Digestibilidad de dietas con inclusiones de harina de girasol (Helianthus annuus L.) y un complejo enzimático en cerdos en crecimiento

Introducción

El principal objetivo de la producción porcina es la obtención de carne de buena calidad, utilizando procedimientos que garanticen disponibilidad de proteína animal para consumo humano al menor costo, en virtud que los costos de producción asociados a la alimentación de cerdos son elevados. En Venezuela, el sistema porcino tiene desventajas en cuanto a opciones a bajo costo, principalmente porque la alimentación está basada en dietas formuladas a base de cereales y soya importados que compiten con el consumo humano (Tepper et al., 2012), representando aproximadamente 75% del costo de producción, dando origen a una gran dependencia externa y fragilidad del sistema (González, 2000). Esta situación sugiere la búsqueda de alternativas para la evaluación del valor nutricional de materias primas disponibles, maximizando la eficiencia de utilización de los nutrientes.

En Venezuela, la planta de girasol es cultivada para la producción industrial de aceite para consumo humano, por lo que la harina generada tras el proceso de extracción de éste, podría ser utilizada como ingrediente proteico en la elaboración de alimentos concentrados, constituyendo una alternativa importante en la alimentación de animales monogástricos.

Los estudios realizados hasta ahora, indican que la harina de girasol (HG) es un ingrediente que puede ser aprovechado para la alimentación de cerdos incluyéndolo en la dieta hasta 21% Da Silva et al. (2002), sin efectos deletéreos sobre la respuesta productiva y las características de la canal (De Carvalho et al., 2005), y aunque existe amplia información respecto al uso de enzimas exógenas en dietas para cerdos mejorando con ello la utilización de los nutrientes presentes en varios ingredientes (Wang et al., 2009; Ao et al., 2010; Willamil et al., 2012), pocos estudios han evaluado el efectos de estas enzimas conjuntamente con la HG en dietas para cerdos.

La adición de complejos enzimáticos (CE) con capacidad para degradar componentes de la pared celular difíciles de digerir como los polisacáridos no amiláceos en dietas contentivas de este ingrediente (Sredanovic et al., 2005), podría contribuir a mejorar la digestibilidad de los nutrientes, por lo que la factibilidad económica del uso de CE con HG también amerita ser evaluada. En tal sentido, el objetivo de este estudio fue evaluar la digestibilidad total aparente de dietas para cerdos con diferentes porcentajes de harina de girasol (HG) y un complejo enzimático (CE).

Materiales y métodos

Ubicación del ensayo

El experimento se realizó en el Laboratorio sección porcino del Instituto de Producción Animal, Facultad de Agronomía, de la Universidad Central de Venezuela, Maracay, Edo. Aragua, a 10º17´5? N 64º13´28? O, a 480 m.s.n.m., con temperatura media de 25,5ºC y humedad relativa de 77,5% (INIA, 2010).

Animales, infraestructura y manejo

Se utilizaron 48 cerdos machos enteros, cruzados de las razas Yorkshire × Landrace, con 37±0,5 kg de peso vivo y 67 días de edad en promedio, provenientes de una granja comercial. Los cerdos fueron alojados al azar en 24 jaulas metabólicas (65×120×50cm de alto, largo y ancho), semejantes a las descritas por Pekas (1968), las cuales estaban provistas de una bandeja para recolección de las heces, un comedero y un bebedero automático.

El experimento se realizó durante 18 días, dividido en dos períodos consecutivos de una duración de nueve días cada uno (seis días de adaptación y tres días de recolección de heces), representando cada período un bloque. Durante el experimento cada uno de los cerdos recibió el alimento en una cantidad inicial equivalente al 8% del peso metabólico (Parra et al., 2002), suministrado en dos partes iguales, a las 8:00 y 16:00h, con ajustes posteriores en función del consumo del día anterior, colocándose el alimento rechazado en bolsas previamente identificadas. Así mismo, los cerdos tenían acceso ad libitum al agua.

Dietas experimentales

Para la formulación de las dietas experimentales se utilizó HG como subproducto, proveniente de una empresa que utiliza la semilla de girasol para extraer aceite destinado al consumo humano.

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La composición química de la HG (Cuadro 1) fue determinada mediante los procedimientos de la AOAC (2000), mientras que el contenido de micotoxinas se estableció utilizando el kit comercial VERATOX® con la metodología cuantitativa de Elisa propuesta por el fabricante y el ácido fítico según la metodología Makkar y Becker (1993). El CE adicionado en las dietas, fue obtenido de cepas seleccionadas de Trichoderma longibrachatum, Aspergillus oryzae y Aspergillus niger, y está compuesto de las enzimas proteasas (7.500 HUG/g 3,4 million HUT/LB), y celulasas (44C MCU/ G20.000C MCU/ G Units/lb) según especificaciones del fabricante, (Allzyme Vegpro?, Alltech Inc., Nicholasville, KY).

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En el Cuadro 2, se presenta la actividad enzimática analizada de la mezcla de la HG con el CE utilizado en las dietas experimentales y del CE sin HG, según metodologías específicas para cada enzima. Se determinó la actividad de la amilasa (Hophins y Bird, 1954), celulasas y pectinasas: (Olmos, 1987) y xilanasas (Loera y Córdova, 2003). Las dietas, cuya composición se muestra en los Cuadros 3 y 4, fueron formuladas para cubrir o exceder las recomendaciones de la NRC (1998) y su composición analizada de acuerdo a los procedimientos sugeridos por la AOAC (2000).

Recolección de heces

La recolección total de heces se realizó dos veces al día antes del suministro de cada ración (entre las 7:00 y las 15:00h). Las heces se colocaron en una bolsa plástica identificada con el tratamiento, seguidamente se pesaron utilizando una balanza electrónica (capacidad de 15 kg y precisión de 0,001g), se tomó una cantidad equivalente al 10% y luego se congelaron a -15°C. Una vez culminado el período experimental se procedió a descongelar las muestras, se llevaron a estufa de aire forzado a 65°C por un período de 72 h, hasta peso constante, seguidamente se procedió a molerlas a través de un molino con criba de 1 mm para formar una muestra compuesta homogénea, y posteriormente se realizaron los análisis respectivos en el laboratorio.

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Análisis químicos

Las muestras de alimento y heces fueron analizadas para determinar la energía bruta (EB) se utilizó una bomba calorimétrica adiabática y el nitrógeno (N) total a través del método Kjeldahl (AOAC, 2000), mientras que la determinación de la fibra cruda (FC), fibra detergente neutro (FDN); fibra detergente ácido (FDA); hemicelulosa; celulosa y lignina se realizó de acuerdo a la metodología sugerida por Van Soest y Wine (1967).

Variables evaluadas

El cálculo de la energía digestible aparente (EDA) se realizó utilizando las ecuaciones sugeridas por Soria et al. (2009), considerando la energía bruta (EB) y se calculó la energía metabolizable estimada (EME) utilizando la ecuación de Noblet y Pérez (1993), donde PC representó la proteína cruda (PC).

EDA=EB dieta – EB Heces×100 / EB dieta

EME=EDA× {1,003− (0,0021×PC}

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Se calculó el coeficiente de digestibilidad total aparente (CDTA) de la materia seca (DMS), digestibilidad aparente de la fibra de detergente neutro y ácido (DAFDN, DAFDA), digestibilidad aparente de la grasa cruda (DAGC), digestibilidad aparente de la ceniza (DACEN) y nitrógeno (DAN), y digestibilidad aparente de la proteína (DAPC) de las dietas experimentales utilizando la fórmula sugerida por Adeola (2001):

CDTA (%)= 100×[Cantidad del componente consumido–Cantidad del componente fecal/ Cantidad del componente consumido].

Diseño Experimental

Se aplicó un diseño en bloque completos al azar con dos períodos, donde cada uno representó un bloque (período de evaluación), se diseñó con arreglo factorial de tratamientos 4×2 correspondientes a la dieta con cuatro niveles de HG (0,5, 10 y 15%), con o sin CE (0 y 0,05%), para un total de ocho dietas experimentales

(Cuadro 3), con seis repeticiones por dieta (tres en cada período), y 48 unidades experimentales (UE).

Análisis estadístico

Se realizó un análisis de varianza (ANAVAR) para el grupo de datos con igual número de repeticiones y un nivel de significancia (P < 0,05) según Steel et al. (1997), utilizando PROCMIXED (SAS, 2002). Para el procesamiento de los resultados se aplicó el siguiente modelo lineal aditivo, para evaluar el efecto de los factores principales y de su interacción:

Y_ijk=μ+α_i+β_j+(α*β)_ij+γ_k+ε_ijk

Donde: Y_ijk=Observación de la variable respuesta asociada con el i-ésimo nivel de harina de girasol y el j-ésimo nivel de complejo enzimático en el k-ésimo bloque.

μ=Media general de la población.

αi=efecto del i-ésimo nivel de harina de girasol.

βj=Efecto del j-ésimo nivel de complejo enzimático.

(α*β)_ij=Efecto de la interacción del i-ésimo nivel de HG con el j-ésimo nivel de CE.

γ_k=Efecto del k-ésimo bloque (periodo,1 y 2).

ε_ijk=Error experimental para los efectos principales del CE y la HG, debido a las medidas repetidas, normal e independientemente distribuido con media 0 y varianza σ²

Resultados y discusión

En general, la interacción HG×CE (efecto de la dieta) no afectó las variables evaluadas por lo que se muestran solamente los efectos principales de los factores considerados. En el Cuadro 5 se muestra el efecto principal de la HG sobre los valores de digestibilidad, evidenciándose que la inclusión de HG a la dieta afectó (P < 0,05) la DMS observándose superioridad de 4,38 y 4,76% en las dietas experimentales con 0 y 5% de HG, respectivamente, con respecto a los tratamientos con 10 y 15% de HG. Asimismo, la DAFDN varió en respuesta a la adición de 5% HG a la dieta la cual disminuyó en 14,89% con respecto al control (P < 0,05), sin diferencias con los valores obtenidos para las dietas con 10 y 15% de HG (Cuadro 5).

Por el contrario, para el resto de las variables, la inclusión de HG no afectó el coeficiente de digestibilidad total aparente, de la energía y el resto de los nutrientes. El coeficiente de DMS está directamente relacionado con el contenido de fibra presente en la HG, lo que explica la respuesta observada de disminución de la DMS a medida que aumenta la HG (Da Silva et al., 2003).

Los resultados obtenidos se pueden cotejar con otros estudios realizados para determinar la digestibilidad del girasol en dietas para cerdos (Da Silva et al., 2002; Da Silva et al., 2003; Antoszkiewicz et al., 2004). Da Silva et al. (2002) indican un coeficiente de DMS del 56,57% en cerdos en crecimiento alimentados con dietas que contenían hasta 20% de HG, mientras que Da Silva et al. (2003), observaron que la DMS fue de 60,43% al evaluar dietas convencionales (maíz-soya) con 20% de semilla entera de girasol.

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Aunque los estudios citados señalan valores de DMS inferiores a los encontrados en este estudio, específicamente el realizado por Da Silva et al. (2002) utilizaron HG con niveles de inclusión superiores a los evaluados, a lo cual podría atribuirse la diferencia observada. Además, es oportuno mencionar que Da Silva et al. (2003) evaluaron semillas enteras de girasol, lo que obviamente repercute sobre las variaciones en los valores de DMS y DAFDN obtenidos y tiene relación con el tipo de subproducto utilizado (Antoszkiewicz et al., 2004).

Comúnmente, aunque la mayoría de los valores de digestibilidad no variaron con las dietas que contenían hasta 15% HG, se evidencia que este ingrediente puede ser incluido hasta esta proporción sin afectar el coeficiente de digestibilidad de la energía y la mayoría de los nutrientes de la dieta. No obstante, debe considerarse que el elevado contenido de fibra de la HG está relacionado con bajos niveles de energía digestible y puede comprometer la densidad energética de la dieta, o requerir mayor cantidad de grasa o aceite, tal como se observó en la dietas experimentales utilizadas, para compensar esta deficiencia, lo que puede incrementar los costos (Da Silva et al., 2003), y es una limitante del uso de este ingrediente.

El Cuadro 6, muestra los valores de digestibilidad aparente de la energía y los nutrientes, donde no se evidencian diferencias significativas atribuibles a la adición del CE, a excepción de la DACEN; la cual disminuyó en 12,06% (P=0,02) al compararla con las dietas sin el CE.

Esta disminución en la DACEN contrasta con los resultados de Soria et al. (2009), quienes afirman que la adición de enzimas fi brolíticas (pectinasas, α-glucanasas y hemicelulasas) mejoró la digestibilidad de las cenizas en dietas para cerdos en crecimiento basadas en sorgo y pasta de canola, logrando valores superiores para esta variable (28-36%) a los antes obtenidos, este resultado podría relacionarse con el ingrediente y tipos de enzimas utilizado.

La ausencia de efecto del CE en la dieta sobre los valores de digestibilidad de los nutrientes se ha evidenciado en estudios previos (Ruíz et al., 2008; Farfán 2010). Aunque el CE utilizado está compuesto de enzimas como proteasas y celulasas que promueven la hidrólisis de las proteínas, así como de los polisacáridos no amiláceos solubles, permitiendo mejorar la actividad de las enzimas digestivas endógenas y por consiguiente aumentando la digestibilidad de los nutrientes (Malathi y Devegowda, 2001), no se observó efecto favorable de su adición a la dieta. Probablemente el CE no mejoró los valores de digestibilidad debido a variaciones en la composición de la dieta, y modo de acción de las enzimas en el tracto gastrointestinal (Jo et al., 2012).

Además, se ha señalado que es necesario que el CE disponga de un sustrato adecuado para que exprese la actividad de las enzimas presentes en el mismo (Wenk., 1992, Sredanovic et al., 2005, Jacela et al., 2010) por lo que es probable que la falta de variación en la mayoría de los valores de coeficientes de digestibilidad entre dietas, se deba a que la HG no es el sustrato más adecuado para este tipo de CE. Adicional a esto, de acuerdo a lo encontrado en el análisis realizado para determinar la actividad enzimática del CE sin el ingrediente a evaluar (Cuadro 2), se observa actividad de las proteasas, lo cual no se evidencia al evaluar la actividad con la HG, lo que podría explicar que no haya variación en la DAPC. Lo anterior podría estar asociado a que la actividad enzimática no es el único factor determinante, pues la estabilidad de las enzimas también tiene influencia (Sredanovic et al., 2005). Estos aspectos, pueden explicar en parte, la falta de variación significativa entre tratamientos atribuible a la adición del CE a las dietas.

Otros autores han encontrado resultados opuestos a los obtenidos en este estudio (Omogbenigun et al., 2004; Ji et al., 2008; Emiola et al., 2009) demostrándose que la digestibilidad de los nutrientes (DMS, DAN, EDA, DAPC, FADN, entre otros), mejora significativamente con la adición del CE lo que podría estar asociado a la actividad enzimática presente y el ingrediente de la dieta utilizado como sustrato.

Conclusiones

Los resultados indican que es posible incluir HG en proporciones de hasta 15% sin afectar el coeficiente de digestibilidad total aparente de la energía y la mayoría de los nutrientes de la dieta, aunque con niveles de inclusión superiores al 5% la DMS disminuye. Esta respuesta fue independiente de la adición de un CE a la dieta, cuyo efecto sobre el coeficiente de digestibilidad no se evidenció, lo que puede atribuirse a que el sustrato utilizado no fue adecuado para expresar la actividad de las enzimas presentes en el mismo.

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Agradecimientos

A Alltech Venezuela S.C.S por el financiamiento otorgado para la realización de este estudio, así como al personal técnico y obrero de la Sección Laboratorio Porcino de la Facultad de Agronomía en la Universidad Central de Venezuela (FAGRO-UCV) por su apoyo en las actividades de campo.

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