Uso de un complejo enzimático natural para mejorar el aporte energético de los ingredientes vegetales

Durante los últimos 4 meses, el precio de los insumos mayores, como maíz y torta de soya, ha marcado records históricos en el mercado, generando incertidumbre y preocupación para el productor pecuario. Esta escalada de precios ha sido generada principalmente por la fuerte sequia registrada en USA, uno de los mayores productores (y exportador) de granos en el mundo.

 Los factores ya conocidos como la elaboración del biocombustible (en base a maíz) y la voracidad del mercado asiático no hacen sino aumentar la presión sobre la producción y comercialización de estos productos, elementos clave dentro del sistema de producción pecuaria global.

La presión económica genera una serie de respuestas técnicas destinadas a superar de forma exitosa el reto de los costos elevados. El uso de insumos alternativos, los ajustes a la formulación y el cómo maximizar el aporte tanto energético como proteico de los insumos comunes vuelven a la mesa para ser analizados. Es justamente este último punto, el que revisaremos brevemente.

Los carbohidratos son la fuente principal de energía de la dieta de cerdos y aves, y derivan en su mayoría de los granos. Los mayores componentes de los granos son los polisacáridos, polímeros macromoleculares unidos por enlaces glucosídicos. El más importante de los polisacáridos es el almidón, que puede ser digerido hasta un 95% por las enzimas endógenas secretadas por aves y cerdos (Adaptado de Pierce & Stevenson 2008, a su vez de Geraert et al, 2005).

La digestibilidad del almidón es afectada por las proporciones de amilosa y amilopectina que contiene (la amilopectina es digerida rápidamente, la amilosa es digerida lentamente).

Todos los insumos vegetales (granos y cereales) tienen una porción de baja digestibilidad o incluso no digerible. Esta porción está compuesta básicamente por celulosa y polisacáridos no amiláceos (PNA). Los PNA están asociados a la pared celular vegetal, habitualmente encontrados en el endospermo de los granos (interior de la semilla), también se les encuentra en las cascaras.

La celulosa (cadena de moléculas de glucosa unidas por enlaces Beta-glucosídicos), es una molécula que no puede ser desdoblada por los monogástricos, o es desdoblada solo parcialmente gracias a la ayuda de microorganismos existentes en el intestino, lo que limita el aprovechamiento de la energía  contenida

Los PNA son moléculas similares a la celulosa, pero que además tienen enlaces Beta  1,3 y 1,4 y ramificaciones  conocidas como Beta-glucanos. Estas moléculas tienen la capacidad de almacenar agua, generando un efecto anti nutritivo al elevar la viscosidad intestinal. Dentro del grupo de los PNA encontramos gran cantidad de oligosacáridos no digestibles, (alfa-galactósicos como la rafinosa, estaquiosa y verbascosa) principalmente en plantas ricas en proteínas (soya, colza).

El cuadro 1 (adaptado de AWT, 1998) muestra el contenido de PNA de algunos insumos comunes.

El reconocer que los monogástricos no tienen capacidad de generar enzimas específicas para digerir los  PNA ha generado una serie de esfuerzos para identificar enzimas exógenas que cumplan dicha función.
 

Se considera que generan un “efecto dilutor” de la energía, por su difícil digestión, afectando el nivel de energía que esperamos sea metabolizado por los animales.

Los PNA, generalmente están instalados a nivel de las estructuras de la pared celular, pudiendo “enjaular” o encapsular nutrientes que habitualmente son fácilmente digeribles, limitando o convirtiendo en nula su absorción. Las porciones insolubles de PNA son las que causan este efecto.

Los PNA también forman complejos indigeribles a nivel intestinal, dificultando la absorción de las sustancias ligadas.

Las porciones solubles de los PNA (parte de los B-glucanos y pentosanos) y algunas glicoproteínas (proteínas combinadas con carbohidratos) tienden a aumentar la viscosidad en el intestino, al acumular gran cantidad de agua, convirtiendo al quimo en una sustancia viscosa y pegajosa, dificultando la absorción de nutrientes. Este incremento en viscosidad genera efectos negativos en la consistencia de las heces, generando incluso síntomas de diarrea. El incremento de viscosidad provoca que la tasa de pasaje disminuya, lo que puede afectar la ingesta y finalmente el crecimiento del animal.

El cuadro 2 muestra los niveles y tipos de PNA en diferentes insumos de uso pecuario.

El incremento de la viscosidad tiene efectos negativos adicionales, como alteración del pH, modificación de la microflora intestinal, e incluso obliga a una generación desproporcionada de enzimas, provocando pérdidas de proteína endógena.

La soya es el insumo usado como parámetro global para la oferta de proteína vegetal. El contenido proteico y perfil de aminoácidos la hacen particularmente útil en la alimentación de aves y cerdos. Sin embargo, de acuerdo al cuadro 1, es uno de los insumos que mayor cantidad de PNA contiene (entre 180 y 227 gramos por kilogramo de insumo).

Tradicionalmente las harinas de soya de alta proteína se consiguen de granos de soya descascarados; las de proteína baja o media, contienen mayores niveles de fibra y menor nivel de energía metabolizable.

El contenido nutricional del grano de soya entero es fijado en diferentes etapas de la maduración de la planta, la grasa se fija en un estadio temprano de desarrollo de la semilla, mientras la proteína se acumula al final de la maduración de la planta.

En los últimos años, diversas variedades de soya genéticamente modificada han ingresado a los mercados, buscando mayores rendimientos y beneficio económico para el agricultor.

NRC considera que 65% del valor del cultivo es adjudicado al contenido proteico y 35% al nivel de grasa.

Estas variedades tienen mayores rendimientos basándose en una mejor defensa del grano en el campo (resistiendo a picaduras de aves, insectos, etc.), logrando mayor peso por hectárea, es decir aumentando las porciones fibrosas, sin mayor incidencia en los valores proteicos o en el contenido de aceite. Se espera que en el futuro, se ofrezcan semillas con menor contenido de sustancias anti nutritivas (como los PNA).

Recientemente se ha observado mucha preocupación por la menor digestibilidad de los carbohidratos de la torta de soya en los monogástricos. Las aves y los cerdos no producen alfagalactosidasa, una enzima que ayuda a desdoblar PNA. La harina de soya contiene 5% de estaquiosa, 1% de rafinosa y 6% de sucrosa, todas ellas consideradas PNA,  azúcares (polisacáridos) de pobre digestión.

La solución a este problema tiene 2 rutas posibles, cambiar el solvente usado en la extracción de aceite (usar etanol en vez de hexano ayuda a remover gran cantidad de los oligosacáridos), o usar enzimas exógenas. Dado que el Perú casi no tiene producción nacional de harina de soya, y que el proceso de extracción por etanol es aun económicamente inviable, controlar el tipo de extracción es difícil y poco probable, por lo que debe optarse por la otra opción y evaluar las enzimas existentes en el mercado.

Cabe indicar que debido a la estructura de los PNA y a la gran cantidad de materias primas en los que son encontrados, se requiere una actividad enzimática de amplio rango para poder hidrolizarlos adecuadamente.

Con el fin de ofrecer en forma clara alternativas para el productor pecuario, se realizo recientemente un ensayo destinado a comprobar la eficacia de un complejo enzimático de origen natural (Allzyme Vegpro, complejo enzimático natural que contiene alfa-galactosidasa, amilasa y otras enzimas para trabajar sobre azucares complejos además de una proteasa) sobre la soya incluida en la ración, midiendo el nivel de energía liberado por este producto.

El ensayo se realizo en la UNALM (Universidad Nacional Agraria La Molina), y tenía por objetivo determinar el aumento de la energía metabolizable corregida por nitrógeno (EMAn) por efecto de la suplementacion de Allzyme Vegpro, en dietas con niveles crecientes de energía metabolizable para broilers.

Se emplearon 150 pollos BB de la línea Cobb, alojados en dos baterías iniciadoras, de 15 jaulas cada una, con 5 aves por jaula.

Los animales fueron alimentados con una dieta comercial de inicio los primeros 17 días. Del 18vo al 21er día, luego de 12 horas de ayuno, cinco de las jaulas (25 aves en total) recibieron los tratamientos experimentales. La determinación de la EMAn se realizo usando la técnica de colección total de excreta (Hill et al., 1960). Las determinaciones de EB, humedad y nitrógeno se obtuvieron con las metodologías A.S.T.M., 1972  y A.O.A.C., 1990 respectivamente.

La EMAn se calculo con la formula siguiente:

EMAn / g dieta = Energía Bruta / g dieta-Energía excreta / g dieta – 8.22 (g N retenido / g dieta)

Se evaluaron tres niveles de energía con y sin la inclusión de Allzyme Vegpro.

Los valores de digestibilidad aparente de la materia seca, la EMAn determinada y el incremento de energía por la adición de Allzyme Vegpro pueden observarse en el cuadro 3.

La adición de Allzyme Vegpro a las dietas experimentales, resulto en un incremento en la utilización de la energía de la dieta..

El efecto de Allzyme Vegpro, independientemente del nivel de energía de la ración, se estima en 47 Kcal/kg de aumento de EMAn, para el nivel de inclusión de Torta de soya en este ensayo.

Las enzimas contenidas en Allzyme Vegpro desdoblaron las cadenas de PNA existentes en la torta de soya incluida en la dieta, liberando los azucares glucosa, haciéndolos disponibles para el animal, e incrementando de esta manera la energía de la dieta.

Al momento de desarrollar este ensayo, los precios de los principales granos como maíz y soya, bordeaban los U$ 280 y U$ 450  dólares por tonelada respectivamente, considerándose el valor de la caloría en U$ 0.08. El beneficio económico probable por la liberación de 47 Kcal, era casi de U$ 3.76 por tonelada.

Al momento de redactar este articulo, el maíz había incrementado su costo en casi 20%, llevando el costo por caloría a U$ 0,11, por lo que el beneficio económico probable al usar Allzyme Vegpro se eleva también hasta U$ 5.17 por tonelada. Ambos resultados generarían expectativa en una empresa pecuaria por el efecto económico sobre sus costos de producción.