Departamento técnico Olmix Latinoamérica Norte
La alimentación en los sistemas pecuarios representa aproximadamente del 60-70% de los costos de producción (Núñez-Torres, O. P., 2017; Imran, M. et al., 2016). (GCMA, 2021). Sin embargo, actualmente y debido a la combinación de una serie de factores como condiciones climáticas, tipo de cambio del dólar y una creciente demanda de granos básicos a nivel global enfrentamos un alza histórica en los precios del maíz y pasta de soya con un incremento anual del 121% y 46%, respectivamente.
Este panorama genera un incremento significativo en el costo de producción de alimentos balanceados, encareciendo así los precios de los cárnicos (Veterinaria Digital, 2021). Esta necesidad lleva al productor a elevar la eficiencia de los procesos productivos sin afectar la calidad del producto final.
Uno de los principales retos para aumentar la rentabilidad de las empresas porcícolas es mejorar el aprovechamiento de los alimentos, incidiendo directamente a la digestibilidad y absorción de nutrientes. El éxito del proceso de la digestión depende de la hidrólisis enzimática realizada en el intestino delgado, la cual se encarga de transformar el alimento en nutrientes para su posterior absorción y distribución en órganos los cuales son utilizados para mantenimiento, el crecimiento y la producción (Imran, M. et al., 2016; Ravindran, V., 2010).
Todas las enzimas digestivas endógenas, son inactivas catalíticamente recibiendo el nombre de apoenzimas ya que requieren de cofactores metálicos para activarse y ser afín a su sustrato, ejerciendo así su función de hidrolisis (Fig. 1). Este complejo enzima-cofactor catalíticamente activo recibe el nombre de holoenzima (CUAEDI-UNAM, 2020).
Los cofactores se definen como compuestos no proteicos termoestables que forman la porción activa de un sistema enzimático.
En otras palabras, son moléculas auxiliares requeridas por las enzimas para estar activas. Pueden ser orgánicas o inorgánicas, vitaminas o iones metálicos.
Aunado a la unión con su cofactor las enzimas requieren de ciertas condiciones ambientales para poder ejercer su función de manera adecuada como son pH, temperatura, contacto con el sustrato, y su capacidad para no ser degradadas por proteasas del tracto gastrointestinal (Mc Donald, 1995).
ARCILLAS COMO BIOCATALIZADORES ENZIMÁTICOS
Las arcillas son materiales minerales laminares, compuestos de una sucesión de hojas con base aluminio y silicio, cuyo orden varía según el tipo de arcilla. En el caso de la montmorillonita varios iones metálicos reemplazan algunos de los iones de aluminio y silicio en la estructura. Conocido este fenómeno como sustitución, la presencia de iones metálicos puede contribuir a la activación de algunas enzimas digestivas a través de su acción como cofactores. Así, por ejemplo, el cobre se conoce por activar la lipasa y fosfolipasa A, y el zinc es un cofactor requerido por las carboxipeptidasas. Sin embargo, la accesibilidad en estas láminas estructurales de la montmorillonita es limitada solamente a su superficie.
Reichardt (2008) y Habold et al., (2009) demostraron la capacidad de las arcillas para favorecer el contacto entre las enzimas y los nutrientes y por lo tanto mejorar la tasa de digestión del alimento. Las enzimas digestivas necesitan estar en contacto con su cofactor y con su sustrato con el fin de que se produzca la hidrólisis enzimática. Se han propuesto varios mecanismos por los cuales se mejora la digestibilidad de los nutrientes del alimento adicionado con Montmorillonita; uno de los cuales es la reducción de la velocidad del paso del alimento a lo largo del tracto digestivo, lo que provee más tiempo para la digestión de éste. Otro mecanismo estudiado es el aumento en la retención de proteínas y energía debido a un mejor funcionamiento de las enzimas pancreáticas (Subramaniam, 2015).
Habold et al., (2009) observaron una mayor actividad de la lipasa pancreática en ratas suplementadas con Caolinita; Xia et al., (2004) observaron también un aumento en la actividad de enzimas digestivas intestinales en pollos de engorda suplementado con Montomorillonita. Otros estudios afirman que el aumento de la actividad de las enzimas en contacto con la arcilla no solo proviene de la estabilización, sino también de la presencia de cofactores metálicos (Reichardt, 2008; Habold et al., 2009).
Xia informó que la relación entre la altura de las vellosidades y la profundidad de las criptas fueron 19,1 y 37,1% más altos en cerdos alimentados con dietas suplementadas con 0,2% de montmorillonita en comparación con un control. Un aumento en la altura de las vellosidades aumenta el área de superficie para la absorción de nutrientes aumentando así digestibilidad de nutrientes (Subramaniam, 2015).
LA SOLUCIÓN: Tecnología Olmix Exfoliated Algoclay (OEA®)
La estructura de las arcillas se puede modificar y asociar con otros materiales que potencialicen sus propiedades biocatalíticas. Dicha tecnología ha sido desarrollada y patentada por empresas innovadoras en biotecnología en el marco de sus programas de investigación de extractos de algas y arcillas generando tecnologías que permiten una mayor disposición de los cofactores metálicos, gracias al desarrollo de una partícula que funcionalmente tiene diversos y variados iones metálicos disponibles para completar las reacciones enzimáticas, parte de esta funcionalidad es debido a la creación de una estructura híbrida entre extractos de algas y láminas de arcillas que forman un complejo no digestible ni disociable, para dar lugar a mayores accesos a los iones metálicos que son los biocatalizadores de las enzimas digestivas.
El proceso de micronizado y el proceso de exfoliación laminar de la montmorillonita de esta herramienta biotecnológica permite una fina dispersión en el intestino, proporcionando diversos puntos de reacción de la digestión enzimática con iones metálicos fácilmente accesibles. En síntesis, la sinergia entre la arcilla y extractos de algas marinas aportan múltiples iones metálicos (hierro, zinc, cobre, titanio, etc.) que a veces están ausentes en el alimento, y que son requeridos como cofactores para la activación más eficiente de diversas enzimas digestivas.
Mejorando la eficiencia digestiva gracias a soluciones naturales
Esta tecnología única ha demostrado su eficacia en colaboración con diversas instituciones de investigación. Con el fin de determinar la digestibilidad ileal de los nutrientes se realizó un estudio en el Instituto Francés de Investigación Agronómica (INRA Saint-Gilles). En dicho estudio se añadió la tecnología Olmix Exfoliated Algoclay (OEA®) a cerdos de 30 kg de peso promedio que fueron sometidos a una anastomosis ileorectal. Para determinación de digestibilidad verdadera.
Tras tres semanas de descanso postoperatorio los cerdos fueron alimentados sucesivamente con las siguientes dietas, siguiendo un modelo cuadrado latino:
- Dieta estándar (control).
- Dieta estándar suplementada con 0.1% de Olmix Exfoliated Algoclay (OEA®).
- Dieta con baja proteína y energía (para estimar pérdidas endógenas).
Cada dieta se administró durante una semana, incluyendo 4 días de adaptación y 3 días de mediciones. Los animales fueron alimentados a las 8 horas y 15:30 horas todos los días. La alimentación fue adaptada por cerdo en función de su consumo diario (175 g/kg PV0,60).
Se calcularon los contenidos de materia seca (MS), materia mineral (MM), materia orgánica (MO), nitrógeno (N), energía bruta (EB) y aminoácidos (AA) en los jugos ileales. Las pérdidas endógenas de los animales se midieron con la dieta con baja proteína y energía, para ser considerados y obtener los valores reales de digestibilidad.
A partir de estos datos, los coeficientes digestivos de utilización estandarizada (CUD) e ileal fueron calculados para la materia seca, materia orgánica, Nitrógeno, FB (Fibra Bruta), FND/FAD (Fibra Neutra Detergente/Fibra Ácida Detergente), EB (Energía Bruta) y AA (Aminoácidos). Los resultados demostraron que todos los parámetros mencionados tuvieron un incremento significativo o importante en el coeficiente de utilización digestiva, demostrando que la calidad del alimento por este mayor aprovechamiento puede ser mejorada por la adición en estos cofactores metálicos en la dieta (Tabla 1). Proporcionando de esta manera una mayor cantidad de nutrientes para ser absorbidos a nivel del intestino delgado.
En el gráfico 1 se muestran los valores de proteína y algunos aminoácidos esenciales, en los cuales se obtuvieron valores más altos, significativamente hablando, cuando la dieta consumida por los cerdos contenía los cofactores metálicos adicionados (OEA®), generando una mayor disponibilidad de la fracción proteica de la dieta.
Conclusión
El uso de biocatalizadores naturales elaborados con arcillas y extractos de algas como aditivo en el alimento han demostrado que la actividad enzimática en el tracto digestivo del cerdo se vea mejorada en comparación con las dietas tradicionales. Incrementando la disponibilidad de los nutrientes, como proteínas y energía de los alimentos. Con esta tecnología se beneficia la rentabilidad de las explotaciones porcícolas.
Referencias
- Chiba, L. (2014). Animal Nutrition Handbook. Recuperado de: http://www.ag.auburn.edu/~chibale/an12poultryfeeding.pdf.
CUAEDI. (2020). Activación e inhibición de enzimas digestivas. B@UNAM de la Coordinación de Universidad Abierta y Educación a Distancia / UNAM. Citado el 6 de febrero de 2020. Disponible en: http://uapas2.bunam.unam.mx/ciencias/activacion_inhibicion_enzimas. - GCMA. (2021). Perspectivas Agro- alimentarias 2021. Grupo Consultor de Mercados Agrícolas.
- Habold. (2009). Clay ingestion enhances intestinal triacylglycerol hydrolysis and non-esterifiedfatty acid absorption. British Journal of nutrition,
- Imran, M., Nazar, M., Saif, M., Ahsan-Khan, M., Vardan, M., Javed, O. (2016). Role of Enzymes in Animal Nutrition: A Review. PMS Veterinary Research, 1(2): 38-45.
- McDonald P., Edwards R., Greenhalgh J., Morgan C. (1995) Nutrición animal. 5ta ed. (117-129).
- Núñez-Torres, O.P. (2017). Los costos de la alimentación en la producción pecuaria. Journal of the Selva Andina Animal Science, 4(2): 93-94.
- Ravindran, V. (2010). Aditivos en alimentación animal: presente y futuro. Institute of Food, Nutrition and Human Health, Massey University, New Zealand. XXVI Curso de Especialización FEDNA (Fundación Española para el Desarrollo de la Nutrición Animal). Madrid.
- Reichardt, Francois. (2008). Ingestion spontanée dárgiles chez le rat: rôle dans la physiologie intestinale.
- Subramaniam MD, Kim IH. Clays as dietary supplements for swine: A review. J Anim Sci Biotechnol. 2015 Aug 22;6(1):38.
Veterinaria Digital. (2021). Impacto del precio de las materias primas en el precio de las carnes. Veterinaria Digital. Noticias Porcicultura. - Xia, M. S., Metabolism and nutrition. Effects of copper-bearing montmorillonite on growth performance, digestive enzyme activities, and intestinal microflora and morphology of male broilers, 2004.
Para más información:
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Artículo publicado en Los Porcicultores y su Entorno Julio- Agosto 2021
