las enzimas más utilizadas a nivel mundial son las fitasas y las glucanasas, aunque actualmente ha aumentado el uso de amilasas, proteasas y xilanasas. Dentro de las funciones más conocidas de las enzimas resaltan las siguientes:
- Actuar sobre los enlaces que no pueden ser hidrolizados por enzimas endógenas.
- Degradar factores antinutricionales de ciertos ingredientes que disminuyen la digestibilidad y aumentan la viscosidad del alimento.
- Liberar nutrientes adheridos a las paredes celulares de ingredientes vegetales y otros muy fibrosos.
- Digestión de nutrientes.
Las funciones anteriormente descritas son las que comúnmente se conocen en campo, o al menos eso es lo que he percibido en mis conversaciones con los encargados de plantas de balanceados y jefes de nutrición y producción. Existen otras funciones de las enzimas muy poco conocidas, pero que son igual o más importantes que las anteriormente mencionadas. Entre las más importantes tenemos:
- Reducir secreciones y evitar la pérdida de proteínas endógenas en el intestino, reduciendo las necesidades de mantenimiento.
- Aumentar la cantidad de enzimas digestivas insuficientes o inexistentes en animales jóvenes (con sistemas digestivos inmaduros) con el fin de mejorar la digestibilidad de nutrientes.
- Reducir el impacto negativo de la producción animal al disminuir la excreción de fósforo y nitrógeno al medio ambiente.
- Reducir la cantidad de nutrientes disponibles en el TGI para la microflora patógena, evitando su proliferación.
Actualmente, todas las investigaciones apuntan a determinar cuáles serán las nuevas alternativas en ingredientes para disminuir costos de alimentación, qué enzimas específicas facilitarán su digestibilidad y los mecanismos para hacerlas más termoestables para procesos de peletizado o extrusión. Además de ello, será necesario conocer y entender la total influencia de las enzimas exógenas sobre la microbiota intestinal benéfica, y sobre este punto voy a profundizar a continuación.
INFLUENCIA DE LAS ENZIMAS SOBRE LA MICROBIOTA INTESTINAL DE MONOGÁSTRICOS
La relación entre las enzimas y el TGI de los monogástricos podría ser entendida conociendo fielmente las respuestas a estas dos interrogantes: ¿cuáles son los efectos de los sustratos per sé (sin acción de una enzima exógena) en la bioquímica de la digesta y en la fisiología del TGI? y ¿en qué cambian dichos efectos cuando el sustrato es modificado por acción enzimática exógena? Por ejemplo, al usar una fitasa, disminuyes el efecto de los ingredientes no digeridos en la microbiota del TGI y a su vez, disminuyes la viscosidad del TGI lo que también afecta a la microbiota pero de una manera distinta. Al intentar responder estas interrogantes, podemos llegar a la conclusión de que las enzimas influyen en el TGI a través de dos mecanismos principales: Reduciendo los sustratos no digeridos y, originando in situ oligosacáridos de cadena corta a partir de los polisacáridos no amiláceos (PNAs) de la dieta con posibles efectos prebióticos.
Un ejemplo del primer mecanismo (acción sobre los sustratos no digeridos) sería la acción de las fitasas, proteasas, carbohidrasas sobre el ácido fítico, proteínas y carbohidratos, respectivamente. Dado que las especies bacterianas difieren en sus preferencias de sustrato y requisitos de crecimiento, la composición química y la estructura del digesta determinan en gran medida la distribución de especies de bacterias en el TGI. En consecuencia, la comunidad bacteriana y su función metabólica son dependientes de las condiciones bioquímicas de la digesta, resultado de la composición del alimento y de las respuestas fisiológicas del huésped, así como de las secreciones endógenas.
Para hablar del segundo mecanismo (efecto prebiótico de los oligosacáridos de cadena corta) es necesario resaltar que la hidrólisis de PNAs puede modular la microbiota intestinal (Pluske, 2002; Chesson, 2001). En pollos, se logró reducir el número de enterobacterias cecales por la adición de PNAsas en la dieta a base de cereales. También fue posible observar en estas aves que la presencia de xilooligosacáridos de cadena corta, derivados de la hidrólisis in vitro de salvado de trigo, con adición de una endoxilanasa, resultó en un aumento de las poblaciones de bifidobacterias en el ciego y mejoras en la tasa de conversión alimenticia en dietas a base de trigo y maíz (Courtin, "et al", 2008).
INFLUENCIA DE LAS ENZIMAS SOBRE LA SALUD INTESTINAL Y DEL AVE
(Choct "et al", 2006) reportó que pollos alimentados con una dieta a base de trigo y suplementados con xilanasa, tuvieron un número despreciable en el conteo de C. perfringens en comparación al grupo no suplementado con esta enzima. Por otro lado, (Nian "et al", 2011) reportó que pollos alimentados con una dieta a base de trigo y suplementados con xilanasa, tuvieron una mejora en los parámetros productivos y una disminución considerable de cepas de coliformes y Salmonella en el íleon. Varios estudios confirman que añadir enzimas a la dieta de pollos de engorde puede disminuir la incidencia de enteritis necrótica, sobretodo en crianzas libres de antibióticos.
FUTURO DE LAS ENZIMAS EN ALIMENTACIÓN ANIMAL Y CONCLUSIONES
De cara hacia una producción animal más eficiente y rentable, se hace imprescindible que la industria de alimentos balanceados invierta en recursos y esfuerzos para mejorar el desempeño de las enzimas ya existentes y desarrollar otras nuevas que mejoren significativamente la calidad nutricional del alimento. Por otro lado es igual de importante mejorar la termo estabilidad de las enzimas para ser añadidas a dietas que requieran procesos térmicos como el peletizado y el extruído, mejorando la acción de las mismas sin recurrir a las llamadas super dosis que elevan el costo del alimento.
Los avances tecnológicos posteriores, especialmente en bioinformática, facilitaría el estudio de grandes familias de proteinas y predecir los posibles cambios en su estructura de manera sistemática para conseguir incrementar la estabilidad de las enzimas.
A pesar de que las investigaciones sobre las enzimas y su influencia en el TGI están en pañales, está comprobado científicamente que el añadir enzimas exógenas a la dieta mejora significativamente el beneficio económico ya que son aditivos potenciales para reducir el uso de antibióticos promotores de crecimiento y además mejoran la digestibilidad de nutrientes y prescindiendo de otros ingredientes en la dieta. El uso de enzimas ha demostrado una disminución de bacterias patógenas en el TGI lo cual interfiere directamente en el sistema inmunitario y la salud integral del ave, mejorándola significativamente.
Para lograr el máximo rendimiento económico en el uso de enzimas, es necesario utilizar la matriz de la misma para reformular la ración y disminuir la cantidad de los ingredientes que se verán afectados con su uso. También es muy importante tener en cuenta la edad del ave, el tiempo de retención del alimento en los compartimentos digestivos donde su acción tendrá lugar, evitar situaciones de estrés y constatar que el estado de salud en el momento de su uso sea el mejor posible.
Y por último y no menos importante, se reitera el beneficio del uso de xilanasas, en dietas que contengan ingredientes a base de trigo, en sinergia con las enzimas de uso rutinario para mejorar parámetros productivos, así como también, es muy importante revisar que la formulación cumpla con los niveles de zinc, magnesio y selenio adecuados para la edad del ave, ya que son los cofactores enzimáticos por excelencia de la gran mayoría de reacciones químicas llevadas a cabo en los organismos vivos.
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