Aditivos La entrada en vigor, el pasado mes de enero, del artículo 11 del Reglamento 1831/2003 sobre aditivos en alimentación animal, ha supuesto la prohibición de la comercialización de todos los aditivos antibióticos distintos de los coccidiostáticos y los histomonóstatos. Esta restricción ha de aplicarse a aquellos productos que contengan estos aditivos, tanto si se trata de piensos, como de premezclas. Esta prohibición tendrá importantes repercusiones económicas en el sector, ya que conlleva un aumento de los costes de producción. Se hace necesario, por lo tanto, encontrar alternativas eficaces y seguras (para la salud humana, la salud animal y el medio ambiente) al uso de estos antibióticos. Prohibición del uso de monensina sódica en la alimentación del ganado vacuno: repercusiones y alternativas Antonio Jiménez, Veterinario Dos hechos han motivado la regulación del empleo de aditivos en alimentación animal y la prohibición del uso de antibióticos como aditivos en alimentos por parte de la Comisión Europea: 1) La presión ejercida por las asociaciones de consumidores y 2) Las recomendaciones establecidas en el Libro Blanco de la seguridad alimentaria concebidas para reducir los riesgos de crear resistencias microbianas y preservar la eficacia de ciertos antibióticos de uso humano. No podemos olvidar que la sucesión de diferentes escándalos relacionados con alimentos a lo largo de los últimos años (la encefalopatía espongiforme bovina, la crisis de la dioxinas, los organismos genéticamente modificados, etc.) contribuyeron a crear un ambiente de desconfianza entre los consumidores y provocaron un cambio de rumbo de la política europea de protección de los consumidores y de seguridad alimentaria. Con vistas a refundir la legislación, la Comisión Europea publicó, en 1997, el Libro Verde sobre los principios generales de la legislación alimentaria de la Unión Europea. El debate público suscitado por el Libro Verde desembocó en la publicación, en enero de 2000, del Libro Blanco sobre seguridad alimentaria, lo que supuso el desarrollo de un marco jurídico para la totalidad de la cadena alimentaria, «de la granja a la mesa», de acuerdo con un enfoque global e integrado. El Reglamento (CE) no 178/2002, adoptado a finales de enero de 2002, es el texto fundador de la nueva legislación en materia de seguridad alimentaria. Se creó la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria y un Comité de la Cadena Alimentaria y de Sanidad Animal que sustituyó a los ocho comités científicos permanentes que existían hasta la fecha. Se reforzó el sistema de alerta rápida para la alimentación humana y animal, y se dotó a la Comisión de poderes especiales que le permiten tomar medidas de carácter urgente en caso de que los Estados miembros no sean capaces de contener por sí mismos un riesgo grave para la salud humana y animal o para el medio ambiente. Además no podemos obviar que la seguridad y la calidad alimentarias, junto con el desarrollo rural, pasan a ser los principales objetivos de la reforma de la PAC en el marco de la Agenda 2000. Las primeras autorizaciones de antibióticos como aditivos promotores del crecimiento incluyeron un total de 13 sustancias, que continuaron aumentando hasta alcanzar la cifra máxima de 24 en diciembre de 1998. Esta lista se ha visto reducida progresivamente y cerrada con la prohibición de estos últimos cuatro productos, de los que, hasta la fecha, se permitía un uso restringido ya que su principio activo no es utilizado en humanos. Los Antibióticos Promotores del Crecimiento son uno de los aditivos más utilizados en la alimentación animal. Según un estudio de la Federación Europea Aditivos para la Salud Animal, en 1999 los animales de granja de la Unión Europea consumieron el 35 % del total de antibióticos utilizados, de los cuales un 6 % se utilizaron como aditivos promotores del crecimiento. La citada prohibición afecta, además de a la Monensina sódica (autorizada como promotor de crecimiento sólo en vacuno de cebo), al Flavofosfolipol (especies de destino: gallinas ponedoras, pavos, pollos de engorde, lechones, cerdos de engorde, terneros, vacuno de carne y conejos ), la Salinomicina de sodio (especies de destino: lechones y cerdos de engorde) y a la Avilamicina (especies de destino: lechones, cerdos de engorde, pollos de engorde y pavos, para los que se mantiene la autorización hasta el 20 de enero de 2013). APLICACIÓN ACTUAL DE LA MONENSINA El empleo de muchos aditivos, entre ellos los antibióticos promotores de crecimiento, se justifica porque mejoran la eficacia de los procesos digestivos y metabólicos (que se traduce en un aumento de la eficiencia de la utilización de los alimentos y en mejoras significativas de la ganancia de peso), los parámetros reproductivos y el estado sanitario de los animales. La mayoría de los antibióticos ionóforos son producidos por Streptomyces spp., sin embargo Streptoverticillium, Nocardiopsis, Nocardia, y Actinomadura spp.son también conocidos por elaborarlos. Junto con los productos naturales de los microorganismos, existen numerosos ionóforos modificados químicamente. Los ionóforos incorporados a la alimentación animal pertenecen todos al grupo carboxílico. Estos antibióticos son activos contra parásitos, incluyendo a coccidios (Eimeria) y Fuente: Wood Mackenzie Total :13.700 millones de dólares. nº 6 Aditivos La Comisión presentará al Parlamento Europeo y al Consejo, antes del 1 de enero de 2008, un informe sobre la utilización de coccidiostáticos y los histomonóstatos como aditivos para alimentación animal y sus posibles alternativas, con vistas a la adopción de una decisión con respecto a la supresión progresiva de su utilización como aditivos para alimentación animal como muy tarde el 31 de diciembre de 2012 Plasmodium, asimismo frente a bacterias Gram+ y mycoplasmas. En animales son usados principalmente como promotores de crecimiento y coccidiostáticos. Sólo la monensina en vacuno y la salinomicina en cerdos están registrados como promotores de crecimiento en Europa. Los otros ionóforos registrados pueden ser usados en la alimentación de aves como cocciostáticos. La Monensina sódica, antibiótico ionóforo que modifica la permeabilidad de la célula bacteriana, es producto de la fermentación de una cepa de Streptomyces cinnamonensis. La monensina es activa frente a bacterias grampositivas y frente a coccidios. Cuando se administra a rumiantes incorporada al pienso en pequeñas cantidades modifica la microflora ruminal, inhibiendo específicamente a bacterias gram-positivas cuyos productos de fermentación son principalmente el ácido acético, el ácido butírico, el hidrógeno y el ácido láctico. Como resultado de esta inhibición, la eficacia de utilización de energía mejora debido al incremento en la producción de propiónico y la reducción de la producción de acético y metano. Además, los ionóforos inhiben la proteolisis y la desaminación, resultando en una reducción de la concentración de amoníaco y una mejora en la utilización de la proteína. Estos cambios resultan en una mejora en la utilización de los alimentos y de la producción. Además, sus efectos en grupos bacterianos específicos reducen el riesgo de acidosis y timpanismo. Ambas patologías, ligadas a la ingestión de grandes cantidades de carbohidratos fácilmente fermentables, aparecen frecuentemente en cebaderos. ALTERNATIVAS A LOS ANTIBIÓTICOS PROMOTORES DEL CRECIMIENTO Podemos considerar dos aspectos en la búsqueda de alternativas al uso de antibióticos promotores de crecimiento: la implantación de nuevas estrategias de manejo y la utilización de otras sustancias con efectos similares sobre los niveles productivos de los animales. Las prácticas de manejo deben intentar prevenir o reducir el estrés de los animales controlando la higiene, las condiciones medioambientales y la alimentación. La nutrición no sólo debe ser adecuada, lo que mejorará el estatus inmunológico, sino que han de evitarse los cambios bruscos. Otras medidas viables serían procurar la erradicación de algunas enfermedades y seleccionar animales genéticamente resistentes a enfermedades. Una futura opción podría ser la inmunización frente a grupos bacterianos específicos del rumen. En cuanto a las posibles sustancias y en el caso de rumiantes, destacan como principales opciones: los probióticos, las enzimas, los ácidos orgánicos y los extractos vegetales. PROBIÓTICOS Los probióticos son cultivos vivos de una o varias especies microbianas que benefician al hospedador mejorando las propiedades de la microflora digestiva original. En la práctica suelen presentarse bajo formas destinadas a ser administradas en el agua o en el pienso. No podemos dejar de mencionar el término Prebiótico, que se utiliza para hablar de ciertos ingredientes no digestibles de los alimentos que estimulan selectivamente el crecimiento y/o la actividad de determinados microorganismos beneficiosos del tracto digestivo que, además, pueden impedir la adhesión de otros patógenos. Todo parece indicar que se corresponden con los oligosacáridos, polisacáridos no amiláceos y almidones. Los microorganismos que constituyen los probióticos son principalmente bacterias Gram positivas, en su mayoría capaces de producir ácido láctico (Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus, etc.) pero también se incluyen bacterias no lácticas (Bacillus), levaduras (Saccharomyces) y hongos (Aspergillus). nº 6 Aditivos Aunque la mayoría de los probióticos funcionan fundamentalmente por competencia, ya que al administrarlos establecemos una microflora beneficiosa que impide la adhesión y colonización del tracto digestivo por microorganismos patógenos, en el caso de las bacterias productoras de ácido láctico, éste también inhibe la proliferación de muchas bacterias potencialmente patógenas o indeseables. El método de actuación de los probióticos es múltiple: compiten por los receptores que permiten la adhesión y colonización de la mucosa intestinal, compiten por determinados nutrientes y producen sustancias antimicrobianas. Las levaduras (Saccharomyces cerevisiae) son uno de los probióticos más utilizados en rumiantes. Sólo se consideran probióticos los productos a base de levadura viva. Los cultivos de levadura desecada y los del hongo Aspergillus oryzae, que contiene el medio de cultivo y sus productos de fermentación son otra alternativa de productos. No proporcionan un organismo vivo sino enzimas y otros metabolitos, como aminoácidos y vitaminas, producto de su fermentación sobre un medio vegetal, que son los que realmente producen los efectos positivos. Los aditivos a base de levaduras ó cultivo de levaduras actúan a nivel ruminal reduciendo la producción de metano, disminuyendo normalmente la concentración de amoniaco y, favoreciendo la estabilidad del pH, por lo que se recomiendan en raciones con mucho concentrado y riesgo de acidosis. Incrementan la actividad de la flora celulolítica, lo que beneficia la degradación de la fibra, aumentan la flora anaerobia total y favorecen la flora que deriva lactato a propiónico. Además, pueden considerarse como una fuente natural de vitaminas y ácidos orgánicos (en especial málico) para la población microbiana del rumen. En los rumiantes el uso de probióticos puede incrementar la producción de leche entre 1-2 litros al día y la ganancia diaria de peso hasta en un 7.5%. ENZIMAS Las enzimas alimentarias son proteínas que eventualmente se degradan en el tracto digestivo, por lo que no presentan riesgo de residuos en tejidos o en leche. Tradicionalmente su uso como aditivo de alimentos para rumiantes no ha estado muy extendido debido a su precio y a la idea de que se degradarían rápidamente en el rumen antes de producir efecto alguno. Sin embargo su empleo tiene interés para catalizar las reacciones degradativas que ocurren durante la digestión tanto de los componentes de la pared celular (celulasas, xilanasas, glucanasas, pectinasas...),como de su contenido (amilasas, proteasas...). La digestión eficiente de sustratos complejos en el rumen requiere de la acción combinada de muchas enzimas. Los preparados enzimáticos para rumiantes son comercializados fundamentalmente sobre la base de su capacidad para degra- En los rumiantes el uso de probióticos puede incrementar la producción de leche entre 1-2 litros al día y la ganancia diaria de peso hasta en un 7,5% Aditivos Se han descrito mejoras en la digestibilidad de la fibra en raciones que contenían principalmente forraje en las que se adicionaron enzimas, mientras que en raciones ricas en concentrado podrían ayudar a superar la depresión en la degradación de la fibra que provocan los descensos en el pH ruminal dar la pared celular de las plantas y, como tal, son frecuentemente referidos como celulasas o xilanasas. Sin embargo, dependiendo de su origen pueden contener enzimas como amilasas, proteasas o pectinasas. En el caso de los rumiantes no se ha valorado el empleo de fitasas, usadas en alimentación de monogástricos porque aumentan la disponibilidad del fósforo y reducen la excreción de este mineral potencialmente contaminante, ni de otras enzimas encargadas de degradar toxinas presentes en la pared celular de algunas especies vegetales. En el mercado existen una gran variabilidad de productos enzimáticos comercializados, aunque los mas utilizados se obtienen por procesos de fermentación en cultivos de bacterias, levaduras y hongos, algunos de los cuales son también utilizados como probióticos. A la hora de elegir un aditivo enzimático debe tenerse en cuenta que una de las principales características es su alta especificidad por el sustrato y que son termolábiles. El método de administración puede ser crucial, parece ser que la efectividad enzimática es más marcada si se aplica la mezcla de enzimas a la ración en lugar de si se hace por infusión directa en el rumen. Asimismo, son más efectivos sobre alimentos secos que sobre alimentos húmedos. No se conocen con exactitud los mecanismos de acción de los aditivos enzimáticos, no obstante se considera que las enzimas exógenas pueden provocar efectos de origen multifactorial: podrían actuar directamente sobre el alimento provocando una predigestión y facilitando su degradación posterior por las enzimas del rumen, esto proporcionaría una disponibilidad adicional de carbohidratos que estimularía el crecimiento y la actividad de la población ruminal. Algunos estudios han descrito mejoras en la digestibilidad de la fibra en raciones que contenían principalmente forraje en las que se adicionaron enzimas, mientras que en raciones ricas en concentrado podrían ayudar a superar la depresión en la degradación de la fibra que provocan los descensos en el pH ruminal. El efecto de agregar enzimas en la alimentación de vacuno de cebo puede provocar un aumento de la ganancia media de peso diaria de un 9%, sin afectar a la ingestión de materia seca. En vacas de leche su adición consigue originar un incrementó en el consumo de materia seca (según algunos autores no en la proporción necesaria para mantener los porcentajes de grasa y proteína, que en ocasiones aparecen reducidos) y en la producción de leche de entre un 10 y un 15%. Este efecto es más notable en las vacas que están en inicio de lactación, porque al encontrarse en balance energético negativo los efectos beneficiosos resultado del incremento de la digestibilidad de la fibra son mayores. ÁCIDOS ORGÁNICOS Los ácidos orgánicos se comercializan en forma de ácidos libres y como sales de sodio, potasio o calcio. Éstas tienen la ventaja de ser generalmente inodoras y más fáciles de manejar en el proceso de fabricación del pienso, como consecuencia de su forma sólida y menos volátil. Son menos corrosivas y además, al ser más palatables, tienen un menor efecto negativo sobre el consumo cuando se emplean en dosis elevadas. Los ácidos orgánicos se revelan como sustancias seguras, ya que no abandonan el tracto digestivo y por ello no pueden dejar residuos en los animales. Ciertos ácidos orgánicos, como el aspártico, el málico o el fumárico, parecen inducir cambios en el pH ruminal y la producción de metano y/o AGV de una forma similar a los antibióticos ionóforos. El aspártico, el fumárico y el málico favorecen la captación y utilización del ácido láctico por Selenomonas ruminantium, lo que evita descensos acusados de pH. Esta bacteria puede llegar a representar hasta la mitad total de las bacterias viables en el rumen en animales que reciben raciones ricas en concentrados. S.ruminantium metaboliza también estos ácidos hasta propiónico, por lo que aumenta la proporción de este último. Además, los ácidos orgánicos pueden actuar como aceptores finales de hidrógeno metabólico, reduciendo su disponibilidad para otras funciones metabólicas, particularmente la metanogénesis. La disminución de la producción de metano , no sólo se traduce en menores pérdidas energéticas, sino en menos contaminación ambiental. Aditivos Ciertos ácidos orgánicos parecen inducir cambios en el pH ruminal y la producción de metano y/ o AGV de una forma similar a los antibióticos ionóforos MICROORGANISMOS UTILIZADOS COMO PROBIÓTICOS Microorganismos Género Especies Hongos Aspergillus A.niger A.oryzae** Levaduras Saccharomyces S.cerevisiae** S.boulardii Bacterias lácticas Sporolactobacillus* S.inulinus Bacterias no lácticas Bacillus* B.subtillis B.coagulans B.claussi B.cereus Bifidobacterium B.licheniformis B.bifidum B.longum B.thermophilus B.infantis B.adolescents B.animalis Enterococcus E.faecali E.faecium Lactobacillus L.acidophilus** L.plantarum** L.casei L.rhamnosum L.GG L.delbraeckii bulgaricus L.reuteri L.fermentum L.brevis L.lactis L.cellobiosus Lactococcus L.lactis Leuconostoc L.mesenteroides Pediococcus P.acidilactici Propionibacterium* P.freudenreichii Streptococcus S.thermophilus S.lactis S.cremoris S.salivarius S.intermedius S.leuconostoc *Bacterias esporuladas **Microorganismos que a su vez son fuente de enzimas Las celdas en color rosa corresponden a las especies más usadas en rumiantes En definitiva, su incorporación a la dieta puede prevenir el desarrollo de acidosis y según algunos estudios mejorar los índices de conversión e incrementar la ganancia diaria de peso en terneros de cebo, especialmente durante el periodo de adaptación, a su llegada al cebadero. EXTRACTOS VEGETALES Los extractos de plantas son metabolitos secundarios entre los que se incluyen las saponinas, los taninos y los aceites esenciales. Se incluirían dentro del grupo de aditivos clasificado como “sustancias aromáticas y saborizantes”. Muchos de estos metabolitos tienen la capacidad de modificar la actividad microbiana en el rumen, originando un descenso de las bacterias Gram+ y de los protozoos, y de reducir los niveles de amoníaco en rumen. INMUNIZACIÓN El sistema se basa en la vacunación frente a grupos bacterianos específicos del rumen, como S. bovis y Lactobacillus, involucrados directamente en la producción de láctico. La administración del antígeno genera anticuerpos que alcanzan el rumen mediante la saliva, llegando a neutralizar dicha población bacteriana. Tras la prohibición de los antibióticos ionóforos para su uso en alimentación animal, los investigadores tienen por delante el desarrollo de un interesante trabajo. Según el camino que han emprendido distintas empresas del sector, parece que la solución puede estar en la combinación de algunas de las alternativas citadas previamente en este artículo. BIBLIOGRAFÍA 1. Acedo-Rico J. “Utilización de aditivos en piensos para rumiantes: minerales forma orgánica, levaduras, enzimas, ionóforos y otros”. XIX Curso de Especialización de FEDNA (2003). 2. Auclair E. “Yeast as an example of the mode of action of probiotics in mono- 3. Beauchemin K.A, Rode L.M., Karren D. “Use of feed enzymes in feedlot finishing 4. Butaye P., Devriese L.A., Haesebrouck F. “Antimicrobial growth promoters used gastric and ruminant species”. www.ciheam.org diets”. Can. J. Anim. Sci. 1999; Vol 79, (2): 243-246. in animal feed: effects of less well known antibiotics on Gram-positive bacteria”. Clin. Microbiol. Rev. 2003; Vol 16, (2):175-188. 5. Caja G., González E., Flores C., Carro M.D.,Albanell E. “Alternativas a los antibióticos de uso alimentario en rumiantes: probióticos, enzimas y ácidos orgánicos”. XIX Curso de Especialización de FEDNA (2003). 6. Calsamiglia S., Castillejos L., Busquet M. “Estrategias nutricionales para modificar la fermentación ruminal en vacuno lechero”. XXI Curso de Especialización de FEDNA (2005). 7. Carro M.D., Ranilla M.J. “los aditivos antibióticos promotores del crecimiento: 8. Krehbiel C.R., Rust S.R., Zhang G., Gilliland S.E. “Bacterial direct-fed microbials situación actual y posibles alternativas”. www.porcicultura.com in ruminant diets: Performance response and mode of action” J. Anim. Sci. 2003; Vol 81:120–132 9. Martín S.A., et al. “Effects of DL-Malate on Ruminal Metabolism and performance of Cattle Fed a High-Concentrate Diet”. J. Anim. Sci. 1999; Vol 77:1008– 1015. 10. Rode L.M., Yang W.Z., Beauchemin K.A. “Fibrolytic enzyme supplements for dairy cows in early lactation”. J. Dairy. Sci. 1999; Vol 82, (10):2121-2126. 11. Schingoethe D.J., Stegeman G.A., Treacher R.J. “Response of lactating dairy cows to a cellulase and xylanase enzyme mixture applied to forages at the time of feeding”. J. Dairy. Sci. 1999; Vol 82, (5):996-1003. 12. Shu Q., Gill H.S., Hennessy R.A., Leng S.H., Bird S.H., Rowe J.B. “Immunisation against lactic acidosis in cattle.” Res. Vet. Sci. 1999; Vol 67, (1):65-71.v