Efecto de sistemas de liberación controlada de ácidos orgánicos sobre los parámetros productivos y la bioquímica sanguínea del pollo de engorda

La industria avícola continuamente se encuentra en la búsqueda de nuevos aditivos para mejorar la eficiencia alimentaria y la sanidad animal; entre estos compuestos, los ácidos orgánicos son una alternativa prometedora, debido a que mejoran la solubilidad de los ingredientes de la dieta, optimizan la digestión y la absorción de los nutrientes, reducen la colonización por microorganismos patógenos y además proveen a la población de productos avícolas más nutritivos y saludables.

Durante los últimos 50 años, el uso de antibióticos como promotores de crecimiento ha sido restringido en muchos países; sin embargo, ante la nueva legislación Europea sobre la prohibición en la utilización de antibióticos, varias alternativas están siendo investigadas basadas en el uso de ácidos orgánicos y otras sustancias de origen natural, debido a que éstas pueden presentar actividad antibacterial por efecto en la reducción del pH y sobre todo por su capacidad de disociación.

La gran mayoría de las investigaciones han sido desarrolladas con el objetivo de evaluar los efectos del uso de diferentes ácidos orgánicos sobre los parámetros productivos de la industria porcina, con muy buenos resultados; sin embargo, la información del uso de un solo ácido orgánico así como de mezclas en la industria avícola es aún limitada y controversial. A la fecha, no existe información en la literatura sobre el uso de mezclas de ácidos orgánicos encapsulados en una matriz polimérica, los cuales sean liberados dentro del tracto gastrointestinal de las aves de una manera “eficiente” y “controlada”. Consecuentemente, la presente investigación pretende evaluar el efecto de un sistema de liberación controlada de ácidos orgánicos sobre los parámetros productivos así como sobre la bioquímica sanguínea del pollo de engorda.

Productos químicos. Los ácidos: L-hidroxibutanodioico (málico), 2,4-hexadienoico (sórbico), 2-hidroxi-1,2,3-propanotricarboxílico (cítrico), y trans-1,2-etilendicarboxílico (fumárico) fueron obtenidos de Mallinckrodt Baker (JT Baker, Xalostoc, México). El promedio en la pureza de los ácidos orgánicos fue de 99%. Para encapsular la mezcla ácida se utilizó una dispersión acuosa de polímeros a base de dimetil aminoetil metacrilato, butil metacrilato y metil metacrilato a una concentración de 30%. Esta mezcla de polímeros acrílicos es comúnmente empleada en la industria farmacéutica.

Elaboración del aditivo. Se prepararon diez lotes de 300 gramos cada uno de la mezcla de ácidos orgánicos, los cuales se adicionaron a 1 L de la disolución polimérica hasta obtener una mezcla homogénea, misma que se dejó evaporar a una temperatura de 70oC por espacio de 48 horas, para producir un sólido homogéneo. El material resultante fue triturado en un molino de disco rotatorio tipo C-11-1 (Glen Mills, Inc. Clifton NJ, USA), y posteriormente tamizado para obtener un tamaño de partícula de 1 mm (malla 70). Un segundo tratamiento fue aplicado a las esferas, recubriéndolas nuevamente con la solución polimérica mediante un aspersor de laboratorio (Quimax, NL, México). La cantidad de aditivo preparado fue de 3 kg, y la concentración final de la mezcla de ácidos orgánicos en las esferas fue de 85% (p/p). Con esta tecnología, el sistema tiene la característica de liberar a la mezcla de ácidos orgánicos de una manera controlada, siendo muy efectiva cuando el pH del medio se encuentre alrededor de 7.

Animales (alojamiento y manejo). Para el experimento, 225 pollos de engorda de un día de edad (Ross 308) fueron divididos en dos grupos experimentales y un grupo de referencia (tal que el promedio de peso corporal de los animales difiriera en menos de 1 g). Setenta y cinco aves por grupo (5 repeticiones de 15 aves cada una) fueron alojadas en jaulas de plástico ?113 cm (largo) ? 90 cm (ancho) ? 60 cm (alto)?, en una habitación con control de ciclo de luz (12 h ciclo), en un rango de temperatura de 30-32ºC. En cada jaula, dos fuentes de calor provenientes de lámparas IR (250W) se utilizaron para mantener la temperatura corporal de las aves entre 39 y 42ºC. El piso de las jaulas fue acondicionado con 5 cm de espesor de virutas de madera y 2 bebederos con capacidad de 2L cada uno fueron instalados por jaula. Durante los primeros 7 días de edad, las aves se alimentaron con comederos tipo charola, sobre las cuales una malla plástica de 1 cm fue colocada para prevenir el desperdicio de alimento. Posteriormente, el alimento fue ofrecido en comederos lineales ?91.5 cm (largo) ? 11.5 cm (ancho) ? 5.4 cm (alto)?.

Dietas experimentales. La dieta control (sorgo-soya) fue preparada con base en las recomendaciones del Consejo Nacional de Investigación (NRC). La composición y el análisis químico se presentan en el Cuadro 1. Para la preparación de los otros tratamientos, la dieta control fue adicionada con el aditivo a concentraciones de 0.1 y 0.5% (p/p), respectivamente. El contenido final de humedad de la dieta fue de 12%.

Recopilación de datos y mediciones bioquímicas. El alimento y el agua se proporcionaron ad libitum durante todo el experimento (0-30 días). Las aves fueron pesadas individualmente al inicio del experimento y posteriormente a intervalos semanales. El peso vivo corporal, el consumo de alimento y la conversión alimenticia también fueron registrados semanalmente. Después de 30 días, se tomó una muestra de sangre mediante punción cardiaca de diez aves seleccionadas al azar (las aves fueron expuestas 1 minuto a una atmósfera compuesta por 40% de bióxido de carbono, 30% de oxígeno y 30% de nitrógeno con fines anestésicos). Los animales sangrados fueron posteriormente expuestos a una atmósfera de 80% de bióxido de carbono, 5% de oxígeno y 15% de nitrógeno para eutanasia. El hematocrito, las proteínas totales, la albúmina, así como la actividad de las enzimas alaninoaminotransferasa (ALT) y aspartatoaminotransferasa (AST), se determinaron utilizando kits comerciales (Wiener Lab., Rosario Argentina). Los valores de pH en diferentes secciones del tracto gastrointestinal de las aves (proventrículo, ventrículo, duodeno, yeyuno e íleon) fueron determinados de manera directa con un medidor de pH portátil marca Conductronic.

Diseño experimental y análisis estadístico. El experimento se llevó a cabo como un diseño completamente al azar. El diseño experimental consistió de tres tratamientos: (1) ración suministrada con aditivo a una concentración de 0.1%, (2) ración suministrada con aditivo a una concentración de 0.5%, y (3) dieta control. Los datos fueron evaluados mediante un análisis de varianza (ANDEVA) y las medias fueron separadas con el procedimiento de Dunnet utilizando el sistema de análisis estadístico-SAS. Un valor de significancia (α = 0.05) se utilizó para distinguir diferencias entre los tratamientos.

 

Desempeño productivo de las aves. Los efectos de suplementar la mezcla de ácidos orgánicos inmersos en una matriz polimérica sobre el crecimiento de las aves se muestra en el Cuadro 2. Los resultados indicaron que el peso vivo corporal fue mejorado significativamente (P<0.05) en las aves con la inclusión del aditivo a concentraciones de 0.1 y 0.5%. Los valores de peso promedio para estos grupos fueron de 1607 y 1738 g, respectivamente. En el caso del grupo control, el peso promedio de las aves fue de 1496 g. En general, el peso vivo corporal fue ligeramente mayor en los animales suplementados con el aditivo en su dieta, en comparación con el del grupo control. Por otra parte, el consumo de alimento difirió significativamente (P<0.05) en relación al control. Las aves suplementadas con el aditivo a concentraciones de 0.1 y 0.5%, presentaron un consumo promedio de alimento de 2601 y 2678 g/ave, respectivamente. En el caso del grupo control, el consumo de alimento fue de 2750 g/ave (Cuadro 2). El mismo comportamiento fue observado en relación al índice de conversión alimenticia. En general, el índice de conversión disminuyó significativamente (P<0.05), presentando valores de 1.61 y 1.54 para los grupos suplementados con el aditivo a concentraciones de 0.1 y 0.5%, respectivamente. Por el contrario, las aves del grupo control, presentaron un valor promedio en el índice de conversión de 1.83 (Cuadro 2).

En este contexto, se ha reportado que los ácidos orgánicos tienen un efecto positivo sobre el crecimiento de las aves, ya que la acidificación de la dieta aumenta la proteólisis gástrica, así como la digestibilidad de las proteínas, como resultado en la mejora de la actividad de las enzimas digestivas. La razón por la cual la proteína es mejor utilizada cuando se adicionan ácidos orgánicos a la dieta, se debe al hecho de que el pepsinógeno, es convertido en pepsina, con lo cual aumenta la actividad catalítica de la pepsina y mejora la digestibilidad de la proteína. Además, los péptidos derivados de la proteólisis de la pepsina, desencadenan la liberación de hormonas (incluidas la gastrina y colecistoquinina), las cuales regulan la digestión y la absorción de las proteínas. Los resultados en los parámetros productivos concuerdan con lo reportado previamente para aves alimentadas con dietas suplementadas con 0.2% de ácido propiónico durante un periodo de 21 días. En relación con esto, uno de los factores críticos a controlar es la concentración de ácido orgánico adicionada a la ración, ya que se han reportado disminuciones en el consumo en pollos de engorda alimentados con raciones conteniendo hasta 7.5% de ácido láctico. Este fenómeno puede ser debido a que la mayoría de los ácidos orgánicos poseen una baja tendencia a liberar sus iones H+, consecuentemente un sabor fuerte es asociado con ellos. Por lo tanto, el suplementar con altas concentraciones de ácidos orgánicos podría reducir el consumo debido a cambios en la palatabilidad de la ración. En la presente investigación, este fenómeno fue minimizado, debido a las bajas concentraciones empleadas (máximo 0.5%). Es importante señalar que la mezcla de ácidos orgánicos se libera principalmente en las secciones del yeyuno e íleon por efecto del pH gastrointestinal, haciendo más efectiva su absorción a diferencia de suministrarse de manera directa en la ración o incluso en el agua de bebida.

Parámetros en el suero sanguíneo de las aves. Los datos presentados en la Cuadro 3 muestran que la suplementación de la ración con el aditivo no afectó de manera significativa los valores de hematocrito, así como la concentración sérica de proteínas totales y la albúmina. Sin embargo, se encontraron diferencias significativas (P<0.05) en relación con el control para el caso de enzima AST. A medida que se aumentó la concentración de aditivo en la dieta, se registró un ligero incremento en la concentración enzimática. Las aves suministradas con la concentración más alta de aditivo (0.5 % p/p), presentaron una mayor concentración en la enzima AST (28 UI/L), en comparación con el grupo control (23 U/L). Por el contrario, la suplementación de la ración con el aditivo, no afectó los valores de la actividad de la enzima ALT. Estos resultados son consistentes con los obtenidos en conejos y pollos de engorda, debido a la inclusión de ácido cítrico y acético en la dieta, respectivamente. Además, se ha reportado que las proteínas totales y la albúmina no son afectadas debido a la inclusión de 1.5 o 3% de ácido cítrico en los pollos de engorda.

Si bien, el incremento de los valores enzimáticos en las aves varía con las diferentes especies, la elevación de la actividad enzimática se ha correlacionado con el daño hepatocelular. La causa más frecuente de la elevación de la actividad de la enzima AST en las aves, es la enfermedad hepática; las aves con valores de AST superiores a 230 UI/L son consideras anormales. Más aun, un incremento moderado (2 a 4 veces) en la enzima AST se observa cuando hay lesiones en el tejido blando, mientras que en la necrosis hepática, la elevación es más notable. Los resultados muestran que la inclusión de diferentes concentraciones de aditivo en la dieta, afectaron de manera significativa la actividad de la enzima AST; sin embargo, el máximo aumento (1.2 veces), se observó en las aves alimentadas con la dieta suplementada con 0.5 % (p/p) de aditivo (Cuadro 3). Estos resultados concuerdan con lo reportado en pollos de engorda alimentados con una dieta conteniendo 2% de ácido cítrico. Sin embargo, en esta investigación, hay poca evidencia, a partir de los valores enzimáticos, que la ingesta diaria de aditivo a estas concentraciones pueda ejercer efectos tóxicos en las aves. La relación AST/ALT también ha sido usada en algunos estudios en aves como un indicador exitoso para distinguir la enfermedad hepática y es de gran ayuda en el diagnóstico. Por lo general, una relación ?2 enfáticamente sugiere lesión o enfermedad hepática. En este trabajo, la relación AST/ALT fue un indicador de no alteraciones hepáticas por efecto de la inclusión de la mezcla de ácidos orgánicos en la dieta (Cuadro 3). El máximo valor (1.4) fue registrado para las aves suplementadas con 0.5% de aditivo. En relación con estos resultados, es conveniente señalar que la mayoría de los ácidos orgánicos aquí evaluados se encuentran dentro de los aditivos más usados por la industria alimentaria, los cuales son empleados como conservadores, agentes de control de pH, mejoradores del sabor y antioxidantes. Por lo anterior, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) las ha clasificado como sustancias generalmente reconocidas como seguras (GRAS). Sin embargo, algunos efectos tóxicos, principalmente en referencia al ácido cítrico también han sido estudiados. Por ejemplo, se ha reportado que la administración de ácido cítrico por vía intraperitoneal a ratones incrementa el nivel enzimático de la AST y disminuye la actividad de la enzima ALT, y además desarrolla cambios histopatológicos tales como degeneración de tejido y necrosis de hepatocitos. Estos resultados son consistentes con los aquí reportados; sin embargo, los valores enzimáticos estuvieron muy por debajo del considerado como anormal para el caso de las aves.

pH del tracto gastrointestinal de las aves. El efecto del uso de aditivo en los valores de pH de los diferentes segmentos del tracto gastrointestinal de las aves se presenta en el Cuadro 4. Los resultados indicaron que la administración de la mezcla de ácidos orgánicos ligeramente redujo los valores del pH en el proventrículo, ventrículo, duodeno, yeyuno e íleon, en comparación con los valores del grupo control. Sin embargo, las diferencias no fueron estadísticamente significativas (P>0.05).

Se ha reportado que al suministrar una mezcla de ácidos orgánicos (propiónico y fórmico) en la dieta de pollos de engorda, no se reduce de manera significativa el pH intestinal. Este efecto insignificante, puede deberse en gran parte a la fuerte acción amortiguadora del tracto gastrointestinal de las aves.

Finalmente, el nivel de pH en áreas específicas del tracto gastrointestinal, es un factor determinante para establecer la población microbiana, la cual también afecta la digestibilidad y la absorción de la mayoría de los nutrientes de la dieta. Teniendo en consideración que la mayoría de los patógenos crecen en un pH cercano a 7, y que los microorganismos benéficos crecen en un medio ácido (5.8 – 6.2), en el cual compiten con los patógenos, la liberación de los ácidos orgánicos del aditivo en secciones específicas del intestino puede ser una alternativa para el desarrollo del sistema inmune, así como para mejorar los parámetros productivos de las aves.

Valor del trabajo y de la información. Considerando que el sector avícola mexicano participa con el 63.4% de la producción pecuaria y teniendo en cuenta que la alimentación representa entre el 70 y el 80% de los costos de producción, el valor del trabajo y de la información radica en la generación de información básica referente a los beneficios de los sistemas de liberación controlada de mezclas de ácidos orgánicos sobre los parámetros productivos de las aves. Estos sistemas permiten el uso de una menor cantidad de ácido orgánico y consecuentemente reducen los costos de utilización mejorando de manera significativa los parámetros productivos. Los aditivos obtenidos mediante esta tecnología, permiten retrasar la liberación y por consiguiente dirigir a la mezcla de ácidos orgánicos a través del tracto gastrointestinal para una óptima eficacia, además de no tener efecto sobre las propiedades organolépticas de las raciones.

Campo de aplicabilidad. El sector avícola en general (pequeños, medianos y grandes productores).
Restricciones de conocimiento. El estudio está enfocado principalmente a evaluar el efecto de los sistemas de liberación controlada de ácidos orgánicos sobre los parámetros productivos del pollo de engorda; sin embargo, el efecto que éstos aditivos presentan sobre algunos parámetros enzimáticos, en específico la enzima AST, aún no está bien elucidado. Aunque es bien sabido que los ácidos orgánicos presentan en mayor o menor grado un efecto hepatotóxico, las bajas concentraciones en este experimento en particular, han permitido corroborar este fenómeno; sin embargo, los valores obtenidos referentes a las enzimas séricas no han llegado a ser conclusivos de un daño hepático. Esta parte de la investigación ya se encuentra en la etapa de desarrollo, con el objetivo de esclarecer el incremento en la concentración de este tipo de enzima en el suero sanguíneo de los animales alimentados con dietas suplementadas con ácidos orgánicos. Finalmente, con la información obtenida, el laboratorio pretende conocer el efecto de estos aditivos sobre los parámetros productivos de otras especies, entre ellas los pavos, las gallinas, los lechones y los cerdos.

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