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Utilización de fosfatos alimenticios: ¿Realidad o confusión?

Publicado el: 21/11/2012
Autor/es: Dr. Hannes Viljoen, Director at Animal Nutrition & Health. Sudáfrica
1. Introducción 
Los alimentos de origen vegetal no contienen el suficiente fósforo (P) digestible necesario para la producción animal. Por esta razón P inorgánico adicional es agregado a las dietas animales. Los alimentos de origen vegetal y animal así como las fuentes inorgánicas de P contienen cantidades variables de fosfato disponible para las funciones bioquímicas. Por tal motivo, la mayoría de los nutricionistas incluyen un factor de seguridad para asegurar que la producción y las características relacionadas no sean perjudicadas. Esta práctica puede fácilmente llevar a excesos en la formulación de fósforo, lo cual es costoso y trae como consecuencia una excesiva excreción del elemento al medio ambiente. 
Para optimizar las dietas en monogástricos, se necesita un adecuado conocimiento de la utilización de P en todos los alimentos así como el correspondiente requerimiento de los animales en las diferentes fases de producción. El dilema para el nutricionista es que en la literatura se emplean libremente conceptos de utilización de P (biodisponibilidad, digestibilidad y sus derivados) y a menudo llevan a confusiones. Nutricionistas no familiarizados con la manera en que estos valores son determinados, pueden formular alimentos en forma equivocada. Las discrepancias percibidas en el uso de las fuentes inorgánicas de P deben acentuarse a los efectos de intentar clarificar los conceptos involucrados.
 
2. Medición de la utilización de P 
Ningún elemento se absorbe y se utiliza completamente; inevitablemente una fracción se pierde en los procesos digestivos y metabólicos. Diferentes técnicas de investigación se llevan a cabo para determinar tan exacto como sea posible la proporción que el animal podrá utilizar. De estos métodos una serie de términos se usan para cuantificar la "utilización" o "disponibilidad" del P (incluyendo "biodisponibilidad; disponibilidad aparente; disponibilidad verdadera; retención" y otros). Las expresiones a menudo utilizadas son biodisponibilidad y digestibilidad. Con frecuencia, estas denominaciones son utilizadas fuera de contexto y no deben ser confundidas entre sí.
 
Definiciones:
Disponibilidad: Es la proporción de un nutriente que puede absorberse y/o puede ser utilizado por el animal para cubrir sus requerimientos netos. También se define como la proporción de un mineral que es retenida en el cuerpo.
Digestibilidad aparente: Es la cantidad de Fósforo ingerido menos la cantidad excretada en las heces, incluyendo las pérdidas endógenas.
Los primeros ensayos llevados a cabo con pollos, utilizaron parámetros óseos (porcentaje de ceniza en tibia o porcentaje de ceniza de metatarso) para reflejar el valor biológico relativo (RBV). Esta técnica, parece ser la más apropiada para determinar la biodisponibilidad debido a que más de 80% del fósforo es trasladado al esqueleto (Zwart, 1999). Sin embargo, el nivel de fósforo en el alimento debe estar por debajo de los requerimientos del animal (Potter et al, 1995).
Aunque esta técnica parece ideal, es importante destacar que estos estudios no miden la verdadera biodisponibilidad, sino que generalmente comparan fuentes de P en una base relativa (Tabla 1). La performance de la prueba de fosfatos es comparada con una referencia de fosfato standard (Waldroup, 1999). El RBV puede ser del 100% o mayor, dependiendo de la fuente de fósforo de referencia.
En fuentes vegetales de alimentos, frecuentemente el P disponible se define como el P total menos el P fítico, asumiendo el supuesto de que todo el P fítico no es digerible y el P no-fítico se digiere totalmente. En la mayoría de las tablas de alimentos, este concepto se utiliza para determinar el valor de P para el animal. Sin embargo, está claramente demostrado por Van der Klis y Versteegh (1996), que la absorción de P de los alimentos vegetales es mayor que el P total menos el P fítico, mientras que la absorción de P no-fítico varía entre el 55 a 92%. Muchas Tablas de alimentos consideran a los fosfatos inorgánicos como una fuente de P no-fítico y por lo tanto completamente disponible para el animal, sin embargo esto no es cierto. Esto muestra la necesidad de una evaluación de la absorción de P de todos los alimentos (de origen inorgánico, vegetal y animal).
La digestibilidad aparente del P en el tracto digestivo también se determina en forma frecuente (Tablas 2 y 3). Dellaert et al. (1990), concluyeron que la digestibilidad aparente del P en el tracto digestivo total es el criterio más eficiente para evaluar el valor nutritivo de varios fosfatos alimenticios en cerdos, compensando de esta manera factores potenciales de confusión. Los principales factores son la porción de P endógeno presente en heces y el contenido de P en la orina. La compensación de estas fracciones (digestibilidad verdadera) es considerada como un buen reflejo de la biodisponibilidad del P. Estos efectos pueden minimizarse manteniendo el P de las dietas experimentales por debajo de los requerimientos de los animales (Jongbloed et al., 1999).
Esto puede verificarse si los resultados del análisis de orina muestren valores por debajo o cerca del límite de detección (<25 mg/L). En dietas balanceadas, la concentración de P en la orina de lechones alimentados por encima de los requerimientos osciló entre 150 y 400 mg/L (Mulder y Jongbloed, 1985). En aves, está disponible un adecuado método de muestreo ileal para muestreo de quimo (Van der Klis, 1993). Esto implica que la excreción urinaria de P no interfiere con los análisis a nivel ileal.
La digestibilidad aparente es un valioso parámetro del potencial del P en los alimentos, con la precondición que el contenido de P en las dietas experimentales esté por debajo de los requerimientos recomendados para los animales. Probablemente, ésta sea la manera más práctica de expresar el valor del P en un alimento.
 
3. ¿Cómo se reflejan estas técnicas en las fuentes de fósforo inorgánicas? 
Se han llevado a cabo muchos estudios sobre la utilización de suplementos inorgánicos de P en animales. Estos mostraron diferencias en la utilización entre diferentes fuentes genéricas, así como dentro de cada una de ellas. A pesar de estos resultados, investigaciones relacionadas donde se usaron fosfatos inorgánicos (utilización de fitasas, determinación de requerimientos digestibles, etc.), raramente consideran las diferencias en el uso de las diferentes fuentes inorgánicas de P.
En muchos de estos estudios se utiliza fosfato dicálcico (DCP) sin una propia descripción de la fuente (hidratado o anhidro o la digestibilidad del mismo). Esto supone que gran parte de la variación encontrada entre estudios del mismo tipo sea atribuible en parte a estos factores. El dilema con que el Nutricionista se enfrenta, es asignar el correcto valor de P disponible/digestible de una fuente, para llevar a cabo una formulación.
Resultados de un ensayo llevado a cabo por Waibel et al. (1984) muestra la determinación de la biodisponibilidad a través de las cenizas de tibia, tomando a un fosfato mono-dicálcico (MDCP) como fuente de la referencia (Tabla 1). Dos importantes conclusiones se obtienen de los datos: 
  • Los valores de disponibilidad relativa son una manera fácil de hacer un ranking de los fosfatos alimenticios, en orden de determinar el valor nutritivo relativo a una fuente de referencia (en este caso, MDCP). Como ya fue mencionado estos valores dependen de la fuente de la referencia utilizada. Por consiguiente, es posible obtener valores mayores que 100% y difícil, si no imposible, comparar resultados de estudios diferentes entre sí.
  • La variación en la biodisponibilidad dentro de las fuentes con la misma descripción genérica puede ser muy grande. Esto se acentúa por el 31 - 32 % y 18 % unidades de porciento de diferencia respectivamente entre los valores más altos y más bajos de MDCP, DCP y DFP respectivamente (Tabla 1). La utilización de valores medios de biodisponibilidad por producto genérico sin el conocimiento sobre el producto específico puede llevar a grandes errores. Aunque en la Tabla 1 se muestra en promedio una diferencia del 5% en la biodisponibilidad entre un MDCP y un DCP, esto podría llevar a equivocaciones si se acepta como una diferencia genérica.
 
Tabla 1: Biodisponibilidad de fosfatos en pavos (Waibel et al., 1984)
Fuente
Fuente de Ref.
Nº de muestras
Biodisponibilidad relativa1
Variación
Promedio
Fosfato Monodicálcico (MDCP)
MDCP
8
76.7-108.5
95.8
Fosfato Dicálcico (DCP)
MDCP
20
75.1-106.3
90.3
Fosfato Defluorinado (DFP)
MDCP
9
67.6 - 85.2
78.6
¹ Ceniza en tibia.
En las Tablas 2 y 3 se muestran resultados de ensayos donde se determinó la digestibilidad aparente (expresada como biodisponibilidad) de fosfatos alimenticios. El trabajo realizado por Van der Klis & Versteeg (1996), muestra la misma clasificación jerárquica con respecto al valor de biodisponibilidad relativa mostrados en Tabla 1 para el MDCP y DCP. Sin embargo, estos valores son más bajos que los valores de la Tabla 1 debido a la manera cuantitativa en que fue realizada la medición. Los valores de digestibilidad determinados por este método podrían ayudar a dar al Nutricionista un valor práctico de las diferentes fuentes. Parte de la variación mostrada en la Tabla 1, donde se describieron las fuentes como MDCP, DCP o DFP, puede explicarse de los valores de la Tabla 2. La diferencia entre un DCP anhidro y un DCP hidratado resulta en 22 unidades de porcentaje de diferencia en P disponible. Esto también presupone que parte de la variación numérica del MDCP puede ser debido al mismo fenómeno.
 
Tabla 2: Disponibilidad de fósforo (digestibilidad) de fuentes inorgánicas en pollos parrilleros (Van der  Klis & Versteegh, 1996)
Fuente de P
Total P (%)
P Disponible (% del total)
Fosfato de Calcio Sodio (DFP)
18.0
59
Fosfato Dicálcico (DCP) (anhídrido)
19.7
55
Fosfato Dicálcico (DCP) (dihidratado)
18.1
77
Fosfato Monocálcico (MCP)
22.6
84
Fosfato Monodicálcico (dihidratado) (MDCP)
21.3
79
Fosfato Monosódico
22.4
92
 Tabla 3: Coeficiente de Digestibilidad del P en cerdos (Kemme et al., 2001)
Fuente¹
Promedio²
MCP 2 (Producción Europea - Bolifor MCP-F)
90.8c
MDCP (Producción Sudafricana – Kynofos 21)
89.2bc
MDCP (Producción Estados Unidos)
83.6ab
DCP (dihidratado) Producción (Sudafricana Kynofos 18)
78.6a
MSP
92.3c
¹ MCP = Fosfato Monocálcico; MDCP = Fosfato Monodicálcico; DCP = Fosfato Dicálcico;
MSP = fosfato Monosódico
²abc - Valores con diferentes letras difieren significativamente P <0.05
Para categorizar los fosfatos inorgánicos alimenticios con más precisión dentro de un grupo genérico, una serie de factores dentro de lo razonable pueden ser monitoreados. Estas diferencias (tipo de producto) son principalmente dependientes de la reacción química y de los factores que influyen en esta reacción. La dinámica de estas reacciones dicta que al final todos los productos son mezclas químicas de diferentes fosfatos. Esto significa que cualquier fosfato inorgánico alimenticio convencional es una mezcla de compuestos diferentes (por ejemplo un MCP comercial siempre contendrá también DCP).
 
3.1. DCP 
Los controles sobre el proceso de producción (temperatura, control de la reacción química, etc.) determinan las diferencias en la composición del DCP. Temperaturas demasiado altas (reacción descontrolada) pueden producir la evaporación del agua de cristalización, formando un producto anhidro. Como se muestra en la Tabla 2 esto puede tener un efecto perjudicial en la digestibilidad/biodisponibilidad. Para que el Nutricionista pueda determinar si un producto es anhidro, lo primero que debe observar es el valor de P. La pérdida de agua de cristalización concentra el producto obteniendo mayores valores de P. Típicamente, un DCP dihidratado contiene aproximadamente 18 % P, mientras un DCP anhidro puede contener 20% P. Otra manera de determinación, es hacer un análisis de humedad. Un dihidratado perderá más humedad que un producto anhidro cuando la temperatura de secado exceda los 100oC. Un tercer método sería analizar el producto por refracción de rayos X (Kemme et al., 2001) el cual distinguirá las diferentes fuentes por sus propiedades químicas. Sin embargo, lo más preciso sería que el fabricante pueda proporcionar la digestibilidad (biodisponibilidad) de su producto probándolo in vivo en una institución respetable, empleando técnicas adecuadas de ensayo.
 
3.2. MCP/MDCP 
Los fosfatos monocálcico y monodicálcico son una mezcla química de MCP y DCP. Los productos son clasificados como MCP si la fracción de P derivada del MCP constituye más de 80% del producto y completando el resto con DCP. Los datos en la Tabla 3 muestran que KYNOFOS 21 puede competir en forma favorable con los mejores en el mundo.
El DCP y MDCP pueden diferir substancialmente en composición y biodisponibilidad como se muestra en la Tabla 1. La proporción MCP y DCP puede variar desde el valor más bajo de 50% P de MCP a 80% P de MCP.
Las diferencias en biodisponibilidad entre un MCP y DCP en cerdos (Tabla 3) de aproximadamente 12 unidades de porciento, indican que las características de el MDCP son cruciales para asignar un valor realista al producto.
El MDCP específico (KYNOFOS 21) referido en la Tabla 3 tiene una proporción de P de MCP de 75% y P de DCP de 25%. Esta es probablemente la razón por la que los valores de biodisponibilidad no difieren significativamente (P <0.05) de las muestras descriptas como MCP (80% P o mayor de MCP). El menor valor de biodisponibilidad obtenido en los EE.UU., probablemente sea debido a una diferente proporción de MCP y DCP en el producto. En cuanto a DCP, un MDCP puede producirse como un producto anhidro, (di y monohidratado para el DCP y la fracción MCP).
En la práctica, dos procedimientos pueden seguirse para determinar la proporción de MCP y DCP en una fuente MDCP. 
  • El P en un MCP puro es totalmente soluble en agua (100%) y el P en un DCP puro es insoluble en agua (0%) (CEFIC 1999). Con la determinación del P soluble en agua del producto (o el dato dado por el fabricante), puede determinarse la proporción de MCP y DCP. Por ejemplo, un producto con un 75 % de P soluble en agua indicaría un producto el cual un 75% del volumen de P deriva de MCP y 25% de DCP. 
  • A medida que el componente DCP en un MDCP aumenta, el contenido de calcio total sigue la misma tendencia (el DCP contiene mayor cantidad de Ca que el MCP, típico 24% contra 16%). Una proporción Ca/P de aproximadamente 0.8 podría indicar un producto donde más del 70% del P se obtiene de MCP, mientras una proporción más alta que 0.9 indicaría de que aproximadamente el 50% del P se obtiene de MCP. Estas proporciones pueden ayudar al Nutricionista a caracterizar el tipo de producto y adaptar los valores de disponibilidad en forma acorde.
 
Así como en el DCP, lo más preciso sería que el fabricante pueda proporcionar la biodisponibilidad de su producto específico probándolo in vivo en una institución respetable empleando técnicas probadas.
 
4. Observaciones generales 
El Nutricionista debe ser consciente de los vericuetos en la búsqueda de determinar y cuantificar el valor nutritivo del P en los ingredientes del alimento. Se utilizan varios métodos para determinar la digestibilidad de las fuentes de fósforo. Los resultados de las pruebas se expresan como digestibilidad o como biodisponibilidad relativa (expresada como valor biológico relativo (RBV)). Estos valores no deben confundirse entre sí. La digestibilidad es dada como coeficiente de digestibilidad <100% que puede ser usado cuando se calcula P digestible en la dieta. La biodisponibilidad relativa obtenida de parámetros de performance (ceniza de metatarso y otros parámetros correspondientes) ordena los alimentos según una fuente de referencia, lo cual hace difícil de usar en términos cuantitativos. El RBV puede tener un valor de 100% o mayor, dependiendo de la fuente del fósforo de referencia. 
El P disponible en fuentes vegetales, definido como “P total menos P fítico" podría llevar a una sub o sobreestimación del potencial de un alimento dado que no todo el P no fítico en las fuentes está igualmente disponible. También se debe recordar que el P de origen animal e inorgánico no son parte de este sistema y necesitan ser evaluados en forma diferente. 
La digestibilidad aparente es una valiosa medida del potencial del P de los alimentos, pero con la condición previa que el contenido del elemento en las dietas experimentales este por debajo de los requerimientos de los animales. Esta es probablemente la manera más práctica de expresar el valor del P en los alimentos. 
El valor de un fosfato inorgánico para los animales no sólo puede certificarse por su nombre genérico (MDCP o DCP). Dentro de estos tipos descriptivos, existen grandes diferencias en la composición y utilización por los animales. Estos incluyen diferencias como hidratados versus anhidros, así como la proporción de MCP y DCP en un producto. Para que el Nutricionista pueda conocer qué valor de biodisponibilidad puede asignar a un producto de un determinado elaborador, varias características químicas pueden ayudar en la decisión. Esto no sólo llevará a una formulación del alimento más exacta, sino también ayudará a determinar el valor de un producto específico.
 
Bibliografía
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  7. Van der Klis, J.D. (1993). Physico-chemical chyme conditions and mineral absorption in broilers. PhD thesis, Agricultural University, Wageningen, The Netherlands.
  8. Van der Klis, J.D. and H.A.J. Versteegh (1996). Phosphorus Nutrition of Poultry. In: Recent Advances in Animal Nutrition. Nottingham Feed Manufacturers Conference. Eds. P.C. Garnsworthy, J. Wiseman and W. Haresign. Nottingham UK, pp 71-83.
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  10. Waibel, P.E., Nahorniak, N.A., Dziuk, H.E., Walser, N.M.and Olsen, W.G., 1984. Bioavailability of phosphorus in commercial feed phosphate supplements for turkeys. Poultry Science, 63:730-737
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