Nuevos avances en procesamiento de alimento

La historia de la industria avícola ha sido colmada de "Paradigmas y Paradojas." Por ejemplo se ha afirmado que uno de los aspectos beneficiosos aditivos para alimento es que "estimulan la inmunidad." En realidad la estimulación de la inmunidad en pollos de engorde ha sido precisamente lo que se ha intentado evitar con antibióticos promotores del crecimiento (APC) los cuales reducen la carga bacteriana en el tracto gastrointestinal (TGI) y limitan la pérdida de los nutrientes necesarios para generar una respuesta inmune TGI.

Los nutrientes ahorrados que se emplearían para generar una respuesta inmune son usados en el crecimiento del ave haciendo más eficiente su alimentación. Sin embargo se ha introducido una gran cantidad de bacterias en la producción de pollos de engorde y reproductoras a través de la vía oral-fecal.

Por lo tanto, sería apropiado discutir cómo manipular y aumentar estratégicamente la función TGI en reproductoras pesadas y su progenie sin estimular su inmunidad. Dado que la salud puede ser definida como la ausencia relativa de enfermedad en relación con una función metabólica eficiente y que los gastos de alimentación bordean 75% de nuestros costos, la presente discusión se enfocó en la obtención de la función GI eficiente.

Continuando el análisis, otro "paradigma y paradoja" de la industria avícola ha sido el tamaño de la partícula del alimento. Teniendo en cuenta que la granulación se ha empleado en la alimentación de reproductoras pesadas para el saneamiento del alimento y en la alimentación de pollos de engorde para aumentar la velocidad y la eficiencia de consumo de alimento se ha puesto un mayor énfasis en la maximización de la calidad durante la fabricación de pellets. Por lo tanto, "la reducción del tamaño de partícula" ha sido un objetivo primordial; sin embargo, se ha ignorado el hecho de que las distintas especies de aves ha evolucionado con un estómago fragmentado en dos compartimentos, de tal manera que las contracciones de la molleja, en respuesta a la presencia de partículas grandes, han disminuido al igual que el tiempo del tránsito gastrointestinal siendo este relativamente corto en las aves.

Además la molleja y el proventrículo tienen un pH promedio de ~ 4,5 versus ~5,0 (normal) (Xu et al., 2015) en una producción de pollos de engorde que consume únicamente partículas pequeñas de alimento en su dieta. Esta diferencia en el pH probablemente ha tenido grandes efectos sobre la función del TGI y ha creado oportunidades para que los aditivos de alimentos sirvan para hacer frente a problemas creados involuntariamente por este desequilibrio digestivo. Aunque ha sido bien documentado que las partículas más pequeñas de alimentación tienen una mayor área de superficie y se digieren más fácilmente que las partículas más grandes (así como se obtiene una buena calidad de pellets), en ausencia de APC, se ha dado lugar a problemas de la salud del TGI tales como enteritis la cual se ha asociado con una gran cantidad de otros problemas que se derivan de la pérdida de la integridad GIT, es decir una escasa "salud intestinal." La eliminación de APC empleados en la formulación de alimentos altamente procesados ha dado lugar a muchos problemas del TGI y el desarrollo de numerosos sustitutos no antibióticos que apoyan la salud y la función gastrointestinal. Para lograr nuestro objetivo de la industria de la sostenibilidad ambiental y química de una producción avícola libre de antibióticos tendremos que desarrollar medios para que coincidan estratégicamente estos aditivos alimenticios (probióticos, prebióticos, enzimas, carbohidratos funcionales no AGP, etc.) con los procesos de fabricación de alimentación de manera que permitan que el TGI funcione de manera óptima (por ejemplo, tiempo de tránsito gastrointestinal) y de la manera más rentable posible.

El objetivo de nuestra discusión tiene que ser la molleja la cual se ha caracterizado por tener un papel muy importante en función del TGI del pollo parrilero. La función típica de la molleja resulta ser como un molino gástrico para la reducción mecánica del tamaño de partícula de alimento (Duke, 1992), la cual además estimula la motilidad y mantiene una actividad sincronizada del TGI a través del plexo neural que se encarga de la inervación del tracto gastrointestinal. Se ha reportado que la molleja tiene efectos en la regularización del flujo de alimento a través del peristaltismo inverso (Clench y Mathias, 1992; Jimenez et al., 1994). Svihus et al. (2002) reportaron que un aumento de la actividad de la molleja tiene efecto en una reducción del tiempo la digestión con lo cual se observa una mejora de la digestibilidad de los nutrientes (Samu et al., 2010), y un cambió en la carga bacteriana del colon, lo cual se ha convertido en una parte integral del control de las enteritis (Engberg et al., 2004). Debido a la estrecha interacción entre el proventrículo y molleja se ha reportado en varias ocasiones que el consumo de material estructural refleja una disminución del pH de la molleja en 0,2 a 1,2 puntos (Gabriel et al, 2003; Engberg et al., 2004; Jimenez-Moreno et al, 2009;. Senkoylu et al, 2009) con potenciales beneficios/efectos respecto a la digestión enzimática y la salud gastrointestinal. 

Se ha demostrado que la fibra insoluble, ciertos tipos de cama, así como los ingredientes del alimento influyen en la fisiología del TGI mediante el mejoramiento de la función de la molleja así como de la actividad proventricular de una manera algo similar a la de la dieta de maíz molido grueso (CC). 

También se ha encontrado que el agregar fibra insoluble en las dietas de pollos de engorde sirve para estimular la función molleja (Svihus, 2001), aumentar el tiempo de tránsito gastrointestinal (Hetland et al., 2005), aumentar la producción de ácido por el proventrículo (Duke, 1986), y mejorar la digestibilidad del almidón (Hetland et al., 2001). Además, Hetland et al. (2003) reportaron que el peso de la molleja y el contenido de la misma incrementaron debido a la disposición de virutas de madera. El material de desecho de la cama podría ser una fuente de fibra insoluble significativa pero resulta ser un material no tomado en cuenta dentro de un sistema de cría en piso, ya que hay una información limitada acerca de su efecto en el rendimiento de pollos de engorde. Si este fuera el caso entonces el apelmazamiento del material de cama tendría consecuencias negativas para la salud del TGI y el desarrollo de las aves. En efecto nuestras investigaciones han demostrado que este es el caso.

Se han investigado diferentes estrategias que estimulen la actividad del TGI como medios para mejorar el desarrollo de pollos de engorde y su eficiencia alimenticia. Los componentes estructurales de la dieta como el trigo (Engberg et al., 2004; Biggs y Parsons, 2009), sorgo (Rodgers et al, 2012), Maíz molido grueso (CC) (Lott et al., 1992; Amerah et al. , 2008), y fibra dietética (Gonzales-Alvarado et al., 2007, 2008) han demostrado un efecto para mejorar el crecimiento de pollos de engorde y la eficiencia alimenticia en determinadas circunstancias. Obviamente la molleja debe desempeñar un papel clave en esta estrategia, y su desarrollo y la función ha sido demostrada en la interacción con material estructural del alimento a través de la contracción del músculo gástrico. Se ha establecido claramente que el consumo de material grueso mejoró el desarrollo de la molleja. La inclusión de CC ha sido reconocida como un método práctico en dietas típicas estadounidenses basadas en maíz-soja, mientras que en la UE, Australia o Canadá se ha utilizado trigo y/o sorgo. Hemos preferido la inclusión de CC debido a que se ha ofrecido mejorar la consistencia reduciendo el desmoronamiento de los pellets consumidos por los pollos de engorde.

El costo del alimento, la eficiencia de producción en vivo, la función y salud del TGI, y la sostenibilidad del medio ambiente han sido identificados como los principales desafíos para la industria avícola. Diferentes estrategias se han aplicado para mejorar la función gastrointestinal pero mejorando la función gastrointestinal en la industria avícola mediante la modificación de la estructura de alimentación podría ser la opción más rentable y simple. La aplicación exitosa de trigo entero en la formulación de alimento para pollos de engorde en la UE demuestra que el grano molido grueso en alimento granulado mejoró el rendimiento en vivo de pollos de engorde así como su conversión alimenticia (FCR). Se ha reportado que los componentes estructurales, tales como grano entero o grueso molido pueden mejorar la actividad de la molleja y modular la función del TGI, extender el tiempo de transito gastrointestinal (Hetland et al, 2003 (Svihus et al., 2002);. 2005;. Gabriel et al, 2008), disminuir la el pH del alimento digerido (Gabriel et al., 2003), y alterar el perfil bacteriano en la porción distal del intestino (Engberg et al., 2004). En concordancia con esto, nuestros estudios han demostrado que la inclusión en la dieta de CC mejoró el rendimiento en vivo de pollos de engorde y la digestibilidad de los nutrientes a través de una mayor motilidad y función GIT. La inclusión de CC en el alimento granulado estimuló la función de la molleja, aumentó el tiempo de tránsito gastrointestinal, incrementó el peristaltismo inverso, y redujo el pH del bolo alimenticio, lo cual mejoró la digestión y absorción de nutrientes. Por otra parte se ha reportado que el nitrógeno en la cama (N) y la humedad tienden a reducirse debido a la inclusión de CC en la dieta (Xu et al., 2015)). 

Una mejor comprensión de la interacción entre el material estructural de la dieta como CC o la inclusión de material de desecho de cama para consumo y el desarrollo y la función gastrointestinal se consideró fundamental para mejorar las estrategias de fabricación de alimento, la salud GIT, y el desarrollo de pollos de engorde. Los objetivos de nuestro programa de investigación en curso fueron evaluar los efectos de la CC de la dieta y el tipo de cama en el rendimiento del pollo, las características del material de cama, el desarrollo gastrointestinal, y la digestibilidad aparente de energía y nitrógeno a nivel ileal (AID). Además, se estudió el costo de comparativo de alimentación con material triturado. Ejemplos de la metodología, comparaciones, y los resultados se presentan a continuación.

Se realizaron dos estudios en aves criadas en piso de 49 d para evaluar los efectos del tipo de cama, y la inclusión CC dieta sobre el rendimiento en vivo de pollos de engorde, el desarrollo del TGI, y las características del material de cama. En el experimento 1 se hizo un arreglo factorial 2×2 de ambos géneros (masculino o femenino) y 2 niveles de CC (0 o 50%). Una mezcla teórica de las dos distribuciones de CC se muestra a continuación en la Figura 1. La inclusión de CC disminuyó el consumo de alimento y la ganancia de peso antes de 35 días, pero después mejoró el índice de conversión alimenticia en los 35-49 días en los pollos de engorde con un peso aproximado de 4 kg. La inclusión de CC aumentó el peso relativo de la molleja y redujo el peso relativo del proventrículo a la necropsia realizada a los 49 d. Por su parte el experimento 2 fue un arreglo factorial 2×2 de 2 niveles de CC (0 o 50%) y 2 tipos de material de cama (material utilizado molido y viruta de cama nueva), La inclusión de CC disminuyó el consumo de alimento durante todo el experimento sin afectar la ganancia de peso final, y mejoró el índice de conversión alimenticia después de los 25 días de edad. En el caso del alimento con viruta
de cama nueva se observó que mejoró el índice de conversión alimenticia del día 1 al 14 posiblemente debido a un consumo selectivo limitado. A los 49 días se observó que en las aves alimentadas con la dieta CC se redujo la cantidad de nitrógeno fecal así como la humedad de la cama. En conclusión, una inclusión de 50% de CC aumentó el peso relativo de la molleja, mejoró el índice de conversión alimenticia, y redujo la cantidad de N fecal, mientras que con el uso de alimento con viruta de cama nueva se obtuvo únicamente un beneficio marginal en el rendimiento de pollos de engorde el cual que fue más evidente durante el período de cría temprano en el cual la inclusión de CC tiende a tener un efecto de reducción sobre el consumo de alimento en las aves.

Figura 1. Datos descriptivos de la distribución del tamaño de partícula de maíz fino (FC con los diamantes en guiones llenos) y el maíz grueso (CC con cuadrados en guiones huecos) antes de la mezcla. El eje vertical representa el porcentaje retenido en los tamices de tamaño de partícula. Eje horizontal representa tamaños de partícula en micrómetros. La mezcla de CC y el FC debe ser individualizada para las diversas edades de pollos de engorde y reproductoras pesadas con el fin de lograr un óptimo índice de conversión alimenticia así como el saneamiento del huevo.

 Un tercer estudio evaluó los efectos de una cantidad de 0 o 50% de CC en la dieta de los pollos de engorde criados en tres tipos de cama (malla (NET) que no permitirá que los pollos tengan acceso a la cama, cama nueva de viruta de madera (NEW), o cama reutilizada de viruta de madera (OLD)) en el rendimiento vivo de pollos de engorde, las características del material de desecho de cama, el peso de la molleja y del proventrículo, la digestibilidad ileal aparente (DIA) de la energía y el nitrógeno, y el costo de la alimentación molida en un diseño 2 x 3. El maíz delgado (FC) fue producido con un molino de martillos (271 micras) y el CC fue producido con un molino de rodillos (1.145 m). El CC reduce el costo de molienda de alimentación por 9,47 centavos de dólar por tonelada. La alimentación con 50% de CC aumenta el consumo de alimento a los 42 y 49 d, y el ganancia de peso y el índice de conversión alimenticia a los 28 d así como el equilibrio entre el gasto de energía para la actividad muscular de la molleja se convirtió en negativo en relación al beneficio digestivo de un tránsito gastrointestinal lento. Se observó que NEW aumentó la ganancia de peso en los 28 y 35 días, en comparación con NET.

NEW mejoró el índice de conversión alimenticia a los 42 d en comparación con NET y a los 49 d el índice de conversión alimenticia en comparación con NET y OLD. NEW y OLD redujeron la mortalidad hasta los 49 días, lo que sugiere que el consumo de la cama fue beneficioso para la salud de los animales. El CC a 50% en la dieta aumentó el peso de la molleja y redujo el peso del proventrículo a los 49 días como se esperaba. NEW aumentó el peso de la molleja a 28 d y 49 d y disminuyó el peso del proventrículo en comparación con NET en 49 d. La CC de dieta al 50% disminuyó la humedad de la cama a los 35 y 42 d, la cantidad de nitrógeno en cama al 35 y 49 d, y el pH de la camada al 49 d. OLD exhibió mayor cantidad de nitrógeno en la cama a los 14, 35 y 49 d, así como humedad, pH, y concentración de amoniaco a 49 d, como era de esperarse. El CC de dieta al 50% también mejoró la digestibilidad ileal aparente de nitrógeno, lo que representó gran parte de la mejora del índice de conversión alimenticia. Los pollos de engorde alimentados con dietas granuladas y cernidas que contienen CC al 50% evidenciaron un mejor rendimiento en vivo y una reducción de humedad de la cama mientras que en NEW dio lugar a un efecto de algo similar lo que indica que el consumo adecuado del material de cama también facilitó el desarrollo y la función del tracto gastrointestinal.

Por otra parte los problemas de contaminación de pollos de engorde jóvenes y los problemas de tipo respiratorio gastrointestinal han surgido a menudo cuando el huevo fértil pasa a través de la cloaca de la gallina reproductoras pesada. La contaminación cloacal ha generado la teoría de que es función del menor tamaño medio de partícula, de una alta cantidad de calcio, bajo fósforo disponible de la dieta y un desequilibrio ácido-base. El no controlar adecuadamente la contaminación cloacal ha dado lugar a una gran variedad de problemas de salud que involucran al pollo de engorde como E. coli, Salmonella y coccidiosis, entre otros. Estos problemas han sido preponderantes en el llamado "síndrome de la temporada de lluvias". Un plan estratégico económico de éxito para apoyar la salud en general de aves se basa en la manipulación del tamaño de partícula del alimento en una forma bifásica (es decir una edad de aves y una cantidad específica de partículas relativamente grandes (~800-2000 micrones) mezclado con una cantidad mayor de partículas más pequeñas (~400micras) lo cual hace que el tránsito intestinal se vuelva más lento con lo cual mejora la energía y digestibilidad de la proteína y se reduce la humedad fecal a través de aumento de la reabsorción de agua en el TGI distal. La Figura 1 demuestra simplemente el punto de partida para el desarrollo de una mezcla óptima de dichos tamaños de partículas. Esta mezcla óptima se puede combinar con ciertos aditivos para alimentos que completan el trabajo de alteración de la microflora intestinal y de ese modo aumentar la eficiencia global gastrointestinal y al mismo tiempo reducir los costos de producción, preferiblemente evitando el uso de antibióticos. El tipo de cama y la cantidad de fibra dietética también tendrá que ser considerada en conjunción con los componentes químicos típicos de una dieta.

La cantidad y el tamaño de CC mostrado en la Figura 1 tendrán que ser ajustado para el peso corporal del pollo de engorde de tal manera que la actividad de la molleja así como el tránsito GIT sea lento, pero que no consuma energía en exceso.

Por lo tanto, tendremos que desarrollar un objetivo que varíe con la edad y el tipo de alimentación de las aves. Las reproductoras pesadas obviamente se benefician de las partículas más grandes de CC de lo que sería el caso de los pollos de engorde. Sin embargo, para poner esto en contexto económico, con un pollo de 4 Kg como se maneja en Carolina del Norte, el uso de CC puede reducir los costos de la molienda de alimentación y consumo de alimento en $ 100,000.00 por cada millón de pollos producidos.

Para pollos de engorde de menor peso de mercado todavía se pueden generar ahorros, pero, menores, así, un ajuste muy detallado del tamaño de la partícula de CC como porcentaje de inclusión tendrá que ser realizado en cada compañía.