uso estrategico de enzimas en nutricion animal

USO ESTRATEGICO DE ENZIMAS EN NUTRICION ANIMAL
Marcela Patricia Rojas Méndez MSc.
DSM Nutritional Products
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Introducción
Las enzimas participan en todos los procesos biológicos. Su existencia se
esclareció en el siglo XIX cuando Pasteur demostró que existía una estrecha
relación entre la fermentación y la actividad biológica de las levaduras. En 1893
Ostwald por su parte, descubrió la acción catalítica de las enzimas y un año
después se inició el descubrimiento sistemático de enzimas técnicas cuando
Takamine logró obtener a partir de un moho una mezcla de enzimas capaces de
escindir carbohidratos y proteínas. Posteriormente, en 1926 James Summer
logró demostrar con la ureasa que las enzimas son proteínas. Después de la II
segunda guerra Mundial se desarrolló de manera importante la producción de
sustancias mediante fermentación, técnica aplicada principalmente para la
producción de antibióticos y amilasas micóticas o bacterianas. En la actualidad,
la mayoría de las enzimas de interés comercial se obtienen a partir de hongos,
levaduras y bacterias. Entre los principales mercados en donde las enzimas se
vienen empleando desde hace más de 50 años cabe citar la industria de los
detergentes, seguida de la producción de almidones y la transformación de la
leche. El empleo de las enzimas en nutrición animal tuvo una importancia
secundaria hasta hace aproximadamente veinte años, principalmente en
Canadá, Escandinavia y la desaparecida República Democrática de Alemania,
países en los cuales el uso de las enzimas era necesario por la limitada
disponibilidad de materias primas de alta digestibilidad como el maíz.
En nutrición de monogástricos, el alimento es el principal componente de los
costos de producción y la presión que se ha ejercido al respecto en función de
los continuos incrementos en los precios de las materias primas y de la
reducción de la contaminación ambiental, han operado de forma tal que se
requiere mejorar simultáneamente la eficiencia de aprovechamiento del alimento
por los animales, es así como en conjunto estos factores han incentivado el
desarrollo científico de enzimas para aves y cerdos.
Las aves tienen tractos digestivos muy simples, sin compartimentos que
permitan la presencia de micoorganismos en suficientes cantidades para
producir una degradación fermentativa, por lo cual, proporciones considerables
del alimento ingerido no son aprovechadas por las aves. Así, estos sustratos
están disponibles a la acción enzimática y al descubrimiento de las enzimas que
pudieran estar involucradas con su degradación y que pudieran añadirse de
forma exógena, sin detrimento de los resultados zootécnicos y con una ventaja
económica en el costo de las raciones.
Generalidades de las enzimas
Las enzimas son proteínas de estructura tridimensional que actúan en
condiciones determinadas de pH, temperatura y únicamente con sus sustratos
específicos. Las enzimas son catalizadores biológicos por naturaleza, es decir,
aceleran diversas reacciones químicas en el organismo, que bajo condiciones
normales no se producirían o lo harían a una velocidad muy reducida. Las
enzimas no se consumen durante estas reacciones por lo cual, una vez
terminada la reacción vuelven a su estado original, de ahí que la cantidad
necesaria de una enzima es muy pequeña en proporción con la cantidad del
sustrato.
Todos los seres vivos producen enzimas. Aquellas que llegan al tubo digestivo
con el alimento se digieren como las demás proteínas. Por ello, no dejan
residuos en las heces ni en la orina, y tampoco es necesario tiempo de retiro en
animales alimentados con raciones que usen una o varias enzimas. Dado que
cada reacción catalítica requiere su enzima específica, el uso de enzimas
exógenas es optimizado cuando el sustrato está claramente definido y se usan
las enzimas con la actividad apropiada capaces de resistir los rigores del tracto
gastrointestinal y los procesos térmicos que normalmente se aplican en las
plantas de alimento, esta última característica se mide a través de las pruebas
de recuperación de cada enzima evaluada en el alimento antes y después de ser
sometida a paletizado.
A pesar de la actividad hacia el mismo sustrato la eficacia de las enzimas puede
variar considerablemente, el ejemplo más clásico: todas las fitasas no son
iguales. En la aplicación de enzimas en el alimento, el conocimiento de la
variedad de sustratos permite la predicción del grado de consistencia y de la
respuesta que puede ser obtenida. Así, el entendimiento de esas características
es de suma importancia para la evaluación del potencial económico con el uso
de una enzima.
Sustratos y sus propiedades
Los sustratos catalizados por las enzimas se dividen en tres:
1. Sustratos para los cuales los monogástricos producen las enzimas
necesarias en el tracto digestivo (almidón, proteína, lípidos). El almidón
está compuesto por amilasa y amilopectina . Los animales monogástricos
producen todas las enzimas necesarias para la degradación completa del
almidón hasta su transformación en glucosa absorbible, pero en ciertas
etapas, como sucede en animales jóvenes, especialmente bajo
condiciones de estrés, las enzimas apropiadas no siempre están
presentes en suficiente cantidad, igual sucede con proteasas y
lipasas.
2.Sustratos para los cuales el propio organismo no produce enzimas y cuya
digestibilidad es muy reducida, como por ejemplo la celulosa, de modo que los
monogástricos no la pueden digerir y sólo se descompone parcialmente gracias
a la intervención de microorganismos presentes en el intestino.
3. Sustratos para los cuales el organismo animal no produce enzimas propias y
posee además efectos antinutricionales como los fitatos, glucanos,
arabinoxilanos, estos últimos responsables de la acumulación de agua, un efecto
antinutricional por incremento de la viscosidad.
Polisacáridos No Almidones (PNA)
Las paredes celulares (PC) de los vegetales son altamente ordenadas y consisten
de mezclas de diferentes polisacáridos, polifenoles, glucoproteínas y glucolípidos.
Los componentes están ordenados en tres patrones principales: los polisacáridos de
la fibra (principalmente celulosa), la matriz de polisacáridos (principalmente
hemicelulosas y pectinas) y sustancias incrustadas (principalmente el compuesto
polifenol lignina). Tanto los ácidos fenólicos como las proteínas están presentes en
pequeñas cantidades, pero juegan un papel importante en la estabilidad de la PC. A
estas mezclas complejas de polímeros de carbohidratos que están asociados con
un número de otros componentes no carbohidratos se le denomina “Fibra Dietética”
(FD). En la literatura animal el término FD es usado para referirse a los PNA de
depósito o de la PC y a la lignina. Los PNA fueron reconocidos por Trowell et al.,
1985 (citado por Englyst, 1989), como los componentes principales de la FD.
Los componentes de la fibra de los granos consisten básicamente de PNA, los
cuales en los cereales forman parte de la estructura de la PC. En las leguminosas,
los PNA también juegan un papel como material de depósito de energía. Los
polisacáridos neutros arabinoxilanos (pentosanos), β-glucanos, pequeñas
cantidades de celulosa y heteromananos, constituyen los principales PNA de la PC
de las células del endosperma de granos de cereales. La concentración de PNA en
trigo, centeno, triticale y cebada es alta. La fracción de arabinoxilanos predomina en
trigo (5-10 % en MS), centeno y triticale, mientras que la de -glucanos en cebada y
avena (3-6 % en MS). El maíz y el sorgo contienen niveles de PNA total muy bajos,
8,1 y 4,8 % en MS, respectivamente, siendo casi en su totalidad PNA insolubles,
arabinoxilanos y celulosa (Choct, 1997; Huisman et al., 2000).
Objetivos con el uso de las enzimas ( Mecanismos de Acción)
1. Complemento de las enzimas sintetizadas por el propio organismo.
Las enzimas de mayor uso para tal efecto son las amilasas y las proteasas, con
las cuales se busca equilibrar la síntesis enzimática propia, con frecuencia
insuficiente. Diversos trabajos documentan una mayor eficacia del uso de estas
enzimas en los estadíos tempranos de las aves.
2. Suministro de enzimas que el animal no es capaz de sintetizar
Las enzimas que se han desarrollado para ser suplementadas en el alimento
difieren en sus efectos con respecto a los producidos por las enzimas
endógenas así:
Reducción de la encapsulación de otros nutrientes
Las enzimas intentan desestabilizar las estructuras de la pared celular para
liberar las sustancias nutritivas que contienen en su interior: almidones,
proteínas, con el fin de hacerlas disponibles para la acción de las enzimas
digestivas.
Reducción de la contaminación ambiental
Este efecto es evidente en el caso del fósforo fítico, donde los fosfatos se liberan
por acción de la fitasa. La localización del fitato en las semillas es variable; en los
granos pequeños está principalmente localizado en la parte externa de la semilla o
afrecho (capa de pericarpio, testa y aleurona), en el caso del maíz, en el germen;
mientras que en semillas de leguminosas, en los cotiledones.
La aplicación de fitasas se extendió principalmente en respuesta a una alta
preocupación por la polución del medio ambiente debido al contenido de fósforo de
las excretas animales; y luego para demostrar su eficacia en la degradación de
diferentes proporciones del fósforo-fitato de los ingredientes vegetales. Por esta
razón, su uso inicial se redujo a países donde era penalizada esta contaminación
ambiental. Basados en que el fitato es un anión reactivo que puede formar una
amplia variedad de sales insolubles con cationes divalentes y trivalentes
nutricionalmente importantes; además de formar complejos con proteínas e inhibir la
actividad de algunas enzimas digestivas (e.g., pepsina, tripsina y amilasa), varias
investigaciones posteriores mostraron su eficacia para mejorar la digestibilidad de
otros minerales, además de fósforo, de proteínas y energía. Estos resultados,
asociados a la prohibición del uso de ingredientes proteicos de origen animal, han
permitido ampliar su uso (Sebastian et al., 1998; Ravindran, 2001; Choct, 2006;
Selle and Ravindran, 2006).
Descomposición de los nutrientes que los animales no pueden digerir con
sus propias enzimas
Varios oligosacáridos también pueden descomponerse por acción de las
galactosidasas en glucosa y galactosa, las cuales se absorben fácilmente. Otro
ejemplo son los complejos de PNA, los cuales requieren de numerosas enzimas
específicas que los degraden, pero la permanencia breve del quimo y sus
enzimas en el tracto digestivo genralmente es insuficiente para escindir por
completo los PNA. Su hidrólisis parcial en los primeros tramos del tracto
gastrointestinal puede contribuir a una mayor digestión microbiana y a la
formación de ácidos grasos de cadena corta en el recto.
Liberación de Nutrientes
En las paredes vegetales existen complejos de polisacáridos no amiláceos,
proteínas, fitatos y diversos minerales. Gracias a la acción de enzimas que
escinden los PNA y de las fitasas, se logra mejorar la digestibilidad de las
proteínas y de diversos minerales como calcio, magnesio y zinc.
Reducción de la viscosidad gastrointestinal
Para reducir la viscosidad del tracto digestivo es necesario que los PNA solubles
se fraccionen en pequeñas unidades que luego pierden la propiedad de retener
agua. Para tal fin se encuentran enzimas como las xilanasas y glucanasas, que
en poco tiempo escinden los PNA solubles de forma tal que reduce su propiedad
de aumentar la viscosidad de estas fracciones. Con lo anterior, se obtiene un
mejor mezclado del contenido digestivo y esto incrementa la eficacia de las
enzimas endógenas, mejorando la capacidad de digerir los nutrieentes y
transformar la energía que contienen. Además con una menor viscosidad se
aumenta tanto la velocidad de tránsito del contenido intestinal así como la
consistencia de las excretas, las cuales se tornan más secas y menos
pegajosas, mejorando así la calidad de la cama.
Aplicación Práctica de las enzimas en nutrición animal
Entender que los substratos potenciales, para las diferentes actividades
enzimáticas, contenidos en los alimentos están en formas complejas y variables, y
que la actividad de enzimas exógenas podría ser afectada por el procesamiento
térmico de alimentos, por posibles interacciones con aditivos usados en la
alimentación de aves y por las condiciones del tracto digestivo del ave (pH y
presencia de proteasas digestivas).
Al respecto, Marquardt et al. (1996), han indicado que los siguientes factores
necesitan ser considerados cuando se usen productos enzimáticos:
− El suplemento enzimático debe contener el espectro apropiado de actividades
enzimáticas de tal manera que los efectos antinutritivos del substrato objetivo sean
neutralizados (i.e., glucanasa para cebada y avena, xilanasas para centeno, trigo y
triticale, y fitasa para la degradación del fitato).
− El suplemento debe contener cantidades adecuadas (actividades) de las enzimas
apropiadas de tal manera que neutralicen los efectos del factor antinutritivo en la
dieta.
− Cereales diferentes contienen cantidades diferentes del factor antinutricional
sensible a las enzimas. Por lo tanto, la respuesta al tratamiento enzimático puede
variar dentro de un cereal dado (p ej. cebada y probablemente trigo).
− Los resultados son afectados por la clase y la edad del ave. Las respuestas en
cerdos son normalmente menos dramáticas que aquellas en aves y no han sido
claramente establecidas.
− Las enzimas no deben ser inactivadas por el procesamiento o por el bajo pH o
enzimas digestivas en el tracto gastrointestinal.
La aplicación comercial de productos enzimáticos de origen microbiano en la
alimentación de aves puede ser resumida en las siguientes fases:
− Carbohidrasas para la degradación de PNA en granos de cereales viscosos:
xilanasa para arabinoxilanos y -glucanasa para -glucanos.
− Fitasas
− Combinaciones de actividades enzimáticas (cocktails) para dietas maíz/soya:
xilanasa, amilasa, proteasa.
− Carbohidrasas para PNA de ingredientes proteicos vegetales.
Los beneficios que se han obtenido por el uso de productos enzimáticos en la
alimentación de aves pueden ser agrupados en (Broz and Beardsworth, 2002;
Choct, 2006):
− Mejora de la utilización de nutrientes (en EM y digestibilidad de nutrientes), por
medio de la reducción de los efectos negativos de los factores antinutricionales
susceptibles a la acción enzimática.
− Mejora en la ganancia de peso y en la conversión alimenticia.
− Aumento en la flexibilidad y precisión de la formulación de mínimo costo por:
o Un aumento de los niveles de inclusión de ciertos ingredientes, sin ocasionar
problemas productivos y en la consistencia fecal.
o Disminución de la variación nutricional de ingredientes.
− Mejora de la salud, especialmente digestiva, y el bienestar de las aves, por la
mejora en la calidad de la cama.
− Reducción de la contaminación ambiental por excreción de nutrientes indigeridos.
Fitasas
Es muy bien reconocido que el complejo fitato puede ser degradado o hidrolizado
secuencialmente por enzimas que han sido denominadas en forma colectiva como
fitasas, una clase de fosfastasas o fosfohidrolasas. Un número de fitasas con
propiedades estructurales y catalíticas variadas han sido encontradas en animales,
plantas y microorganismos (bacterias y hongos).
Fitasas como Aspergillus fumigatus y Bacillus amyloliquefaciens tienen una
temperatura óptima por encima de 70°C. Para ser usadas como aditivo alimenticio
una característica deseable de las fitasas microbiales, así como de cualquier otra
actividad enzimática exógena, es la resistencia a proteasas y ácido digestivos; así
como también la termoestabilidad durante el procesamiento térmico de alimentos
(80-100°C). Bajo todas estas consideraciones es lógico esperar que las fitasas de
origen microbial de diferentes orígenes difieran en su bioeficacia (Wyss et al.,
1999a,b; Lassen et al., 2001; Angel et al., 2002; Konietzny and Greiner, 2002; Vohra
and Satyanarayana, 2003; Oh et al., 2004).
La unidad de medida definida de la actividad fitasa depende de las condiciones del
análisis incluyendo el substrato usado (fitato de sodio), la temperatura y el pH del
análisis. En la fitasa de Apergillus niger introducida en 1991, la actividad fue medida
mediante una técnica rápida y simple descrita por Engelen et al.(1994). A partir de
esta técnica se definió como fytase units (FTU), a la cantidad de enzima que libera 1
µmol de ortofosfato inorgánico/min de 0,0051 mol/L de fitato de sodio a pH 5,5 y a
una temperatura de 37°C. Varias otras abreviaciones, incluyendo FYT, U y PU, han
sido usadas para denotar la actividad fitasa de diferente fitasas microbiales
comerciales, aunque estas actividades parecen ser determinadas bajo similares
condiciones in vitro. Sin embargo se debe tener cuidado, de que la eficacia de
utilización de una cantidad dada de enzima va a variar por las condiciones del
análisis tales como pH, temperatura, duración, contenido de minerales, agitación,
etc., También, es probable que el “fitato natural”no sea tan rápidamente hidrolizado
como el fitato de sodio. La aceptación de un análisis standard, basado posiblemente
sobre otro substrato diferente al fitato de sodio sería de beneficio (Oh et al., 2004;
Selle and Ravindran, 2006).
La efectividad de las fitasas de origen microbial, de bacterias y hongos, para liberar
el fósforo ligado al fitato en ingredientes vegetales para la utilización por aves está
bien documentada. De acuerdo a Selle and Ravindran (2006), varios y distintos
productos microbiales de fitasa son comercialmente disponibles; los 3 más
comúnmente usados son derivados de A. niger, una 3-fitasa, y de Peniophora lycii y
Escherichia coli, las cuales son 6-fitasas. Por el uso de fitasas en la alimentación de
aves, se han reportado mejoras en la biodisponibilidad del P en un rango entre 20 a
50%, con la cantidad de fósforo liberado del fitato, lo cual es dependiente de:
-
el tipo y nivel de fitasa adicionado.
el nivel dietético del P no fítico
nivel del Ca dietético, en particular, la relación Ca:P, iv) la fuente de fitato
(i.e., ingredientes usados), y v) el contenido de fitato de la dieta.
Los resultados han permitido la asignación de equivalencia de fósforo a las
diferentes fitasas microbiales evaluadas. Evidencias actuales también sugieren que
la suplementación de fitasas en la alimentación de aves tiene efectos positivos
sobre la utilización de otros nutrientes y la eneergía metabolizable, aunque con
cierto grado de variación (Haefner et al., 2005; Cowieson et al., 2006). Se describen
los siguientes efectos:mejora en la disponibilidad del Ca, por un efecto directo e
indirecto, Mg y de varios elementos trazas, tales como Zinc, Cu, Fe y Mn. Además
una mejora en la digestibilidad de la proteína y aminoácidos, la cual puede ser
explicada por la degradación de los complejos proteína-fitato y proteína-mineralfitato. Los complejos proteína-fitato pueden ser formados post-alimentación en el
tracto digestivo en el caso de que el fitato no haya sido hidrolizado por la fitasa.
También el fitato puede formar complejos con aminoácidos libres suplementados, lo
cual podría ser prevenido por la acción de la fitasa. Además, es bien conocido que
el fitato inhibe enzimas proteolíticas.
Como también puede secuestrar el almidón e inhibir la acción de la amilasa, se ha
establecido la hipótesis de que la fitasa es también capaz de aumentar la utilización
de energía en animales monogástricos. Como consecuencia de tales efectos, se
han reportados mejoras del rendimiento de las aves (Kornegay, 1996; Sebastian et
al.,1998; Rostagno et al., 2000, Ravindran, 2001; Rutherfurd et al., 2004).
Enzimas para granos de cereales no viscosos
Aunque se ha encontrado que el maíz contiene bajos niveles de componentes que
podrían ser considerados como factores antinutricionales clásicos, como inhibidores
de enzimas y lectinas, sin embargo, no existe ninguna evidencia de que provoquen
algún efecto negativo en la nutrición de aves. Por lo que no podrían considerarse
como sustratos potenciales para alguna actividad enzimática (Classen, 2006). La
concentración de PNA en maíz y sorgo es relativamente baja, y mayormente son
arabinoxilanos insolubles, por lo que no ocasionan problemas de viscosidad; sin
embargo podrían tener un efecto indirecto por su acción encapsuladora de
nutrientes, como proteínas y almidón, o porque éstos podrían estar incrustados en
la pared celular de las células del endosperma. Por otra parte, la fracción
indigestible del almidón a nivel ileal, descrita anteriormente, podría ser un substrato
potencial para amilasas exógenas. Bajo estos antecedentes, varias preparaciones
de combinaciones o coktails de diferentes actividades enzimáticas (principalmente
de xilanasa, amilasa, glucanasa y en algunos casos proteasa), especificadas para
dietas maíz/soya han sido evaluadas en broiler (Wyatt et al., 1999; Zanella et al.,
1999; Café et al., 2002; Gracia et al., 2003;Yu and Chung, 2004; Bertechini et al.,
2006a,b) y en pavos (Ritz et al., 1995a,b). En general, aunque variables, se han
encontrado efectos positivos sobre la digestibilidad de nutrientes, la energía
metabolizable y el rendimiento animal.
Enzimas para Carbohidrasas para PNA de granos de cereales viscosos:
Los productos enzimáticos específicos capaces de hidrolizar los PNA de granos de
cereales viscosos para disminuir los problemas digestivos que ocasionan y mejorar
su valor nutricional, han sido establecidos como una nueva clase de aditivos, en
particular para aves, debido a su eficacia bastante comprobada. Está bien
confirmado que la xilanasa (endo-1,4-β-xilanasa; EC 3.2.1.8) y β-glucanasa (endo1,3:1,4-β- glucanasa; EC 3.2.1.6), son las principales actividades enzimáticas
responsables para los efectos benéficos en raciones con trigo y cebada,
respectivamente. Ambas actividades enzimáticas son usadas rutinariamente en
raciones hechas con ambos granos, en toda Europa, Canadá, Australia y muchas
partes del Oriente medio. Cuando se adicionan productos enzimáticos, conteniendo
estas actividades enzimáticas, que hidrolizan los PNA de estos granos en raciones
de aves, usualmente se producen varios beneficios, como ser: mejora en la EM,
aumento en la utilización de nutrientes (e.g., lípidos, proteínas), mejora en la
conversión alimenticia (de 2 a 5 %), aumento en la tasa de crecimiento (de 2 a 3 %),
reducción de la viscosidad de la digesta intestinal, modificación de la microflora
intestinal, reducción de la incidencia en la excreta pastosa, mejora en las
condiciones de la cama (Annison and Choct, 1991; Campbell and Bedford, 1992;
Annison and Choct, 1993; Broz, 1993; Bedford and Morgan, 1996; Marquardt et al.,
1996; Bedford, 2000; Acamovic, 2001, Brufau, et al., 2002; Broz and Beardworth,
2002; Choct et al., 2004; Choct, 2006). Los productos enzimáticos que han sido
desarrollados, pueden ser divididos en los siguientes cuatro grupos:
− Complejos enzimáticos derivados de un solo microorganismo (e.g., Trichoderma
longibrachiatum, T. viride, Aspergillus niger, Humicola insolens, Thermomyces
lanuginous).
− Mezclas de enzimas basadas en dos o más productos de fermentación.
Enzimas mono-componentes derivadas de un microorganismo genéticamente
modificado (OGM).
−
Combinaciones de un complejo enzimático y una enzima mono-componente
(derivado de OGM).
Enzimas para PNA de ingredientes proteicos vegetales
Por la complejidad de los PNA de las fuentes proteicas vegetales, se han evaluado
varios productos enzimáticos que contienen múltiples actividades enzimáticas,
fundamentalmente carbohidrasas, como ser poligalacturonasa (pectinasa),
hemicelulasa y celulasa, obtenidas por la fermentación de un solo microorganismo.
Los efectos observados han sido variables, dependiendo de la preparación
enzimática y del ingrediente substrato (lupino, canola, soya o girasol). Una
preparación multienzimática obtenida de Aspergillus aculeatus ha mostrado ser
eficaz para degradar los PNA (Malathi and Devegowda, 2001), lo cual puede
explicar los efectos positivos encontrados sobre la EM y la digestibilidad de
nutrientes usando torta de soya como substrato, y en el rendimiento animal (Cowan
et al., 1999; Kocher et al., 2002; Vahjen et al., 2005; Nagashiro et al., 2006; Centeno
et al., 2006), y con girasol y canola (Cowan et al., 1999). Sin embargo, también se
han reportado resultados en los cuales hubo poco o ningún efecto usando otras
fuentes de proteína vegetal (Kocher et al., 2000). Kocher (2001), indica que las dos
razones principales para la inconsistencia son una escasez de entendimientos
claros de los efectos antinutritivos de los PNA en ingredientes proteicos vegetales y
la incapacidad de productos enzimáticos para degradar completamente estos PNA.
Además es importante reconocer, que la cantidad total de PNA, especialmente la
cantidad de PNA insolubles de la torta de soya, puede variar ampliamente
dependiendo de la variedad y mecanismos de procesamiento aplicados durante la
extracción de aceite.
Por otra parte, se han evaluado otros productos con actividades enzimáticas cuyos
substratos objetivos son diferentes a los PNA, como son: galactosidasas y
mananasas, para degradar los galacto-oligosacáridos y mananos, respectivamente.
La adición de fuentes de enzimas con actividad mananasa a raciones de aves ha
sido también reportado que produjo mejoras en el rendimiento. Sin embargo, puesto
que el nivel de mananos en raciones completas con soya, es muy bajo, es poco
probable que una reducción en la viscosidad de la digesta (como es encontrado con
gomas guar), sea responsable por los efectos positivos. Otros efectos sobre el
metabolismo o función inmune han sido especulados como los factores involucrados
en la respuesta positiva. Por otra parte, la importancia de los galactósidos en
alimentación animal y por consiguiente los beneficios de suplementar
galactosidasas es controversial. Algunas investigaciones han encontrado que los
galactósidos tiene propiedades antinutricionales, mientras que otras no han podido
confirmar estos efectos negativos (Jackson et al., 2004; Classen, 2006; Zou et al.,
2006).
Enzimas para degradar aminoácidos de ingredientes proteicos vegetales y
animales
Los ingredientes utilizados en las dietas poseen una gran variabilidad en términos
de origen y composición, por lo cual su digestibilidad es variable. La digestibilidad
de la proteína por ejemplo, es alta en ingredientes como maíz y torta de soya, pero
baja en algunas harinas de origen animal como la harina de vísceras y plumas. La
digestibilidad de la proteína también es afectada por el tratamiento térmico utilizado
en aquellos ingredientes que así lo requieren como los subproductos de origen
animal (Wang y Parsons, 1998) y la torta de soya (Coca-Sinova et al, 2008). La
digestibilidad de los aminoácidos también es variable dentro de un mismo
ingrediente y por tanto sus coeficientes de digestibilidad son mayores para algunos
aminoácidos que para otros.
Una gran variedad de proteasas es sintetizada naturalmente por las aves y liberada
en su tracto digestivo, siendo esta producción generalmente aceptada como
suficiente para maximizar la utilización proteica de la dieta (Le Heuron et al, 1993).
Entre tanto, variaciones encontradas para los coeficientes de digestibilidad en la
literatura indican que cantidades importantes de sustrato proteico pasan por el tracto
digestivo sin estar completamente digeridas. Por tanto, existen oportunidades para
mejorar la digestibilidad de la proteína de la dieta de las aves a través de la
suplementación del alimento con proteasas exógenas. La interpretación de
resultados a partir de estudios publicados con proteasas es confundida por la
existencia de más de una actividad enzimática en un único tratamiento, y por la
diversidad de ingredientes y tipos de proteasas usados en las mismas. Así,
resultados inconsistentes y variables son encontrados con frecuencia. Productos
que poseen una única actividad de proteasa permiten una interpretación más
acertada y fácil de los resultados a nivel experimental, aunque éstos son menos
frecuentes en la literatura. Ghazi et al. (2002), observaron efectos positivos usando
una proteasa tanto in vivo como in vitro, cuando las dietas fueron marginalmente
deficientes en aminoácidos.
Perspectivas en el uso de enzimas
No obstante el uso de enzimas como aditivo para la alimentación de aves ha
logrado avances significativos en estos 15 años, respaldado por una gran cantidad
de investigación científica, Marquardt and Brufau (1997) y Choct (2006) han
indicado que algunas áreas futuras que van a ser enfatizadas para el uso de
enzimas en la alimentación animal son:
− Mejoramiento de la calidad y eficacia de los actuales productos enzimáticos que
están disponibles en el mercado en relación a costo, estabilidad térmica, resistencia
a la digestión en el tracto digestivo (a proteasas y ácido digestivo) y una mejora de
la actividad enzimática en la sección objetivo del tracto gastrointestinal.
− Una disponibilidad de diferentes enzimas producidas por la industria de la
biotecnología.
− Fuentes alternativas de enzimas obtenidas por ingeniería genética que han sido
seleccionadas y/o diseñadas para un substrato objetivo particular y una especie
animal. Las enzimas que se incluyen serían aquellas producidas por
microorganismos, semillas y las del propio animal por tecnología recombinante de
ADN.
− Un número ampliado de alimentos y subproductos (salvado de trigo y de arroz,
ingredientes no convencionales como los granos secos residuos de la destilería,
etc.) que respondan a los tratamientos con enzimas.
− El desarrollo y estandarización de procedimientos para evaluar diferentes
productos enzimáticos.
− Mayor énfasis sobre otros beneficios de las enzimas tales como efectos para
reducir la polución, la partición de nutrientes y la alteración de la respuesta
endocrina y el estado de salud del animal, especialmente sobre la microflora
intestinal y el sistema inmune.
− Producción de enzimas que desactiven otros factores antinutricionales presentes
en los ingredientes de origen vegetal, además de PNA y fitato.
− Desarrollo de modelos para pronosticar la respuesta a las enzimas en alguna
clase de animal y con cualquier alimento de tal manera que faciliten los estudios de
costo:beneficio.
− Un rango de uso ampliado de las enzimas en las dietas de aves y otros animales
domésticos, incluyendo otras clases de aves, cerdos, peces y animales exóticos.
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