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Enzimas: tecnología que reduce los costos de producción sin perjudicar el rendimiento animal

Publicado el: 10/12/2020
Autor/es: Adriana Toscan, Maria Spindola e Agnes Mori – Adisseo América Latina

La segunda mitad de 2020 nos ha hecho enfrentarnos a un fuerte aumento en los costos de producción animal.  Este aumento se produjo básicamente debido a la escasez interna de los principales ingredientes utilizados en la producción de alimento balanceado que, impulsado por la valoración del tipo de cambio, tuvo un aumento de las exportaciones.  Podemos estimar un impacto de entre el 10 y el 35% en el aumento del costo por unidad de los principales nutrientes del alimento, como la energía, los aminoácidos y el fósforo, dependiendo de los niveles nutricionales utilizados.

Una de las estrategias adoptadas por los nutricionistas es reducir los niveles nutricionales de las fórmulas, buscando un equilibrio entre el costo del alimento y el rendimiento animal. Esto es ciertamente parte de un proceso de investigación y desarrollo técnico de las empresas, pero en un momento de crisis, con cambios repentinos en el precio de los ingredientes, no siempre es fácil encontrar el punto de equilibrio.

La medida más segura sería explotar al máximo el potencial y el uso de las enzimas exógenas, en particular de las carbohidrasas y de las fitasas. Esta estrategia nutricional, además de garantizar el rendimiento de los animales, reduce los costos de alimentación. Entre todos los aditivos utilizados en la alimentación animal, las enzimas se encuentran entre los productos más investigados, especialmente en la alimentación de aves de corral y de cerdos. Desempeñan un papel importante en la producción animal, ya que ayudan a mejorar la digestibilidad de los ingredientes de la dieta. La suplementación enzimática tiene un impacto significativo en la sustentabilidad y en la rentabilidad de la producción animal. Los recientes avances en investigación einnovación demuestran que existe la posibilidad de obtener aún más valor del uso de las enzimas en la nutrición animal. Por lo tanto, conocer el sustrato para la acción de estas enzimas es esencial para definir la mejor estrategia dentro de numerosas posibilidades.

Todos los cereales y las harinas proteicascontienen un alto valor nutritivo. Sin embargo, los animales no pueden utilizarlos completamente debido a su compleja naturaleza, así como asus mecanismos digestivos parcialmente eficaces. Un alimento balanceado contiene alrededor de un 20% de fracciones indigestibles, que están compuestas por:

  •   Polisacáridos no amiláceos (PNAs) más representativos: celulosa y arabinoxilanos
  •   ß-glucanos
  •   Otros PNAs y
  •   Fitatos

Según la literatura, hasta el 35% de esta fracción indigestible (7% del total) puede llegar a ser digestible por la acción de las enzimas exógenas (Ravidran, 2013).

Los nutrientes como el almidón, las proteínas, las grasas y los minerales no están disponibles (10 a 20%) porque son inaccesibles por las propiedades antinutricionales de los PNAs y de los fitatos.


Polisacáridos no amiláceos (PNAs) y sus propiedades antinutricionales

Los PNAs son polímeros α(β), presentes principalmente en las paredes celulares del endospermo, aunque también se encuentran en el salvado de los cereales. Ellos incluyen a la celulosa, la hemicelulosa y la pectina y también pueden clasificarse según su valor nutritivo en fracciones solubles o insolubles en agua (Bach Knudsen, 2014).

Se sabe que los PNAs tienen propiedades antinutricionales que incluyen:

  •   Formación de viscosidad por losPNAs solubles
  •   Mecanismo de atrapamiento de nutrientes ("efecto jaula") por los PNAs insolubles
  •   Reducción de la salud y ecología intestinal
  •   Mayores pérdidas endógenas
  •   Alteración en las funciones de las enzimas endógenas

Las paredes celulares de los tejidos externos de los granos contienen principalmente celulosa y xilanos complejos, junto con cantidades significativas de lignina. Los heteroxilanos del maíz son los que contienen más sustituciones (80%) en comparación con el trigo (70%). Dicha complejidad afecta la susceptibilidad a las enzimas exógenas. Incluso si un alto grado de sustitución evita los problemas de viscosidad, la ruptura de esas estructuras mejora la digestibilidad de los alimentos.

La comprensión adecuada del contenido y de la estructura de las fracciones indigestibles presentes en los ingredientes de los alimentos es el primer paso hacia una buena función enzimática. Cuanto más amplio sea el espectro de la solución enzimática, mayor será su efecto.

Debido a su limitada especificidad a tan solo una unión, se requieren diferentes enzimas para la degradación de los arabinoxilanos. Si bien los arabinoxilanos hidrolizan la columna vertebral de las xilosas, su actividad suele verse obstaculizada por la sustitución con residuos de arabinosa. Para lograr la eficiencia, las endo-1,4-β-xilanasas requieren una extensión suficientemente larga de xilanasas no sustituídas en la columna vertebral delosxilanos (Lafondet al., 2014).

Las α-L arabinofuranosidasas (Abf) son glicosil hidrolasas (GH)capaces de romper la arabinosa a partir de la cadena de xilosa, actuando como enzimas desramificadoras. De esta manera, tienen un papel importante en el sistema hidrolítico cuando se trata de la degradación de las hemicelulosas, como arabinoxilanos, arabinanos y arabinogalactanos. Por pertenecer a distintas familias de GH (GH43, 51, 54, 62 etc) son capaces de liberar arabinosa de las xilosasmono odisustituidas en oligo o polisacáridos (De La Mare et al., 2015). Asimismo, es importante añadir que las Abf actúan en un pH menor que el de las endoxilanasas. De esta manera, la secuencia directa en el tracto digestivo es que la acción de desramificación se lleva a cabo en la parte superior (estómago), mientras que las endoxilanasas actúan posteriormente.


La combinación de enzimas en la reducción de costos

La acción primaria de las carbohidrasas sobre las paredes celulares aumenta aún más la eficiencia de la fitasa, que más tarde tendrá un mayor acceso a los fitatos localizados en el interior de la propia célula. Cuando se utiliza en combinación, su acción es mucho más eficaz, aumentando la disponibilidad del almidón y de los aminoácidos, además de los minerales.

Cada enzima tiene como finalidad específica un sustrato. Las enzimas comerciales para la nutrición animal tienen por objetivo mejorar la digestibilidad tanto de nutrientes, como de energía. Pero, ¿la inclusión de diversos tipos de enzimas en el alimento produce un efecto acumulativo en el aumento de la digestibilidad? Este tema siempre ha sido un debate entre los nutricionistas. Y esto puede atribuirse a las complejas interacciones que se dan entre las enzimas exógenas, endógenas, sustratos e intestino. Por esta razón, es incorrecto considerar los efectos de las enzimas de forma individual. La mejor manera de evaluar el aumento de la digestibilidad de los alimentos es utilizar el concepto de varias enzimas exógenas como una solución enzimática única, que preste atención a la fracción indigestible de la dieta y libere nutrientes de ella. Este punto de vista se describe como el concepto feedase. Con este nuevo enfoque, este efecto enzimático ya no está vinculado a un nutriente específico, sino a la fracción indigestible de la dieta, que se reducirá gracias a las acciones complementarias de las enzimas.

La posibilidad de combinaciones de estas actividades enzimáticas es inmensa y, por tanto, hay que ser cauteloso al momento de definir la estrategia enzimática, buscando pruebas sólidas y consistentes del efecto sinérgico in vivo que se espera una vez que se disponga de la combinación.

En la situación actual de precios(Fig.1) no hay más sitio para la utilización de márgenes de seguridad en la valoración de las combinaciones de diferentes enzimas porque no hay datos técnicos de su efecto complementario en la formulación y en el rendimiento de los animales. El uso de monoenzimas, como las xilanasas simples específicamente en las dietas maíz y soya, también muestra un efecto limitado, ya que requiere enzimas desramificadoras complementarias para una mayor eficiencia en la degradación de estas materias primas.

Figura 1 – Comparación de los costos de alimentación (%) en pollos de engorda en Brasil en 2020

Enzimas: tecnología que reduce los costos de producción sin perjudicar el rendimiento animal - Image 1

Si se considera la matriz nutricional de energía, aminoácidos y minerales, el uso de un complejo enzimático de multicarbohidrasas (CEMC) puede reducir aproximadamente US$22,00/t de alimento de pollo de engorda (Fig.2) y $US12,00/t de alimento para cerdos. Esto corresponde a una reducción de aproximadamente el 7 y 4% en el costo de la alimentación para cada especie, respectivamente.

El uso de superdosis, superdosificación o superdosing de fitasa adicional al CEMC aporta una posibilidad de ahorro aún mayor y, por lo tanto, disponemos de excelentes y probadas herramientas para mitigar los recientes incrementos de los costos de producción animal.

Figura 2 – Reducción del costo de alimentaciónen pollos de engorda (%) con el uso de un complejo enzimático de multicarbohidrasas (CEMC) con y sinsuperdosis de fitasa. Precios de noviembre de 2020 (Boletín JOX,2020)

Enzimas: tecnología que reduce los costos de producción sin perjudicar el rendimiento animal - Image 2

Las enzimas pueden hacer mucho más que garantizar un rendimiento consistente. Son palancas clave para optimizar la formulación del alimento balanceado y, por tanto, reducir los costos de los mismos, manteniendo al mismo tiempo el rendimiento zootécnico en los niveles esperados. Las actuales líneas de aves de corral y de cerdos con un alto potencial de producción exigen alimentos que se digieran eficientemente para alcanzar su potencial. Por lo tanto, el uso de una solución enzimática completa es lo más adecuado para dicha estrategia.

Cada empresa, como su nutricionista, podrá definir la mejor estrategia en el uso de la solución enzimática para reducir los costos de alimentación.

Las referencias están disponibles a petición

 
Autor/es
Médico Veterinario, Doctorado en Medicina Preventiva Veterinaria, Epidemiología y Salud Pública; y Gerente regional de Rovabio para América del Sur en Adisseo
 
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