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Enzimas en alimentación aviar: novedades y aplicación práctica

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Poultry Project Manager DSM Nutritional Products Iberia ricardo.martinez-aleson@dsm.com La avicultura es una de las producciones ganaderas El mayor reto de los nutricionistas es preparar dietas de alto valor nutritivo, capaces de cubrir las necesidades muy apreciados por los consumidores. en todo momento la digestibilidad de nutrientes. Como hemos citado, una de las deficiencias de las lo que, sumado a la alta demanda de nutrientes y a los y sanidad adecuados. Ante la demanda, por parte de la sociedad, de realizar productividad. chamiento de los nutrientes del alimento que consumen las aves es fundamental ya que: - los recursos son limitados de los 90 cuando empezaron a utilizarse de forma - hidrasas, fueron las primeras. - carbono, han de reducirse - es una exigencia para preservar las condiciones la fibra vegetal, -glucanos, arabinoxilanos, pentoxanos, de bienestar animal de su valor nutricional. - CARBOHIDRASAS: - GLUCANASAS XILANASAS aviar, sus nuevos desarrollos y su constante mejora en PECTINASAS CELULASAS estas exigencias. AMILASAS -FITASAS -PROTEASAS Actividad primaria sobre: las proporciones en las que lo hacemos ahora. No hemos Fitasa de olvidar que son los cereales que mayoritariamente Enzimas para PNA Amilasa Proteasa El objetivo es manejar y aplicar de forma racional cada una de estas enzimas para que sean efectivas para conseguir mejorar la eficiencia alimentaria y, en consecuencia, Existen varias alternativas: 1. No aplicar a las enzimas valores nutricionales en la Estas sustancias se pueden aplicar con distintos debemos conocer. la. Suponerles estos beneficios digestivos, Son varias las enzimas disponibles que tienen un efecto directo sobre un sustrato. Estas enzimas van a rendimiento productivo de las aves. mejorando la digestibilidad de los nutrientes: 2. Al suplementar con enzimas, considerar el rendi- miento y beneficio productivo que vamos a obtener 1. Liberando los nutrientes ligados a sustancias insolu- y reducir las especificaciones nutricionales de los -glucanasas, xilanasas y fitasas. conseguir mantener los rendimientos productivos. Y 2. Actuando directamente sobre los nutrientes, favore- equilibrada. las proteasas. 3. Aplicar valores nutricionales sobre las materias pri- mejorando su digestibilidad. Se trata de aplicar estas nutrientes. Las enzimas pueden actuar de forma directa o indi- recta sobre los nutrientes, ejerciendo su actividad prima- des secundarias, liberando o facilitando el acceso a 4. Dando a cada enzima unos valores nutricionales -un Es crucial manejar estos conceptos y conocer cada una de las actividades de las enzimas empleadas, de forma individual o cuando se aplican en combinaciones nutricional. Las enzimas tienen una actividad primaria y activi- dades secundarias: rico; estos radicales tienen afinidad por diversos cationes, como Fe, Ca, Cu, Zn, citados en orden decreciente de afinidad (Erdman, 1979, Pointillart, 1994). efecto directo sobre la disponibilidad de nutrientes ajustar los niveles nutricionales para equilibrar los graves problemas digestivos a las aves (disbiosis) El fitato es un compuesto muy rico en factor DIF antes citado , considerando un incremento en fitasas. Las carbohidrasas son enzimas empleadas en la Las fitasas han ido evolucionado y mejorando su efecto antinutricional de la fibra de los cereales y legu- minosas. Los cereales tienen un alto contenido en fibra, Las primeras fitasas, comercializadas para aves en la aves. Las carbohidrasas son enzimas que mejoran la Tm. Pero desde entonces se han ido desarrollando enzimas romper la pared celular de los mismos, permitiendo que estos nutrientes se puedan digerir en el intestino. Ade- mentadas puedan acceder a los nutrientes, con lo que se per , sino que ha de ser capaz de liberar in vivo en el animal, en las condi- Las enzimas pueden perder su estructura, correctamente formuladas, y se les confiere Las fitasas facilitan su metabolismo. Entre otras funcio- - el tiempo actualidad y por otro lado perjudicial o contaminante - la temperatura para el medio ambiente. Se encuentra tanto en minera- les animales como en vegetales, pero en distintas for- - - la humedad - la luz - - el ambiente intestinal y pH calidad, de alto valor nutritivo, muy digestible y aprecia- Todos estos elementos nos los encontramos en las da por los consumidores. lo que las enzimas Los requerimientos nutricionales, fundamentalmen- situaciones. y limitados. Principalmente por el limitado uso de mate- animal y la desventaja que supone la baja digestibilidad suficientes. Por estos motivos aumentar la digestibi- que catalicen su metabolismo, va a suponer: Las proteasas son enzimas que rompen los enlaces na ingerida. de forma natural en el sistema digestivo interviniendo en bruta. reducir factores antinutricionales. pollos aumenta el valor nutricional de gran variedad de medio ambiente. digestivas como la pepsina, tripsina y otras proteasas 5. Reducir la ingesta de agua de las aves. 6. Mejorar la calidad de las deyecciones de los pollos. Analizando cada uno de estos puntos, nos damos 7. Mejorar la calidad de la cama. analizar las distintas posibilidades pues algunas combi- 8. Mejorar el confort y bienestar de los animales. 9. Aumentar su rendimiento productivo. ab), pero otras no, o pueden tener un valor aditivo a bajo la canal. negativo y perder actividad (a + b = 0). avicultor. conjunto. Con estos medios he- El objetivo de manejar mos de considerar la for- y aplicar de forma racional las enzimas es conseguir mejorar la eficiencia ali- las aves baj un plantea- mentaria y en consecuen- , consi- cia, reducir el coste de la como parte de un todo, que COSTES DE MATERIAS PRIMAS, Y EXIGENCIAS PRODUCTIVAS. ta positiva si las enzimas da al tipo de ave que que- remos alimentar, bajo nuestras propias condiciones de Para responder a esta pregunta es importante cono- nutrientes de las materias primas que disponemos y cer bien cada una de ellas, la cantidad que empleamos,

ALIMENTACIÓN

ENZIMAS EN ALIMENTACIÓN AVIAR: novedades y aplicación práctica

Dr. Ricardo Martínez-Alesón Sanz

Poultry Project Manager

DSM Nutritional Products Iberia

ricardo.martinez-aleson@dsm.com

La avicultura es una de las producciones ganaderas con mayor desarrollo tecnológico y productivo. En la actual situación económica juega un papel trascenden- tal para la producción de alimentos de alto valor nutritivo muy apreciados por los consumidores.

Esto no habría sido posible sin el desarrollo, evolución y selección genética de las estirpes de aves de alta producción, con una correcta alimentación y un manejo y sanidad adecuados.

Ante la demanda, por parte de la sociedad, de realizar una “PRODUCCIÓN GANADERA SOSTENIBLE”, el aprove- chamiento de los nutrientes del alimento que consumen las aves es fundamental ya que:

-los recursos son limitados

-la protección medioambiental lo exige

-las emisiones, la contaminación, la huella de carbono, han de reducirse

-es una exigencia para preservar las condiciones de bienestar animal

La alimentación supone el mayor coste (65-70%) en cualquier producción ganadera. El sistema digestivo de las aves de alta producción es limitado y no es capaz de aprovechar todos los nutrientes, desperdiciándose parte de su valor nutricional.

El desarrollo de enzimas para su aplicación en ali- mentación animal ha supuesto uno de los mayores avances tecnológicos. Su aplicación en alimentación aviar, sus nuevos desarrollos y su constante mejora en eficiencia y evolución son imprescindibles para cumplir estas exigencias.

Hoy día es impensable la producción aviar sin la utilización de enzimas en sus alimentos.

El mayor reto de los nutricionistas es preparar dietas de alto valor nutritivo, capaces de cubrir las necesidades nutricionales para la correcta fisiología, crecimiento, mantenimiento y reproducción de las aves, facilitando en todo momento la digestibilidad de nutrientes.

Como hemos citado, una de las deficiencias de las aves de producción se encuentra en su sistema digestivo lo que, sumado a la alta demanda de nutrientes y a los “factores antinutricionales” que tienen ciertas materias primas, hacen de los problemas y patologías digestivas uno de los mayores hándicaps para conseguir la máxima productividad.

Las enzimas para alimentación animal comenzaron a experimentarse hace años, pero no fue hasta la década de los 90 cuando empezaron a utilizarse de forma generalizada para la alimentación aviar. Las carbo- hidrasas, fueron las primeras.

Delosfactoresantinutricionalesquemencionábamos, la fibra vegetal, -glucanos, arabinoxilanos, pentoxanos, que contienen los cereales, impiden la correcta o máxi- ma asimilación de muchos nutrientes.

Formulación con enzimas

Para su aplicación en piensos de aves disponemos de

- CARBOHIDRASAS:

- GLUCANASAS

XILANASAS

PECTINASAS

CELULASAS

AMILASAS

-FITASAS

-PROTEASAS

Artículo patrocinado por

ENZIMAS EN ALIMENTACIÓN AVIAR: NOVEDADES Y APLICACIÓN PRÁCTICA

Hace unos años era impensable alimentar a las aves de producción con cereales como el trigo o la cebada en las proporciones en las que lo hacemos ahora. No hemos de olvidar que son los cereales que mayoritariamente producimos en España.

El objetivo es manejar y aplicar de forma racional cada una de estas enzimas para que sean efectivas para conseguir mejorar la eficiencia alimentaria y, en consecuencia, reducir el coste de la alimentación.

Estas sustancias se pueden aplicar con distintos criterios en formulación, ya que todas ellas tienen unos efectos primarios y otros secundarios o “colaterales” que debemos conocer.

Son varias las enzimas disponibles que tienen un efecto directo sobre un sustrato. Estas enzimas van a actuar como catalizadores de procesos metabólicos, mejorando la digestibilidad de los nutrientes:

1.Liberando los nutrientes ligados a sustancias insolu-

bles que impiden su absorción y digestión. Ejemplos:-glucanasas, xilanasas y fitasas.

2.Actuando directamente sobre los nutrientes, favore- ciendo su digestión y metabolismo, como por ejemplo las proteasas.

Como el modo de acción de cada una de las enzimas es distinto, para conseguir el máximo beneficio debere- mos emplearlas en formulación de forma combinada, cuidadosa y racional, en función de la dieta y sus nutrientes.

Las enzimas pueden actuar de forma directa o indi- recta sobre los nutrientes, ejerciendo su actividad prima- ria o principal sobre el sustrato, así como otras activida- des secundarias, liberando o facilitando el acceso a nutrientes que se encuentran ligados a moléculas o fibras insolubles, o reduciendo el gasto energético reque- rido para los procesos digestivos y metabólicos.

Es crucial manejar estos conceptos y conocer cada una de las actividades de las enzimas empleadas, de forma individual o cuando se aplican en combinaciones enzimáticas, y así poder obtener el correcto valor nutricional.

Las enzimas tienen una actividad primaria y activi- dades secundarias:

Actividad primaria sobre:

Proteína Energía Minerales

Fitasa

Enzimas para PNA

Amilasa

Proteasa

¿Cómo valorar las enzimas en formulación de piensos?

Existen varias alternativas:

1.No aplicar a las enzimas valores nutricionales en la fórmula, no considerar las mejoras nutricionales o lo que es lo mismo lo que conocemos “vulgarmente” como administrar las enzimas “a mayores” en fórmu- la. Suponerles estos beneficios digestivos, incrementando el coste de la fórmula, mejoraría el rendimiento productivo de las aves.

2.Al suplementar con enzimas, considerar el rendi- miento y beneficio productivo que vamos a obtener y reducir las especificaciones nutricionales de los piensos, reduciendo o amortiguando su coste. Ésta sería una opción que permitiría reducir el coste de alimentación, pero técnicamente poco precisa para conseguir mantener los rendimientos productivos. Y con el riesgo añadido de que la fórmula no esté equilibrada.

3.Aplicar valores nutricionales sobre las materias pri- mas o ingredientes sobre los que actúan las enzimas, mejorando su digestibilidad. Se trata de aplicar estas mejoras digestivas en la valoración de los nutrientes y valorar las mismas en la matriz de formulación con un “Factor de Incremento de la Digestibilidad” -el valor DIF, del inglés Digestive Improvement Factor (DIF)- de acuerdo con el nivel de inclusión enzimá- tico y respetando unos márgenes de seguridad.

4.Dando a cada enzima unos valores nutricionales -un “Valor de Matriz”-, siempre teniendo en cuenta el nivel de incorporación ya que el efecto no es lineal. Su eficacia puede ser variable en función de la especie -gallinas/pavos- pero también puede ser variable, en función de la edad (pollitos/ gallinas)

5.Aplicar un método específico en cada caso, bajo un buen criterio, con una correcta combinación enzimática y una aplicación racional del conjunto de enzimas para cada caso y situación, siempre será la mejor opción.

Pág. 16 • SELECCIONES AVÍCOLAS • SEPTIEMBRE 2012

ENZIMAS EN ALIMENTACIÓN AVIAR: NOVEDADES Y APLICACIÓN PRÁCTICA

Aplicación de carbohidrasas en la formulación de piensos

La aplicación de enzimas para mejorar la digestibilidad de polisacáridos no amiláceos tiene un efecto directo sobre la disponibilidad de nutrientes -energía, proteína, etc.-, por lo que es conveniente ajustar los niveles nutricionales para equilibrar los nutrientes de la fórmula.

Esto implica una reducción directa del coste de la fórmula, manteniendo o mejorando los rendimientos productivos de las aves. Esta reducción del precio final cubre el coste de las carbohidrasas administradas. Y éste ha sido el éxito en el empleo de estos productos.

Además, facilita la inclusión de materias primas fibrosas, que de no ser por estas enzimas provocarían graves problemas digestivos a las aves (disbiosis)

La formulación con carbohidrasas permite aplicar el factor DIF antes citado , considerando un incremento en el valor energético de los cereales.

Esta mejora de digestibilidad es también aplicable a la digestibilidad de la proteína y aminoácidos.

Las carbohidrasas son enzimas empleadas en la alimentación de las aves, principalmente para reducir el efecto antinutricional de la fibra de los cereales y legu- minosas. Los cereales tienen un alto contenido en fibra, ß-glucanos y xilanos que impiden que ciertos nutrientes -energéticos y proteicos- puedan ser asimilados por las aves.

Las carbohidrasas son enzimas que mejoran la digestibilidad de los polisacáridos no amiláceos -NSP- al romper la pared celular de los mismos, permitiendo que se liberen los nutrientes que sin estas enzimas no serían “disponibles” o digestibles para las aves, y haciendo que estos nutrientes se puedan digerir en el intestino. Ade- más permiten que otras enzimas endógenas y/o suple- mentadas puedan acceder a los nutrientes, con lo que se consigue una doble acción enzimática.

Aplicación de fitasas

El fósforo es un nutriente fundamental para las aves. Las fitasas facilitan su metabolismo. Entre otras funcio- nes, es la principal fuente de energía para innumerables procesos metabólicos -ATP/ADP.

El fósforo es un mineral esencial, muy valioso en la actualidad y por otro lado perjudicial o contaminante para el medio ambiente. Se encuentra tanto en minera- les animales como en vegetales, pero en distintas for- mas. El fósforo de los vegetales se encuentra en forma

inorgánica en pequeña proporción y la mayor parte se encuentra ligado al ácido fítico que contiene aproxima- damente un 28% en forma de radicales de ácido fosfó- rico; estos radicales tienen afinidad por diversos cationes, como Fe, Ca, Cu, Zn, citados en orden decreciente de afinidad (Erdman, 1979, Pointillart, 1994).

El fitato es un compuesto muy rico en fósforo -6 unidades-, que no son aprove- chadas por las aves si éstas no disponen de fitasas.

Las fitasas han ido evolucionado y mejorando su actividad, mejorando su capacidad para la liberación de P fítico de los cereales.

Las primeras fitasas, comercializadas para aves en la primera parte de la década de los años 90, tenían una capacidad de liberación de fósforo digestible de 0,80 kg/ Tm. Pero desde entonces se han ido desarrollando enzimas más eficaces.

Las fitasas de tercera generación que comienzan a emplearse este año, son capaces de liberar más fósforo fítico.

Pero para considerar una fitasa “eficaz“ no sólo ha de ser capaz de liberar el fósforo fítico per se, sino que ha de ser capaz de liberarlo in vivo en el animal, en las condi- ciones habituales de producción.

Las enzimas pueden perder su estructura, como cualquier proteína, si no se encuentran correctamente formuladas, y se les confiere un alto grado de protección para que no pierdan su actividad por la acción de:

-el tiempo

-la temperatura

-la presión

-la humedad

SELECCIONES AVÍCOLAS • SEPTIEMBRE 2012 • Pág. 17

ENZIMAS EN ALIMENTACIÓN AVIAR: NOVEDADES Y APLICACIÓN PRÁCTICA

-la luz

-el contacto con ciertos metales, ácidos / bases, sales, desinfectantes, antimicrobianos, antibió- ticos…

-el ambiente intestinal y pH

Todos estos elementos nos los encontramos en las condiciones habituales de producción de piensos, por lo que las enzimas “per se” en su estado puro… no pueden ser aplicadas en alimentación animal si no les conferimos un alto grado de protección frente a estas situaciones.

Para que las enzimas sean activas, además de superar estos factores, han de llegar a su “punto de encuentro” con el sustrato en cantidad suficiente, por lo que la cantidad y la dosificación aportada han de ser suficientes.

Aplicación de proteasas

Las proteasas son enzimas que rompen los enlaces peptídicos de las proteínas. Se sintetizan y se encuentran de forma natural en el sistema digestivo interviniendo en la digestión de las proteínas, facilitando su degradación, absorción y metabolismo.

La suplementación con proteasas de las dietas de pollos aumenta el valor nutricional de gran variedad de proteínas, complementando la actividad de las enzimas digestivas como la pepsina, tripsina y otras proteasas pancreáticas.

Las estirpes de aves de crecimiento rápido tienen una conformación cárnica importante y una elevada propor- ción de masa muscular “carne noble” de pechuga y muslos, que además esta formada por proteína de alta calidad, de alto valor nutritivo, muy digestible y aprecia- da por los consumidores.

La rentabilidad y calidad de la carne de estas aves está basada en la calidad de su alimentación y la cantidad y calidad de la proteína ingerida.

Los requerimientos nutricionales, fundamentalmen- te en lo que se refiere a la proteína y los aminoácidos esenciales de alta calidad, son cada vez más exigentes y limitados. Principalmente por el limitado uso de mate- rias primas proteicas disponibles para la alimentación animal y la desventaja que supone la baja digestibilidad de la proteína de estas materias primas.

Por estos motivos aumentar la digestibi- lidad de la proteína, con la ayuda de enzimas que catalicen su metabolismo, va a suponer:

1.Obtener un mayor aprovechamiento de la proteí- na ingerida.

2.Poder trabajar con dietas más bajas en proteína bruta.

3.Mejorar la fisiología intestinal de las aves, al reducir factores antinutricionales.

4.Reducir la excreta de nitrógeno a la cama y al medio ambiente.

5.Reducir la ingesta de agua de las aves.

Pág. 18 • SELECCIONES AVÍCOLAS • SEPTIEMBRE 2012

ENZIMAS EN ALIMENTACIÓN AVIAR: NOVEDADES Y APLICACIÓN PRÁCTICA

 

6. Mejorarla calidaddelas deyeccionesde los pollos.

 

Analizando cada uno de estos puntos, nos damos

 

 

7. Mejorar la calidad de la cama.

 

cuenta de que ¡no se puede generalizar! Tendremos que

 

 

 

analizar las distintas posibilidades pues algunas combi-

 

 

8. Mejorar el confort y bienestar de los animales.

 

 

 

 

naciones enzimáticas tienen un efecto aditivo (a + b =

 

 

9. Aumentar su rendimiento productivo.

 

ab), pero otras no, o pueden tener un valor aditivo a bajo

 

 

 

nivel (a + b = 1/2ab), o un efecto sinérgico y se potencia

 

 

10. Reducir lesiones cutáneas y mejorar la calidad de

 

 

 

 

su acción (a + b = AB) o Incluso pueden tener un efecto

 

 

la canal.

 

 

negativo y perder actividad (a + b = 0).

 

 

Y lo más importante… conseguir la satisfacción del

 

De aquí la importancia de conocer cada una de las

 

 

 

enzimas empleadas, su dosificación y su efecto

 

 

avicultor.

 

 

 

 

 

 

conjunto.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El objetivo de manejar

 

 

 

Con estos medios he-

 

 

 

 

 

mos de considerar la for-

 

 

y aplicar de forma racional

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mulación de piensos para

 

 

las enzimas es conseguir

 

EL BENEFICIO ECONÓMICO Y PRODUCTIVO QUE

 

 

 

las aves bajo un plantea-

 

 

mejorar la eficiencia ali-

 

PODEMOS CONSEGUIR

CON LA APLICACIÓN

 

 

 

miento holístico, consi-

 

 

mentaria y en consecuen-

 

RACIONAL DE LAS COMBINACIONES ENZIMÁTICAS

 

 

 

derando la formulación

 

 

cia, reducir el coste de la

 

ES FUNDAMENTAL EN LA SITUACIÓN ACTUAL DE

 

 

 

como parte de un todo, que

 

 

alimentación.

 

COSTES DE MATERIAS PRIMAS, Y EXIGENCIAS

 

 

 

es la producción aviar. Esta

 

 

La combinación de

 

PRODUCTIVAS.

 

 

 

 

 

formulación ha de ser di-

 

 

efectos enzimáticos resul-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

señada, integrada y dirigi-

 

 

ta positiva si las enzimas

 

 

 

 

 

 

 

 

da al tipo de ave que que-

 

 

utilizadas tienen distintos “modos de acción”

 

 

 

 

 

remos alimentar, bajo nuestras propias condiciones de

 

 

Pero… ¿tienen las enzimas un efecto “aditivo”?

 

 

 

 

manejo y tipo de explotación, considerando también los

 

 

Para responder a esta pregunta es importante cono-

 

nutrientes de las materias primas que disponemos y

 

 

cer bien cada una de ellas, la cantidad que empleamos,

 

aprovechando su máxima digestibilidad, con una correc-

 

 

su grado de protección, su modo de acción, el medio y el

 

ta combinación enzimática aplicada bajo nuestras con-

 

 

sustrato sobre el que actúan.

 

 

diciones de fabricación.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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