15 Jul 2014

Degradación eficaz del fitato, una innovadora aplicación para una nueva fitasa



Diamond V

Por Michael Bedford, ABVista Feed Ingredients

SUMARIO:

  1. Mayor consumo y mejor digestibilidad
  2. Liberación de minerales
  3. Menor coste energético en la digestión
  4. Mejor digestión y metabolismo de las grasas.
  5. Fitasa en Broilers
  6. Fitasa en Pavos
  7. Fitasa en Ponedoras
  8. Fitasa en Pavos
  9. Conclusiones 

El fitato es un factor antinutricional activo y su destrucción cuantitativa permite mejorar los resultados productivos.

Entre lo que se conoce como los beneficios “extra-fosfóricos” de la fitasa se incluye: la reducción en la secreción de mucina, la activación inmunológica, la renovación de enterocitos, mejoras en la absorción de grasa y vitaminas liposolubles, e incluso cambios en la población microbiana intestinal.

Los citados beneficios se suelen dar con la destrucción casi total del fitato de la dieta, base del más reciente método de utilización de la fitasa, denominado sobredosificación, o “superdosing”. Con este método nos alejamos de la aplicación de una matriz según la dosis y nos centramos en la optimización de los resultados productivos.

Los beneficios observados con superdosing se asocian a los siguientes mecanismos:

1.-Mayor consumo y mejor digestibilidad

Es cierto que cuando se reducen los niveles de fósforo (P) por debajo de las necesidades, prácticamente siempre se observa una reducción en el consumo, lo que se refleja en una disminución concomitante de la ganancia de peso.

Al añadir fitasa aumenta el consumo y la ganancia de peso hasta niveles similares a los del control positivo debido probablemente a la mejora en consumo y la digestibilidad de nutrientes.

Se ha observado, en dietas ligeramente deficientes en P, que la utilización de fitasa a una concentración mayor que la necesaria para igualar los resultados a los del control positivo mejora con frecuencia los resultados productivos.

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Tabla 1: Influencia del nivel de P de la dieta y de la adición de fitasa sobre la capacidad de metabolización del P y sobre los resultados productivos de broilers (Cowieson et al., 2004)

En la mayoría de los casos esto es, una vez más, debido al mayor consumo.

En el siguiente ejemplo (Cowiesonet al., 2004), una dieta formulada para contener 0.5% de P metabolizable contenía en realidad 0.41% una vez determinada en el ave, y la dieta baja en P, formulada para contener 0.31% de P metabolizable contenía en realidad 0.38% debido a la regulación adaptativa en la absorción del P (Tabla 1).

fitato8Está claro que la primera dosis de fitasa aumentó el contenido en P metabolizable de la dieta hasta el del control positivo, pero fue necesaria mucha más fitasa para restablecer el consumo hasta igualar el contenido en P metabolizable al del control positivo.

Es importante tener en cuenta que la dosis muy alta dio un contenido en cenizas de la tibia y en P metablizable muy superior al del control positivo.

Dado que, presumiblemente,  el control positivo es suficiente en P, no parece probable que la continua respuesta observada en el consumo a los incrementos de fitasa se deba a la liberación de P. Es muy probable que se deba a otros beneficios descritos a continuación.

2.-Liberación de minerales

El uso de niveles de fitasa muy altos resulta en una liberación continua de minerales divalentes, específicamente magnesio y cinc. En dos estudios realizados con lechones, el uso de altas dosis de fitasa aumentó la resistencia a la ruptura de los huesos con respecto a la del control positivo.

Al analizar los huesos no se observaron diferencias en el contenido en calcio (Ca) y fósforo, pero sí un aumento significativo en magnesio (Mg)y una reducción en el contenido en hierro (Fe) en comparación con el control positivo. Esto parece sugerir que incluso pequeñas cantidades de IP6 pueden interferir en la absorción y quizás el metabolismo de algunos minerales esenciales para el crecimiento.

3.-Menor coste energético en la digestión

fitatuuuTanto en el proceso de la digestión, como en la síntesis de enzimas digestivas, o en el mantenimiento del tracto gastrointestinal se realiza un gran consumo de energía. El fitato interfiere con la digestión gástrica de tal forma que el ave responde secretando mayores cantidades de ácido clorhídrico (HCl) para intentar rectificar la situación.

Esto fuerza al animal a proteger su propio intestino del ambiente cada vez más hostil aumentando la secreción de mucina protectora, todo lo cual reduce la proporción de EM disponible para EN.

Cuanto mayor es la destrucción de fitato, menores son las pérdidas endógenas y más eficiente es la digestión y, por tanto, el crecimiento.

4.-Mejor digestión y metabolismo de las grasas

La utilización de niveles altos de fitasa aumenta el almacenamiento de vitamina A y coenzima Q10 (un antioxidante que forma parte de la cadena de transporte electrónico en la mitocondria) en el hígado.

El porqué de tales efectos no es obvio, aunque se ha especulado que al utilizar altos niveles de fitasa se produce una generación de inositol procedente de la completa desfosforilación del fitato.

El inositol participa en diversas reacciones en el cuerpo, incluyendo el transporte y metabolismo de las grasas, lo que podría explicar las respuestas observadas. En cualquier caso, la aplicación de tales niveles, con su consiguiente efecto, podría ser de gran interés en animales reproductores, en los que la calidad del pollito depende en gran medida del transporte de nutrientes al saco vitelino.

Superdosing – respuesta en condiciones comerciales

En la práctica, la utilización de altos niveles de fitasa puede mejorar la rentabilidad de dos maneras:

  1. Una cierta reducción en los costes de formulación como resultado del uso total o parcial de la matriz, acompañado de una mejora significativa de los resultados productivos, procedente del “efecto extra-fosfórico”.
  2. Una reducción considerable de los costes de formulación al poder utilizar materias primas con altos niveles de fitato, lo que representa una gran oportunidad cuando los costes de las dietas son muy altos.

Hasta la fecha, la mayoría de las pruebas de avicultura se han centrado en disminuir de forma marginal los costes de formulación, mejorando de forma considerable los resultados productivos y cubriendo de sobra el coste adicional de la inclusión de niveles altos de fitasa. A continuación se muestran algunos ejemplos;

Broilers

El concepto de superdosing en pollos no es nuevo. Shirley y Edwards ya habían utilizado niveles de fitasa de hasta 12000 FTU/kg en 2003, y Cowiesonet al.(2004), habiendo llegado a niveles de hasta 24000 FTU/kg de alimento.

En ambos casos, aunque en la dieta control negativa los niveles de P disponible se habían reducido notablemente con respecto al control positivo, la utilización de altos niveles de fitasa mejoró los resultados productivos incluso frente al control positivo.

En el caso de Shirley y Edwards, 12000 FTU de una fitasa de E.coli añadida al control negativo (0,88% Ca, 0,21 NPP) resultaron en un mayor aumento de peso y un mejor  índice de conversión (IC)que el control positivo (0,88% Ca, 0,45% NPP, Figuras 1 y 2).

 fitatooo7Figura 1: Influencia de la dosis de fitasa sobre el IC de broilers de 18 días de vida (Shirley y Edwards 2004).

Esto demuestra claramente que los beneficios de aumentar los niveles de fitasa van más allá de la simple liberación de P.

En una segunda prueba con pollos, realizada en el Centro de Investigación Animal de Bangkok (BARC, Tailandia) en 2011, se utilizaron altos niveles de la fitasa Quantum (una 6-fitasa de E. coli. De segunda generación) en una dieta reducida en Ca,P disponible y sodio (Na).

La utilización de altos niveles de fitasa mejora notablemente los resultados productivos. 

La adición de fitasa al control negativo mejoró (P<0.05) la ganancia de peso (GMD), el consumo y el índice de conversión (IC) con respecto al citado control, y mejoró numéricamente la GMD y significativamente el IC con respecto al control positivo (Tabla 2). Esta prueba demuestra la capacidad de una fitasa, utilizada a altos niveles, de mejorar los resultados productivos con respecto a una dieta control.

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Tabla 2: Efecto del superdosing de una fitasa de E. coli de segunda generación sobre los resultados productivos de pollos broiler machos, BARC, 2011, 1-34 días

Pavos

Se realizaron dos pruebas en las que el P disponible en dietas base maíz/trigo soja se redujo un 0,2% con respecto al control positivo en la dieta de arranque, y un 0,15% después, y se añadió fitasa a niveles entre 250 y 2000 FTU/kg durante 12 semanas.

En ambos casos, los resultados productivos del control negativo se vieron comprometidos por la reducción de nutrientes, pero la adición de 500 FTU de fitasa igualó los resultados del control positivo.

La utilización de niveles más altos de fitasa hizo que los resultados productivos tanto de machos como de hembras mejorasen con respecto al control positivo, de tal manera que el coste adicional de la fitasa se vio más que compensado por el aumento de peso y la mejora en el índice de conversión.

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Figura 2: Influencia de la dosis de fitasa sobre los resultados productivos de pavos machos y hembras de 84días de edad.

 

Ponedoras

Hasta el momento, se ha realizado una prueba con Quantum Blue en la que se añadieron hasta 2000 FTU/kg a una dieta control negativo en la que el Ca y el P disponible se habían reducido en un 0,6 y un 0,11%, respectivamente. La exportación ponderal se redujo al alimentar las gallinas con el control negativo en comparación con el positivo.

La adición de altas dosis de enzima mejoró los resultados productivos estadística y numéricamente, respectivamente, en relación al control negativo y al positivo. En todos los casos, la digestibilidad del P fue significativamente mayor en las dietas suplementadas con enzimas que en las dos dietas control (Tabla 3).

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Tabla3: Influencia de fitasa sobre la digestibilidad del P y el Ca y sobre la exportación ponderal en ponedoras

Patos

En una prueba con patos Cherry Valley machos de 0 a 42 días de vida, el contenido en P de la dieta control negativo se redujo, con respecto a la dieta comercial estándar, un 0,18% en el arranque (0-21días) y un 0,15% en crecimiento (21 – 42días).

La fitasa Quantum Blue se añadió a dosis entre 125 y 2000 FTU/kg al control negativo y, como se observa en la tabla 4, 1000 FTU igualaron los resultados al control positivo, mientras que 2000 FTU/kg mejoraron el peso con respecto al control en más de 160g (p<0.05) y en 6 puntos el IC (p<0.1).

El coste de la fitasa se compensa con el aumento de Peso y la mejora en el Índice de Conversión. 

Es más que probable que este último efecto no esté relacionado con la liberación de P, ya que el 0,03% de P disponible adicional calculado al añadir 2000 vs. 1000 FTU no podría ser responsable de las mejoras observadas en ganancia de peso y en IC.

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Tabla 4: Influencia de fitasa sobre los resultados productivos de patos macho de 42días de vida.

Conclusiones

fitifinalTanto la liberación de fósforo como la destrucción del fitato contribuyen a la mejora del crecimiento, y, por tanto, al valor de la enzima. La liberación del P se optimiza mediante la aplicación de una matriz, mientras que los beneficios derivados de la destrucción del fitato se obtienen mediante la utilización de dosis elevadas.

Ambas acciones son posibles gracias, no sólo a la actividad de la enzima a pH 3, sino también a otras características tales como la estabilidad a la pepsina, su kM, y otras.

A medida que las unidades de fitasa (medidas a pH 3) añadidas a la dieta aumentan, también lo hace el beneficio derivado de la destrucción del fitato, (esto es, el efecto extra-fosfórico) a expensas del obtenido con la liberación de fósforo. Es importante destacar, sin embargo, que este concepto de superdosing no está relacionado con las unidades (FTU) determinadas a pH 5.5, sino a pH 3.

Así, algunas fitasas podrían añadirse a 3000 FTU a pH 5.5 pero rendir menos que 800 FTU a pH 3, mientras que otras tendrían una actividad similar a pH 3 cuando se dosificasen a 500 FTU a pH 5.5. Es esencial, por lo tanto, a la hora de aplicar el concepto de superdosing, tener en cuenta que el superdosing se determina midiendo la actividad a pH 3 y no a pH 5.5.

Para simplificar, en la siguiente tabla se indica la relación entre el análisis estándar y las unidades FTUsa pH 3 de los productos comerciales disponibles en la actualidad.

Las fitasas permiten liberar un gran valor para el productor, pero una gran parte de este valor se pierde debido a la confusión existente en el mercado. Si mejoramos nuestro conocimiento de cómo se determina el valor biológico de una fitasa, su uso será mucho más efectivo.

fitooo0Tabla 5: Múltiplos de conversión entre unidades estándar y las determinadas a pH 3

La superdosificación, o “superdosing”, definida como la utilización de fitasas a niveles por encima de 500 FTU por kg de alimento proporciona un beneficio mucho mayor que el que se obtiene con el uso actual.

Este trabajo se presentó en la Conferencia sobre Calidad en la Alimentación Avícola en 2011, en Bangkok. 

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