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Evonik Animal Nutrition
Variación en las características nutricionales y anti-nutricionales de la pasta de soya usada en México en 2019
Publicado: 9 de abril de 2020
Por: Oscar Vazquez, Roberto Santiago (Evonik México S.A. de C.V.); y Victor D. Naranjo (Evonik Guatemala S.A.)
Resumen
El objetivo de este estudio fue determinar la variación en cuanto a características nutricionales y calidad del procesamiento de distintas pasta de soya (PS) que se comercializaron en México durante el año 2019. Para evaluar el contenido de proteína cruda (PC) y aminoácidos esenciales (AE) se utilizaron 4584 muestras, mientras que para calidad de procesamiento se utilizaron 1750. Los proveedores se clasificaron de I a IX y fueron productores de PS de EE.UU. y México. El contenido de PC y AE fue diferente entre los nueve proveedores evaluados. La diferencia en contenido de PC entre el proveedor más alto y el más bajo fue de 24 g / kg de PS. La calidad del procesamiento fue también diferente entre las PS evaluadas. Algunos proveedores (IV, VI y VII) comercializaron PS con niveles altos (>4 mg/g) de actividad de inhibidores de la tripsina, que indicaron subprocesamiento. Basado en estos resultados se concluye que las PS evaluadas difieren ampliamente en su contenido de PC, aminoácidos esenciales y en la calidad del procesamiento. Los gerentes de plantas de alimentos, de compras y nutriólogos deben considerar las diferencias en el valor nutritivo de las PS que se comercializan en México al momento de tomar decisiones de formulación y evaluación de proveedores. Esta amplia variación denota la importancia de usar herramientas analíticas que permitan el monitoreo continuo de la variabilidad nutricional y calidad de procesamiento de cada lote ingresante de PS a la planta.
Palabras Clave: proteína cruda, aminoácidos, calidad del procesamiento, herramientas analíticas.
Introducción
La pasta de soya (PS) es usada extensamente como una fuente de proteína en nutrición animal en México y a nivel global. La amplia variación en las condiciones medioambientales en las cuales la soya crece, combinado con las diferentes prácticas agrícolas resultan en soyas con diferentes contenidos nutricionales [1]. Adicionalmente, las diferencias en las condiciones de procesamiento tales como la humedad, temperatura y tiempo de secado, resultan en PS con diferente composición nutricional y parámetros de calidad [1]. En este contexto, varias investigaciones [1] han reportado diferencias significativas en contenido de proteína cruda (PC) de PS de EUA, Argentina, Brasil e India con rango de 42.7 a 52.1%, donde Brasil registró el valor más alto (48.8%), aunque el contenido de aminoácidos digestibles totales fue mayor en las PS de EUA y China. En otro estudio [2] se reportaron diferencias significativas inter-país y entre países (EUA, Brasil y China) para el contenido de PC, aminoácidos esenciales y no esenciales.
Con relación a la calidad de la PS, la variación en el contenido de factores anti-nutricionales y disponibilidad de aminoácidos puede ocurrir ya sea por insuficiente (subprocesamiento) o excesivo (sobre procesamiento) calentamiento [3]. Está bien documentado [4] que uno de los principales factores anti-nutricionales presentes en la PS son los inhibidores de la tripsina (IT) que interfieren con el consumo, digestión, absorción, metabolismo de nutrientes y salud del animal. Algunas referencias establecen que niveles de IT <= 4 mg/g en PS son considerados adecuados [4]. En este sentido, un reciente estudio documentó que los niveles que el pollo (6 a 19 d de vida) tolera de forma adecuada varían entre 1.1 y 3.6 mg/g [4], mientras que valores superiores resultan en bajo desempeño productivo [5]. El procesamiento térmico de la soya reduce los niveles de IT a valores tolerables, sin embargo, un exceso en el calentamiento incrementa la incidencia de las reacciones de Maillard que inevitablemente ocurren entre los aminoácidos (AA) y los azucares reductores presente en la PS [6]. En estos casos, se ha reportado que el principal aminoácido que disminuye en contenido y disponibilidad es la lisina [7], que tiene un fuerte impacto sobre el desempeño del pollo por ser un aminoácido esencial limitante.
La variación en las características de calidad de soyas de diferentes países o regiones dentro de país ha sido ya explorada en otros reportes, por ejemplo, en un estudio reciente de Frikha et al. [6] observaron diferencias (p<0.05) en la solubilidad de la proteína de KOH, entre soyas de EUA, Brasil y Argentina, pero no hubo diferencias en actividad ureasica, PDI, actividad del inhibidor de la tripsina y Lisina Reactiva.
En el caso de México, existen pocos reportes de la características nutricionales y calidad del procesamiento de las pastas de soya de origen nacional e importadas que se usan en la industria de aves y cerdos. Adicionalmente, en la mayoría de los reportes citados la cantidad de muestras incluidas por país y región fue limitada. Por lo que el objetivo de este estudio fue determinar la variación en cuanto a caracterices nutricionales y de calidad de procesamiento por vía espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) de las distintas pastas de soya que se comercializaron en México en el 2019.
Materiales y Métodos
Muestras
Para este reporte se tomaron los datos de los nueve principales productores de PS de México y Estados Unidos de América que se comercializan en México. Todas las muestras (n=4584) de los distintos proveedores de PS fueron molidas empleando un molino de laboratorio (ZM-200, Retsch, Stuttgart, Alemania) que tenía una criba de 0.5 mm y analizadas por espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) para determinación del contenido de PC, aminoácidos esenciales totales, lisina digestible ileal estandarizada (Lis DIE) y metionina digestible ileal estandarizada (Met-DIE) en pollos (sistema AMINONIR® Advanced de Evonik) así como como la calidad del procesamiento (sistema AMINORED® de Evonik) entre enero y diciembre del 2019.
Para este reporte se tomaron los datos de los nueve principales productores de PS de México y Estados Unidos de América que se comercializan en México. Todas las muestras (n=4584) de los distintos proveedores de PS fueron molidas empleando un molino de laboratorio (ZM-200, Retsch, Stuttgart, Alemania) que tenía una criba de 0.5 mm y analizadas por espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) para determinación del contenido de PC, aminoácidos esenciales totales, lisina digestible ileal estandarizada (Lis DIE) y metionina digestible ileal estandarizada (Met-DIE) en pollos (sistema AMINONIR® Advanced de Evonik) así como como la calidad del procesamiento (sistema AMINORED® de Evonik) entre enero y diciembre del 2019.
Para el análisis de PC y aminoácidos, los proveedores fueron identificados de la siguiente manera I: (n=780); II: (n=52); III: (n=52); IV: (n=181); V: (n=1097); VI: (n=539); VII: (n=490); VIII: (n=238); IX: (n=1155). Mientras que para los análisis de calidad del procesamiento se utilizaron 1750 muestras y los proveedores fueron identificados como sigue I: (n=60); II: (n=51); IV: (n=182); V: (n=688); VI: (n=283); VII: (n=161); VIII: (n=36); IX: (n=289), se omitió el proveedor III del cual no se obtuvieron datos
Parámetros evaluados
Los indicadores de calidad del procesamiento reportados fueron los siguientes: Índice de Dispersabilidad de la Proteína (PDI, %), Solubilidad de la Proteína en KOH (S-KOH, %), Actividad de los inhibidores de la Tripsina (TIA-A, mg/g), Lisina Reactiva (LR, %), el cociente de Lisina Reactiva/Lisina Total (LR/LT, %) y el Indicador de la Condiciones de Procesamiento (PCI, sobre procesado 0-10, normal >10-20, sub procesado >20-30) un índice numérico desarrollado por Evonik que combina varios factores de sub-procesamiento, procesamiento adecuado y sobre procesamiento, este índice toma en cuenta varios factores anti-nutricionales, así como los efectos de daño por calor sobre el contenido de aminoácidos y solubilidad de la proteína.
Los indicadores de calidad del procesamiento reportados fueron los siguientes: Índice de Dispersabilidad de la Proteína (PDI, %), Solubilidad de la Proteína en KOH (S-KOH, %), Actividad de los inhibidores de la Tripsina (TIA-A, mg/g), Lisina Reactiva (LR, %), el cociente de Lisina Reactiva/Lisina Total (LR/LT, %) y el Indicador de la Condiciones de Procesamiento (PCI, sobre procesado 0-10, normal >10-20, sub procesado >20-30) un índice numérico desarrollado por Evonik que combina varios factores de sub-procesamiento, procesamiento adecuado y sobre procesamiento, este índice toma en cuenta varios factores anti-nutricionales, así como los efectos de daño por calor sobre el contenido de aminoácidos y solubilidad de la proteína.
Análisis estadístico
Los datos de contenido de proteína, aminoácidos y calidad del procesamiento fueron analizados empleando el PROC GLIMMIX para datos con una distribución no normal, del paquete estadístico SAS 9.4. Cuando se detectaron diferencias las medias de mínimos cuadrados fueron separadas empleando la prueba de Tukey con α=0.05.
Los datos de contenido de proteína, aminoácidos y calidad del procesamiento fueron analizados empleando el PROC GLIMMIX para datos con una distribución no normal, del paquete estadístico SAS 9.4. Cuando se detectaron diferencias las medias de mínimos cuadrados fueron separadas empleando la prueba de Tukey con α=0.05.
Resultados
En el Cuadro 1 se muestran los resultados del contenido de proteína y aminoácidos esenciales presentes en la pasta de soya de nueve distintos proveedores en México. Para el contenido de PC se observaron diferencias (p<0.05) entre proveedores, donde los proveedores II y III presentaron los niveles más altos y los contenidos más bajos de PC se registraron en la PS de los proveedores VII y VIII, siendo 15.65 g de PC / kg de PS, la diferencia entre el promedio de los dos proveedores más altos y los dos más bajos. En el caso de Metionina, el nivel más alto (p<0.05) se observó en el proveedor IV y el nivel más bajo (p<0.05) en el proveedor VIII, con una diferencia de 0.7 g/kg de PS, resultado que fue similar para la Met DIE. La Cisteína fue diferente (p<0.05) entre proveedores con IV>III>I>IX>VI>V>II>VII. La misma tendencia se observó en el contenido de Metionina + Cisteína el proveedor IV con el aporte más alto (p<0.05).
Cuadro 1. Medias de mínimos cuadrados (±DE) del contenido de proteína y aminoácidos de pasta de soya de distintos proveedores en México1
a, b, c, d, e, f, gMedias en la misma fila con distinta literal son significativamente diferentes (p<0.05). 1Los contenidos son reportados en base húmeda (tal cual); DE= desviación estándar. 2Son los principales fabricantes de pasta de soya de México y EE.UU., que comercializan en México. 3N= número de muestras analizadas por proveedor; CV= coeficiente de variación; DIE= digestible ileal estandarizada. |
El contenido de Lisina y Lis DIE fueron diferentes (p<0.05) entre proveedores, con los niveles mayores en III y IV, mientras que el nivel más bajo en el proveedor VIII, la diferencia promedio el valor más alto y el más bajo fue de 1.4 g/kg de PS. Para el resto de los aminoácidos (Treonina, Triptófano, Arginina, Isoleucina, Leucina, Valina e Histidina) se observó la misma tendencia, con los valores más altos (p<0.05) en el proveedor III y los niveles inferiores en el proveedor VIII. Es importante destacar que los CV ms altos se presentaron en todos los valores de PC y aminoácidos de los proveedores I y VII.
En el Cuadro 2 se muestran los principales indicadores de calidad de procesamiento de la PS de distintos proveedores en México. El PDI fue mayor (p<0.05) en el proveedor IV, aunque los niveles más bajos se encontraron en los proveedores V, VIII, IX. La solubilidad de la proteína en KOH fue diferente entre proveedores (p<0.05) con el IV con el valor más alto y el VI el valor más bajo.
Cuadro 2. Medias de mínimo cuadrados (±DE) de los indicadores de la calidad del procesamiento de la pasta de soya de distintos proveedores en México
Click aquí para ampliar la imagen | a, b, c, d, eMedias en la misma fila con distinta literal son diferentes (p<0.05). 1Son los principales fabricantes de pasta de soya de México y EE.UU., que comercializan en México.
2N= número de muestras analizadas por proveedor; PDI= índice de dispersabilidad de la proteína; KOH= solubilidad de la proteína en hidróxido de potasio; TIA-A= actividad de los inhibidores de la tripsina; PCI= indicador de las condiciones de procesamiento, 0-10 sobreprocesada, >10-20 normal, >20-30 subprocesada; CV= coeficiente de variación; DE= desviación estándar |
La actividad de los inhibidores de la tripsina fue significativamente alta (p<0.05) en la PS del proveedor IV, seguido por los VI y VIII. Mientras que los coeficientes de variación para este parámetro fueron claramente altos (44-74%) en los proveedores I, V, VII y IX. Por otro lado, el contenido de LR fue alta (p<0.05) en la PS de los proveedores VIII y IV, mientras que los valores más bajos se presentaron en la PS de los proveedores VI y VII, siendo 1.5 g de LR / kg de PS la diferencia entre los valores más altos y más bajos. En este contexto, el cociente LR / LT fue mayor (p<0.05) en el proveedor VIII comparado al resto de proveedores y el nivel más bajo (p<0.05) se registró en el proveedor VI.
Respecto al indicador de la condiciones de procesamiento, se observó que el proveedor IV presentó valores altos (p<0.05) cercanos al límite del subprocesamiento, que coinciden con las lecturas altas TIA-A. El resto proveedores resultaron el valores de PCI dentro del rango considerado normal (>10-20).
Discusión
Varias investigaciones han sido conducidas para determinar el grado de variación de PC entre PS de diferentes países productores [1], o incluso entre provincias, estados o zonas de madurez dentro de países productores [2] y han detectado diferencias significativas entre países y provincias dentro de países como EE.UU., Brasil y China. Estos resultados coinciden con lo reportado en este estudio, donde se observaron diferencias significativas en el contenido de PC y aminoácidos entre los 9 proveedores evaluados. En general el contenido de PC encontrado en la PS de los distintos proveedores de este estudio coincide con el 47.20 ± 0.97% reportado en estudios previos [1]. Aunque los alrededor de 24 g de PC / kg PS de diferencia entre el proveedor más alto y el más bajo es un claro indicador que la PC debe medirse periódicamente. Las diferencias en el contenido de PC de la PS dependen del genotipo y condiciones agronómicas- ambientales donde el frijol de soya fue producido [2], aunque el proceso posterior y descascarillado también tienen influencia [6].
La calidad de la PC medida a través de su aporte de aminoácidos esenciales fue significativamente diferente entre proveedores, lo que coincide con estudios previos [1] [6]. Es importante destacar que un alto contenido de PC no necesariamente es el mejor indicador de la calidad de la PS, por ejemplo, en este estudio el proveedor II presentó el nivel más alto de PC, sin embargo, los aportes Met DIE y Lis DIE estuvieron en nivel bajo e intermedio respectivamente. Respecto a la calidad del procesamiento de la PS, el valor de PDI observado entre los 9 proveedores fue variable, 4 proveedores presentaron niveles por debajo del mínimo recomendado (15-40%), aunque de acuerdo con Batal et al. [3] todas las lecturas <45% indicarían un procesado adecuado de las soyas. La solubilidad de la PC en KOH reportada en las PS de este estudio osciló entre 76 y 89% entre los distintos proveedores y coinciden con la magnitud de valores reportados en un estudio previo [6] con PS de EE. UU., Brasil y Argentina. El rango considerado como adecuado en PS varía entre 73 y 85%.
Es bien conocido que la soya debe ser tratada con calor para mejorar la digestibilidad de la proteína y aminoácidos para reducir el contenido de inhibidores de tripsina que son sensibles al calor. Sin embargo, el proceso tiene una eficiencia variable dependiente de la concentración inicial de TIA-A, la humedad presente en la semilla de soya, la temperatura y tiempo de calentamiento, por lo que es necesario tener un control preciso del proceso para prevenir sub y sobrecalentamiento [5]. El valor de TIA-A ha sido identificado como el mejor predictor in vitro del valor nutricional de la PS en pollos [5]. En este estudio, el valor de TIA-A fue diferente entre proveedores, lo que contrasta con lo observado en estudios previos [6] donde no hubo diferencias en los valores reportados para soyas de EE. UU., Brasil y Argentina. El límite superior para considerar una PS de buena calidad es de <4 mg/g, por lo que en este estudio los proveedores IV, VII y VII estarían en la clasificación de PS con niveles que podrían causar una reducción en la digestibilidad de la PC, además reducir la ganancia de peso e incrementar la conversión alimenticia en pollos de engorda como lo demostraron Palliyeguru et al [5].
La LR ha sido recomendada como una característica para evaluar la incidencia de reacciones de Maillard causadas por un tratamiento térmico agresivo [6]. El cociente LR/LT fue diferente entre proveedores y está en el rango de estudios previos [6]. En la práctica se recomienda que el valor de cociente LR/LT sea >90, para considerar que el procesado está siendo adecuado. En este estudio 4 proveedores presentaron valores por debajo de este objetivo por lo que debería ponerse atención por posible sobrecalentamiento.
Finalmente, el valor PCI, un índice que toma en cuenta los indicadores de subprocesamiento como el TIA-A y PDI y también las de sobreprocesamiento como solubilidad de la PC en KOH y LR, estuvo en el rango de estudio previos [6] y fue efectivo para describir PS con subprocesamiento como es el caso de los proveedores IV, VI y VII.
Basado en estos resultados se concluye que las PS evaluadas difieren ampliamente en su contenido de PC, aminoácidos esenciales y en la calidad del procesamiento, observándose que algunos proveedores (IV, VI y VII) ofrecen PS con ligero subprocesamiento como lo indican sus altos niveles de TIA-A. Los gerentes de plantas de alimentos, de compras y nutriólogos deben considerar las diferencias en el valor nutritivo de las PS que se comercializan en México al momento de tomar decisiones de formulación y evaluación de proveedores. Esta amplia variación denota la importancia de usar herramientas analíticas que permitan el monitoreo continuo de la variabilidad nutricional y calidad de procesamiento de cada lote ingresante de PS a la planta.
Referencias
Referencias
[1] M. Thakur y C. R. Hurburgh, «Quality of US soybean meal compared to the quality of soybean meal from other origins,» J. Am. Oil. Chem. Soc., vol. 84, pp. 835-843, 2007.
[2] C. M. Grieshop y G. C. Fehey Jr., «Comparison of quality characteristics of soybeans from Brazil, China, and the United States,» J. Agric. Food Chem., vol. 49, pp. 2669-2673, 2001.
[3] A. B. Batal, M. W. Douglas, A. E. Engram y C. M. Parsons, «Protein Dispersibility Index as an indicator of adequately processed soybean meal,» Poult. Sci. , vol. 79, nº 11, pp. 1592-1596, 2000.
[4] E. Clarke y J. Wiseman, «Effects of variability in trypsin inhibitor content of soya bean meals on true and apparent ileal digestibility of amino acids and pancreas size in broiler chicks,» Anim. Feed Sci. Technol., vol. 121, pp. 125-138, 2005.
[5] M. C. Palliyeguru, S. P. Rose y A. M. Mackenzie, «Effect of trypsin inhibitor activity in soya bean on growth performance, protein digestibility and incidence of sub-clinical necrotic enteritis in broiler chicken flocks,» Br. Poult. Sci., vol. 52, nº 3, pp. 359-367, 2011.
[6] M. Frika, M. P. Serrano, P. G. Rebollar, J. Fickler y G. G. Mateos, «Correlation between ileal digestibility of amino acids and chemical composition of soybean meals in broilers at 21 days of age,» Anim. Feed Sci. Technol., vol. 178, pp. 103- 114, 2012.
[7] N. Dale, «Variation in feed ingredient quality: oilseed meals,» Anim. Feed Sci. Technol., vol. 59, pp. 129-135, 1996.
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Autores:
Chr. Olesen Group
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1 de julio de 2020
Alvaro Cateta Sierra
Si cuentas con la forma económica de analizar los factores antinutricionales del frijol , lo puedes utilizar para alimentos animales , siempre y que se cumpla con los parámetros de calidad .
Saludos
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Cargill
8 de junio de 2020
Mis felicitaciones a los autores por este fantástico trabajo de evaluar la variabilidad de la composición y la calidad del procesamiento de la soja. Solo faltaba un análisis de correlación entre las diversas características analizadas para cerrar con broche de oro.
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7 de junio de 2020
Roberto Santiago ,muchas gracias por la información . Es un excelente avance en la determinación de los parámetros de calidad para la soya y otras materias primas con resultados más oportunos .
Sería importante conocer las experiencias que tengan algunos usuarios en la determinación de los factores antinutricionales de la soya a través del NIR, conocer los costos de calibración y los tiempos de análisis .
Saludos y muchas gracias
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5 de junio de 2020
Saludos
Pregunto de nuevo . El NIR, puede analizar los factores antinutricionales ?. Otros para metros de calidad , previa calibración , los conozco perfectamente .
Saludos
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4 de junio de 2020
Saludos Estimado MC Oscar Vazquez , gracias por tu respuesta . En cuanto a los análisis que indicas para la soya , prácticamente todos se realizan en los laboratorios de empresas grandes en Mexico . El análisis que no siempre se realiza es de los factores antinutricionales , que se realiza a través de una enzima específica , y es un análisis caro .
Respecto al uso del NIR, también se utiliza con mayor frecuencia para fines de control de calidad pero no para tercerías en caso de diferencias con el proveedor .
Por lo que comentas , creo entender que los factores antinutricionales también se pueden analizar a través del NIR ?, de ser así favor de confirmarlo, sería estupendo .
Da
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4 de junio de 2020
Bernardo,
Los análisis de calidad de procesamiento en efecto son caros y tiempo demandantes, sin embargo, la tecnología NIR ofrece una alternativa muy atractiva en cuanto a tiempo y costos, muy pertinente para el control de calidad de la calidad de la pasta de soya y otras materias primas.
Saludos!!
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3 de junio de 2020
Felicitaciones. Excelente trabajo .
Los resultados concuerdan con los obtenidos por nosotros en Mexico .
Buena parte de las empresas en Mexico no determinan los factores antinutricionales , el elemento más importantes para la calidad de la soya , tal vez porque es un análisis caro .
Saludos
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4 de octubre de 2020
El uso de la soya sea en grano, harina o pasta juega un papel importante en la producción animal, por lo tanto todos los esfuerzos orientados al conocimiento de sus variaciones en sus características es importante.
Por lo tanto hay que seguir avanzando de manera que los especialistas, a partir de sus estudios de composición química y sus aportes nutricionales presentaran resultados sobre la calidad de la soya en sus diferentes presentaciones.
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16 de septiembre de 2020
Cuales serian los rangos expresados en Actividad ureasica de estos resultados??
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30 de junio de 2020
Si muy bueno la soya para alimento de animales pero aca en Colombia es muy cara el bulto de soya
Que tal sera el frijol para fvh ya que ese es mas varato
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