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Actualidades del uso de enzimas en
dietas de pollo de engorde
Antonio Gilberto Bertechini
Profesor Titular
UFLA
Introducción
La evolución biotecnológica lograda hasta este siglo, permitió
el
desarrollo de enzimas altamente especializadas y con objetivos importantes en
la nutrición animal, para la complementación de las enzimas digestivas
endógenas producidas en el tracto digestivo de los animales. Los ingredientes
vegetales poseen normalmente factores antinutricionales y/o substancias que
no son normalmente digeridas por las enzimas digestivas; por tanto, el uso de
enzimas específicas permite mejorar el aprovechamiento de estos compuestos,
con disminución en la eliminación de substancias poluentes como N y P, esto
debido a la manipulación de las formulaciones y de las enzimas adicionadas.
Las enzimas exógenas son adicionadas a las raciones de animales, visando
remover o hidrolizar factores antinutricionales, aumentar la digestibilidad de
nutrientes, suplementar las enzimas endógenas e hidrolizar polisacáridos no
amiláceos solubles (CLASSEN, 1996).
Son muchos los factores conocidos como anti nutricionales, siendo los
más comunes aquellos que pueden interferir en el proceso digestivo normal. En
este contexto se pueden citar los PNAs, que aumentan la viscosidad intestinal,
dificultando la acción de enzimas endógenas y la absorción, los fitatos que
indisponibilizan minerales, principalmente los metales bivalentes. Para los
PNAs, existen varios complejos enzimáticos con efectos sobre la digestión de
arabinoxilanos, compuestos por pentosanas y B-glucanas. Otras con efectos
sobre los α-galactosidios y oligomananos. En el caso de los fitatos, la enzima
fitasa ha demostrado ser muy eficaz en la liberación de P de la estructura
anillada del fitato, así como de minerales como es el caso de calcio, zinc,
hierro, manganeso entre otros.
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Las enzimas fitasa (mio-inositol hexafosfato fosfohidrolasa), han sido
estudiadas desde 1968, cuando Nelson y colaboradores probaron un residuo
de fermentación de Aspergillus ficcum en aves. Las aves tratadas presentaban
aumento de las cenizas óseas, en razón de la mayor parte de P para esas
aves. A partir de esa fecha, hubo una evolución biotecnológica para la
producción de esas enzimas, y actualmente, se conocen los efectos en la
liberación de P fítico para diversas especies.
Las investigaciones evidenciaran que no todo el P es liberado y que la
eficiencia de liberación es decreciente a medida que se eleva el nivel de
actividad de la enzima en la ración. Se verifico en los casos estudiados con
aves, liberación de más de 20% del P fitico con utilización de 200 FTU/kg de
fítasa. La mayoría de los trabajos realizados indicó que la utilización de 500
FTU/kg de fitasa, posibilita la liberación de 1,14 g de P/kg en pollos de engorde.
Considerando una margen de seguridad de 10%, esos valores corresponden a
5,5 kg de fosfato bicálcico (18% de P) por tonelada de ración o 0,1% de P
disponible.
Utilizando altos niveles de fitasa, Meneghetti et al. (2011), observaron
aumentos significativos en los coeficientes de retención aparente de Ca y P, a
medida que se elevaron los niveles de suplementación de fitasa en raciones de
pollo de engorde con la utilización de hasta 10.000FTU/kg de ración, la
retención aparente de P llego a 62,77%, siendo que en la dieta a base de maíz
y harina de soya esa retención fue de 47,68%.
Existen varias fitasas comerciales disponibles en el mercado para ser
utilizadas en las raciones de aves y pueden ser clasificadas de acuerdo con la
preferencia inicial de hidrolisis en el carbono 3 o 6. Las principales son
originarias de fermentación de A. níger, consideradas 3-fitasas (EC3.1.3.8) y
las que son producidas por Peniophora lycci y E. coli, A oryzae, como 6-fitasas
(EC 3.1.3.26). Además de esos microorganismos citados, existen otras cepas
que producen fitasas con características de acción específicas como amplitud
de pH de acción, más termoestables y mejor acción de hidrolisis de los fosfatos
de mioinositol. Las fitasas también son clasificadas como acidas las cuales
poseen pH de acción variando de 3 a 6 y las alcalinas, donde el intervalo de pH
esta entorno de 5,5 a 8. Por otro lado, existen fitasas con gran amplitud de
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acción que poseen alta recuperación en pH, variando de 3 a 8. La mayoría de
las fitasas poseen una estructura catalítica en la forma de histidina fosfatasa
acida (MULLANEY y ULLAH, 2003), con un sitio de acción activo basada en
una secuencia de siete aminoácidos y un dipeptido activo (LEI y PORRES,
2003).
La utilización adecuada de la fitasas requiere de cuidados con relación al
contenido de Ca de las dietas. Niveles altos de Ca asociado a fuentes de alta
solubilidad in vitro (calcáreo, calcítico), afecta la actividad de la enzima. Así, es
necesario considerar el aumento de la digestibilidad del Ca dietético con el uso
de las fitasas en por lo menos 0,2%. Aliada a esa reducción, también, deben
ser reevaluadas las recomendaciones de ese macro mineral, que normalmente
es utilizado en exceso como es indicado en la mayoría de las tablas de
recomendaciones nutricionales.
La fitasa también afecta la biodisponibilidad de otros elementos,
principalmente los cationes bivalentes (Ca++, Mg++, Zn++, Mn++ e Fe++) que
pueden estar quelados en la molécula de fitato. A partir de la liberación de P,
eses elementos también son liberados y contribuyen para el mejor
aprovechamiento
de
los
mismos,
implicando
una
reducción
en
la
suplementación.
La unidad de fitasa (FTU) es descrita por Engelen et al. (1994) como
siendo la cantidad de enzima que libera 1 μmol de ortofosfato inorgánico por
minuto apartir de 5,1 μmol de fitato de sodio en pH 5,5 y temperatura de 37ºC.
Por otro lado, existen metodologías específicas para las diversas fitasas del
mercado. La simple comparación de la unidad de fitasa no significa que poseen
la misma capacidad de liberación de P fitico. Así, el uso de la digestibilidad del
fitato sería más adecuado para comparar las actividades de las fitasas.
La efectividad de la fitasa ya fue extensamente comprobada tanto
científicamente como comercialmente, aun así, su eficacia depende de algunos
factores ligados a la composición de la dieta (calcio y fosforo), ingredientes y
aditivos utilizados, edad de las aves y conocimientos de fisiología digestiva por
parte del nutricionista.
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La fitasa es una alternativa económica para disponibilizar fosforo fítico
para raciones de pollos de engorde y otros animales monogástricos.
Otras enzimas han sido desarrolladas con la finalidad de aumentar la
digestibilidad
de
nutrientes
como
celulosas,
proteasas,
pectinasas,
galactosidasas y amilasas. De manera general, representan una herramienta
más para los formuladores de raciones de aves, que trabajan buscando
siempre la mejor conversión alimenticia de esos animales, contribuyendo
también a la reducción de emisiones poluentes para el medio ambiente; entre
estas, las proteasas, las amilasas y los complexos para PNAs, son las más
estudiadas, siendo actualmente ampliamente utilizadas.
Las matrices de valorización de los ingredientes para esas enzimas ya
fueron determinadas y son utilizadas en las formulaciones de las raciones para
aves y suinos con buenos resultados.
La digestibilidad tanto de proteínas, de carbohidratos y mismo de los
lípidos varía de acuerdo con el ciclo de producción del pollo de engorde. Así, la
utilización de las enzimas en los momentos correctos, donde la presencia de
substratos es poco aprovechado resultaría en mejores efectos con las enzimas
adicionadas.
Las proteasas incrementan la digestibilidad de gran parte de los
aminoácidos de los ingredientes. En el caso de las proteínas de origen vegetal
(Figura 1 a e b), existen incrementos significativos en las digestibilidades de los
aminoácidos en las dietas de pollos de engorde con el uso de 200g/ton de una
serina hidrolasa (75,000Prot unit/g) tanto para las proteínas de origen vegetal
como animal.
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ZERO
88
86
PROTEASE 200 g/t
86,25
86
83,5
83,36
84
82
80
78
81,25
78,5
76
74
MAIZ
H.SOJA
SOJA INTEGRAL
DES.
(a)
%
ZERO
74
72
70
68
66
64
62
60
58
PROTEASE 200 g/t
72,62
70,67
67,33
66,72
65,85
63,25
HCH
H.AVE
H.PLUMAS
(b)
Figura 1. Efecto de la proteasa en la digestibilidad total de aminoácidos
de proteínas de origen vegetal (a) y animal (b) de 18 a 21 días de edad de las
aves (Bertechini et al., 2009).
En el caso de las amilasas, los efectos incrementadores de la EM de las
dietas son mayores en las fases iniciales y finales de producción de los pollos
de engorde. Existe incremento natural en el aprovechamiento de la energía del
maíz hasta los 21 días de edad de las aves, por otro lado, en la última semana
de producción debido al alto consumo de ración (almidón), existe una
disminución en la eficiencia y aprovechamiento energético de ese nutriente
(Figura 2). Normalmente las dietas para pollos de engorde en la fase final, se
utiliza niveles altos de EM. Por otro lado, el pollo de engorde tiene límites
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fisiológicos de utilización de energía de las dietas que varían de 2800 a 3200
kcal (Bertechini, 2011).
EM X IDADE DA AVE
EMAn, kcal/kg
3300
3100
EMAn caculada,
kcal/kg
EMAn determinada,
kcal/kg
2900
2700
2500
1-7d 8-14d
1521d
2228d
2935d
3642d
4346d
IDADE
Figura 2. EM calculada y determinada de raciones a base de maíz y
harina de soya de acuerdo con la edad de las aves.
La amilasa ha sido estudiada como enzima exógena, a pesar de haber
estudios que indican altas digestibilidades del amido de los ingredientes
vegetales. Por otro lado, en ciertas fases productivas de los pollos de engorde
aún existen diferencias en esa digestión, siendo que el uso de la amilasa tiene
resultados importantes en el incremento de la EM de las dietas. En la figura 3
se ilustra como el pollito aprovecha el contenido de EM del maíz. Se verifican
los incrementos en todas las fases, sin embargo, en la fase final es mayor
llegando a aumentar 297 kcal/kg de EMAn con el uso de 400 ppm de una αamilasa. En la primera fase sería menor debido a la deficiencia enzimática, por
otro lado, en la fase final, debido a la hiperfagia del ave, donde ingiere más
alimento del que logra consumir, ocurriendo una descompensación entre el
substrato y la amilasa endógena.
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4000
EMAn, kcal/kg
3900
3800
0
200 ppm amilase
300 ppm amilase
400 ppm amilase
3700
3600
3500
3400
3300
3200
1-7d
14-21d
35-42d
Figura 3 Efecto del uso de amilasa sobre la EMAn del maíz determinada
en varias edades de las aves.
El uso de combinaciones enzimáticas ha sido propuesto en varias
investigaciones (Cowieson et al., 2006; Barbosa et al.; 2008; Bertechini et al.,
2006), no en tanto, los resultados no siempre son aquellos previstos, siendo
que en algunos resultados hubo prejuicio en el desempeño, principalmente
cuando fueron usadas valoraciones nutricionales propuestas para cada enzima.
Ese dato fue usado para las valoraciones nutricionales propuestas para cada
enzima. Ese dato indica que al asociar las enzimas, no se pueden considerar la
sumatoria de los efectos previstos, para no provocar desbalanceamiento de la
ración.
Consideraciones finales
Las enzimas son aditivos con excelentes perspectivas de uso y pueden
contribuir para la reducción de los costos de producción, así como en la
reducción de la excreción de nutriente al medio ambiente. Al utilizar las
enzimas, se deben conocer sus substratos específicos para poder obtener
resultados positivos de esa tecnología.
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