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on July 22, 2009

Enzimas para la avicultura: mitos y realidades

El posible uso de una o más enzimas tiene que estar justificado por objetivos muy específicos

Durante los últimos años, el tema del uso de las enzimas en la avicultura ha sido de sumo interés para nutricionistas y otros involucrados en el área de la producción avícola. Al mirar hacia el futuro, con el uso de la biotecnología se puede esperar el desarrollo de nuevas enzimas, y nuevas versiones de enzimas ya existentes, siempre con un mejor enfoque y nivel de actividad. Sin embargo, sería una equivocación adelantarnos con demasiada prisa en esta área sin una buena apreciación de las enzimas en general, y específicamente de las que podemos añadir al alimento. Es el objeto de este artículo revisar: qué son las enzimas, con qué motivo podemos usarlas, cuándo pueden tener (o bien no tener) valor en los alimentos avícolas y finalmente decidir cómo evaluar el uso de una enzima en nuestro programa de producción avícola.

Las enzimas son proteínas con funciones muy específicas. Su nomenclatura es bastante fácil: combinan el nombre del sustrato de la enzima con la terminación asa. De esta manera, la enzima que hidroliza el fósforo fítico (o fitato) se llama fitasa. Las que participan en la digestión de proteínas son proteasas, etc. Algunas enzimas participan en la síntesis de macromoléculas mientras que otras inician su degradación. Al tratar de la suplementación de enzimas de alimentos avícolas, estamos tratando sólo de las de degradación. La síntesis de moléculas depende de la acción de múltiples enzimas que trabajan en forma conjunta, normalmente bajo control hormonal. Por ejemplo, parece remota la posibilidad de suministrar enzimas para aumentar la síntesis de tejidos corporales.

Enzimas de degradación

Dentro de lo que podemos considerar como "enzimas de degradación", tenemos dos grupos distintos. Primero, y hasta ahora las más comunes, son las enzimas digestivas. La función de este grupo es la de hidrolizar un sustrato específico que el animal normalmente no puede dirigir, o no digiere en forma adecuada. En cualquier caso, el objeto es el de reducir el sustrato a partículas que el animal pueda aprovechar por las vías normales de absorción. Obviamente, se supone que estos residuos de la hidrolización tienen algún valor nutritivo para el animal. Tal vez el mejor ejemplo de una enzima digestiva es la fitasa. Aproximadamente dos tercios del fósforo en las materias vegetales no es digerible por monogástricos, ya que se encuentra en la forma de fósforo fítico. Como los monogástricos no producen fitasa (o la producen a niveles muy bajos), se puede aumentar la utilización del fósforo en los granos, la soya, etc. mediante la suplementación del alimento con fitasa. El caso de las amilasas, lipasas y proteasas es un poco diferente, ya que el animal las produce naturalmente. El motivo de suplementar estas enzimas es el de complementar la síntesis normal con el fin de lograr una digestión mejor. Los granos que han sido mejor aprovechados con el uso de enzimas son el trigo (con la enzima xilanasa), cebada (con ß-glucanasa) y centeno (con pectinasa).

Hay otro grupo de las enzimas de degradación que podemos considerar como enzimas de "eliminación". Estas enzimas, también con sustratos específicos, se usan para destruir un compuesto nocivo en el alimento, sin la intención de aprovechar los residuos de la hidrolización. Este uso de enzimas es más reciente que el de las enzimas digestivas. Hay interés en destruir algunas micotoxinas con enzimas, tal y como con la degradación de ß-mananos en la soya y el palmiste. En el futuro, se cree que la biotecnología va a aportar nuevas enzimas de eliminación para mejorar el uso de varias materias primas, un ejemplo de las cuales es la destrucción del gosipol en la torta de algodón.

Consideraciones sobre el uso de enzimas

El posible uso de una o más enzimas por una empresa avícola, como en el caso de cualquier aditivo, tiene que ser justificado por objetivos muy específicos. En el caso de las enzimas digestivas, se sugiere que el posible uso debe cumplir con cuatro condiciones:

1. Que haya suficiente sustrato. La gran mayoría de materias primas para alimentos avícolas no son "puras", pero contienen una gran variedad de compuestos orgánicos. Así, con pocas excepciones, hay sustrato presente en la mayoría de materias primas para una gran variedad de enzimas digestivas. Por ejemplo, el maíz y el trigo contienen varios tipos de proteínas, lípidos y carbohidratos, pero no en las mismas proporciones. En la fracción de carbohidratos, el maíz tiene un mayor nivel de almidones y menos xilanos que el trigo. Entonces, una enzima, o conjunto de enzimas, que mejora la digestión de un grano no necesariamente tendrá el mismo beneficio para el otro.

2. Que el animal pueda utilizar los residuos de la hidrolización enzimática. La soya es un buen ejemplo de este punto. Aunque la soya tiene un mayor nivel de energía bruta que el maíz, la digestión de sus carbohidratos es sumamente baja. Aunque algunos de estos carbohidratos de baja digestibilidad pueden ser hidrolizados por enzimas, los residuos son igual de indigeribles que el sustrato inicial.

3. Que el animal realmente necesite los residuos de la digestión enzimática. Normalmente, la respuesta es positiva. Sin embargo, una excepción sería el caso de una harina de carne de buena calidad y precio. Si se emplea 5 o 6% de harina de carne en el alimento, el requerimiento de fósforo se cumple sin el uso de fitasa.

4. Que no haya una fuente más económica de los nutrientes. Si el objeto de una enzima es el de incrementar la digestibilidad de fuentes de energía en el alimento, tal vez se justifica cuando las materias primas de alto nivel energético son costosas, pero no cuando se consigue el aceite de soya, por ejemplo, a buen precio. En este ejemplo, también hay que tomar en cuenta que el aceite tiene otras ventajas, tales como incrementar la palatabilidad del alimento, además de que también tiene un nivel superior de energía neta.

El criterio sobre el uso de enzimas de eliminación es parecido en el sentido de que haya suficiente sustrato, en este caso el factor nocivo. Suponiendo que existiera el sustrato, hay que preguntarse si es posible no usar la materia prima, o bien evadir lotes de materia prima que lo contienen. En el caso de factores tóxicos, a veces se puede reducir la amenaza mediante la dilución del lote contaminado con otros embarques de la misma materia prima. En el caso de los ß-mananos en la soya, este factor está presente en todas las muestras, al ser un componente natural de esta leguminosa, pero con niveles mayores en la soya no descascarada.

Evaluación del efecto de las enzimas

Tal como es el caso con cualquier inversión, habrá la necesidad de evaluar si la inclusión de una u otra enzima ha sido rentable. Aquí también existen diferencias entre las enzimas digestivas y las de eliminación. Como el objeto principal de una enzima digestiva es el de incrementar la digestión (y absorción) de nutrientes, aquí están indicados los diseños experimentales que normalmente se usan en estudios de nutrición.

En el caso de la fitasa, se debe formular una dieta deficiente en fósforo. En diferentes tratamientos, se tiene uno sin suplementación, otro con la fitasa o con niveles crecientes de un buen fosfato inorgánico. Si estamos evaluando la capacidad de una enzima de aumentar la energía metabolizable de la dieta, necesitamos una dieta baja en energía, otra con la enzima y una tercera con una cantidad de aceite que se supone aporte la misma energía que la enzima.

En ambos casos, hay tres factores críticos. Primero, hay que incluir el testigo, o control negativo. Es de muy poco valor comprar una enzima que sólo sirve para reducir nuestro margen de seguridad de algún nutriente. Segundo, hay que tener varias réplicas en una galera donde se ha reducido al mínimo cualquier factor ajeno que pueda afectar los resultados. Finalmente, hay que utilizar parámetros sensibles para la respuesta que estamos buscando. En el caso de la fitasa, pueden ser de valor las cenizas de hueso o de la pierna. Cuando se usan enzimas con el fin de aumentar la energía, son criterios sensibles la conversión alimenticia o bien la conversión energética (kcal de consumo / kg de ganancia de peso corporal).

Para una enzima de eliminación, es más complicado medir su impacto. Se reconoce que las aves normalmente pueden resistir un sólo factor de estrés sin mayor efecto, pero cuando se acumulan varios desafíos al mismo tiempo, se resiente la productividad. De igual forma, para evaluar un aditivo que pretende eliminar un factor nocivo, o proteger el ave contra un desafío, no sirven las condiciones de las pruebas típicas de nutrición. En vez de eliminar los factores de estrés ajenos al diseño experimental, en este caso hay que incluirlos.

El caso es igual que una evaluación de un promotor de crecimiento, que probablemente demuestra poco valor en corrales limpios con aves criadas sin mayor desafío. En realidad, esto implica que hay que evaluar el producto bajo condiciones de campo, donde las aves están expuestas a toda la realidad de la producción comercial. En estas pruebas, hay que observar no sólo el peso, conversión alimenticia y mortalidad, sino también todos los parámetros que se pueden ver afectados por una reducción en los desafíos. Esto puede incluir cosas tan diversas como transito rápido, pigmentación, uniformidad de pesos, número de descartes y específicamente los parámetros que añaden o restan valor al producto final. Aunque pocos laboratorios están aún en condiciones para medirlos, una reducción en los niveles de proteínas de fase aguda es un parámetro muy sensible para documentar una mejora en el estado de la parvada. -- Conferencia presentada durante el XX Congreso de Avicultura Centroamericano y del Caribe, Managua, Nicaragua, septiembre 2008.

PREGUNTAS SOBRE ENZIMAS

Con frecuencia, surgen varias preguntas en conversaciones sobre las enzimas, y vale la pena tratar algunas de ellas en forma breve.

 

P. ¿Se puede usar más de una enzima en un solo alimento?

R. Normalmente sí, siempre que haya suficiente sustrato para cada enzima. La situación es igual que suplementar varios aminoácidos, o múltiples vitaminas, al mismo alimento. La única excepción es el caso de una proteasa fuerte, que puede empezar a hidrolizar otras enzimas en el buche (las enzimas también son proteínas).

 

P. ¿La suplementación adicional de enzimas que el animal normalmente produce puede inhibir la síntesis interna de dichas enzimas?

R. Una publicación en la revista Pancreatology da a entender que sí, pero el tema queda para estudiarse en mayor nivel, especialmente en aves.

 

P. ¿Hay un efecto de la edad del ave sobre la eficacia de las enzimas suplementarias?

R. A veces, pero depende en la enzima. En el caso de las enzimas que el ave no produce en mayor nivel (fitasa, xilanasa, ß-mananasa, etc.), el efecto de la edad probablemente es mínimo. Donde se puede esperar un efecto es en el caso de la suplementación adicional de las enzimas endógenas. Durante las primeras dos semanas de vida, el sistema digestivo del ave todavía esta en proceso de desarrollo, en el que se incrementa gradualmente la síntesis de las enzimas digestivas (como amilasa, lipasas y proteasas). Obviamente, la suplementación de estas mismas enzimas tendrá menos efecto una vez que este desarrollo sea completo. Por eso, a veces se observa un efecto positivo de una enzima digestiva durante el período de iniciación, pero es más difícil documentarlo después.

 

P. ¿Pueden las enzimas afectar la salud general del ave?

R. Probablemente, pero el modo de acción es diferente para las enzimas de digestión y las de eliminación. Un reporte de Moran et. al. indicó que una combinación de amilasa, proteasa y xilanasa redujo la incidencia de salmonela en pollos de engorde, posiblemente por haber alterado la cantidad o tipo de sustrato disponible para fermentación (y producción de ácidos orgánicos) en los ciegos. Otro reporte indicó que la ß-mananasa (una enzima de eliminación) mejoró el comportamiento de aves inoculadas con Eimeria acervulina y maxima, y Clostridia perfringens. Como esta enzima no tiene efecto directo contra estos patógenos, se atribuye la observación a una mejora en la salud en general, y así una mejor resistencia a cualquier desafío.

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