Las ventajas de usar aditivos para hacer un mejor uso de la fibra dietética en los alimentos

Por Alexandre Barbosa de Brito

Médico Veterinário, PhD en Nutrición Animal

Las operaciones modernas de pollos de engorde y cerdos han experimentado cambios drásticos en las prácticas de producción en los últimos 50 años. La selección genética para altas tasas de crecimiento y objetivos reproductivos, así como técnicas mejoradas de manejo y requisitos dietéticos, ha llevado a estándares de alto rendimiento en todas las operaciones zootécnicas, especialmente para el área de monogástricos.

Una de estas áreas que ha evolucionado mucho es la investigación de estrategias/productos capaces de aumentar la llamada salud intestinal de los animales. El término \”salud intestinal\” se ha convertido en el estándar en la literatura científica y en las industrias de producción animal para describir el estado de salud de los animales. Sin embargo, aunque las palabras \”intestino\”, \”intestinal\” y/o \”entérico\” están claramente relacionadas, definir la salud de esta manera puede ser difícil, creando un verdadero desafío para este concepto. Kogutetal.(2017) relaciona la salud intestinal con las estrategias utilizadas para mantener o aumentar la capacidad del animal para maximizar el uso de los nutrientes (DIGESTIÓN), apoyar la integridad del tejido intestinal (BARRERA FÍSICA), mejorar el equilibrio microbiano del intestino (MICROFLORA INTESTINAL) y finalmente apoyar adecuadamente el sistema inmune que controla los procesos infecciosos (INMUNOLOGIA DEL ÓRGANO). Estos hechos nos llevan a considerar la estructura del intestino, su funcionamiento ideal y cómo se puede influir para mejorar la salud y la productividad de los animales.

Una buena estrategia para ayudar a aumentar estos cuatro pilares se refiere al mejor uso del patrón de fermentación de fibra dietética presente en los alimentos. La fibra dietética se define como el volumen de polisacáridos no almidones (PNA) + lignina presente en la alimentación

animal, que en las dietas típicamente sudamericanas (a base de maíz y torta de soya) puede representar del 10 al 15% del volumen de alimento completo.

Estos PNA solubles e insolubles exhiben propiedades antinutritivas significativas para los animales. Estos efectos pueden reducirse con el uso de carbohidrasas, especialmente xilanasa, debido a la alta participación del complejo de arabinosa y xilonasa normalmente presente en las dietas sudamericanas (aproximadamente 40 a 50% del PNA total). Hoy hablamos mucho sobre los mecanismos por los cuales estas xilanasas mejoran el valor nutricional de las dietas a base de cereales para aves y cerdos. En las dietas que contienen una alta proporción de PNA soluble, las enzimas exógenas reducen la alta viscosidad de la digesta, promoviendo mejor aprovechamiento de la ingesta e incrementando la efectividad de las enzimas digestivas endógenas, mejorando la digestibilidad de los nutrientes. En las dietas de baja viscosidad, la acción de las enzimas exógenas se ha atribuido a su capacidad para degradar los enlaces entre las cadenas de fibra, generando fracciones de un pequeño grado de polimerización llamado xiloligosacárideos (XOS), generando una vía de desarrollo de la microbiota intestinal (Ribeiro et al., 2018). El efecto resultante de las β-1,4-xilanasas exógenas sería la generación de un rango de estas XOS. Tales oligosacáridos tendrían un efecto beneficioso sobre la microflora que coloniza la porción distal del tracto gastrointestinal. Por lo tanto, los efectos beneficiosos resultantes de la inclusión de β-1,4- xilanasas en las dietas a base de cereales pueden dar como resultado una modulación más robusta del microbioma cecal, ya que genera una serie de compuestos altamente fermentables en los ciegos, además de la actividad directa en los arabinoxilanos soluble y viscoso.

Un ejemplo de cómo el uso correcto de esta fibra dietética puede ayudar a mantener el estado de salud de los cerdos se puede ver en el trabajo de Jensen & Jrgensen (1994), estos autores evaluaron el efecto dietético de la fibra sobre la actividad microbiana y el volumen de gases producido en el intestino de los cerdos. Según los autores, hubo un gran aumento en las poblaciones de bacterias anaerobias cultivables, en el último tercio del intestino delgado, cuando los cerdos consumieron dietas con niveles más altos de fibra (alrededor del 80% del extracto de cebada y arveja en el dietas). También según los autores, este punto indica que se puede modular una actividad microbiana sustancial en esta porción del intestino, lo que brinda efectos beneficiosos a los animales: mayor número de bacterias que degradan la fibra, mayor concentración de energía (ácidos grasos de cadena corta – AGV) y reducción de pH.

Por supuesto, el uso de demasiada fibra dietética también es perjudicial para el rendimiento de los animales monogástricos, ya que más que los efectos sobre la fermentación cecal sean positivos, las fracciones de fibra contribuyen solo con el 3% de la génesis energética de un cereal. Por lo tanto, no se recomienda utilizar fuentes externas de fibra para una dieta de animales en producción, a excepción de algunas etapas reproductivas de aves y cerdos.

Sin embargo, el uso eficiente de las fracciones de fibra dietética que normalmente se encuentran en las dietas a base de maíz y soya es esencial, ya que su implementación puede explicar aproximadamente el 70% de la variación en el contenido de energía entre las diferentes fuentes de cereales, como se demostró en el trabajo publicado por Gutiérrezetal.(2014).

Esto sucede, por lo tanto, al aumentar el patrón de fermentación, al generar fracciones de XOS a partir de las cadenas arabinosas + xilosas, además del efecto directo en la reducción de la viscosidad de las fracciones solubles. De esta forma, generamos un ambiente intestinal más saludable en el duodeno, yeyuno e íleon, lo que interfiere positivamente con el patrón de digestibilidad de algunos nutrientes (especialmente proteínas), reduciendo así su fermentación cecal, lo cual es deseable.

Del mismo modo, estas XOS formadas serán consumidas por las bacterias que utilizan el XOS en el ciego de las aves y cerdos, generando AGV (acético, propiónico y butírico). Estos ácidos son fuentes de energía directa para los animales, el grupo de bacterias que genera estos XOS, también producen algunos factores importantes de comunicación intestinal/cerebro en las aves y cerdos, como el péptido YY, o simplemente PYY (Taylor et al., 2018; Melo-Duran et al., 2018). Este factor determinará una mejora en la digestibilidad de las dietas al aumentar la retención de alimentos en el estómago/molleja.

Cuando se usa XOS obtenido en un grado específico de polimerización, xilanasas exógenas o una combinación de ambas estrategias; lo que se genera es una fuerte acción de estimulación de las bacterias que degradan la fibra en las cámaras de fermentación distales de los monogástricos, generando el llamado efecto Estimbiótico: estimulación de la flora del ciego a degradar fibra.

Un ejemplo de este concepto fue obtenido por el trabajo publicado por Cho et al., 2019, donde se evaluó la suplementación de XOS y xilanasa en la dieta de cerdos destetados como una

estrategia para mejorar el rendimiento en lechones alimentados con bajo contenido de óxido de zinc y sin antibióticos. Un total de 144 cerdos machos destetados a los 28 días de edad con un peso corporal inicial de 7.5 ± 0.7 kg, fueron alojados aleatoriamente a seis tratamientos, de la siguiente manera: a) Condiciones de salud satisfactorias con menos de 150 ppm de ZnO – CONTROL; CONTROL + XOS + Xilanasa – CXX. b) Peores condiciones sanitarias (sin limpiar/desinfectar la habitación previamente poblada): CONTROL, CXX y finalmente CONTROL con MOS y con FOS. Todos los tratamientos tuvieron 6 repeticiones de 4 cerdos/cada uno. Todas las dietas fueron formuladas a base de maíz, trigo y torta de soya para cumplir con las especificaciones nutricionales del NRC(2012).

La ganancia de peso diaria (GPD) y la ingesta diaria de alimento (IDA) se midieron durante 6 semanas. La incidencia de diarrea (ID), expresada como una proporción de días con diarrea, también se evaluó en los primeros 14 días. Los lechones que viven en condiciones sanitarias más pobres redujeron la GPD en un 12% (P <0.001) y aumentaron la incidencia de diarrea en un 33% (P <0.05). La suplementación de CXX aumentó la GPD, independientemente de la condición de la granja, pero la mejora fue más notable en condiciones insalubres (8% y 15% de mejora en condiciones sanitarias y no sanitarias, respectivamente; P <0,001). En condiciones poco saludables, la suplementación de FOS y MOS no mejoró el GPD (P> 0.05), Tabla 01.

Este estudio demostró claramente que alojar animales en condiciones insalubres tiene un efecto negativo en el crecimiento y en el índice de diarrea. La suplementación de CXX puede ESTIMULAR el microbiota cecal para usar más fracciones de fibra dietética. Esta puede ser una estrategia viable para reducir el impacto negativo de las altas cargas microbianas en los sistemas de producción comerciales.

TABLA 01. Impacto de las condiciones de salud y los tratamientos dietéticos en el rendimiento (ganancia de peso diario – GPD; ingesta diaria de alimento – IDA; conversión alimenticia – CA) de 21 a 63 días de edad y la incidencia de diarrea (ID) en el día 14 después destete de lechones.

Donde: CON (control); CXX (control con xiloligosacárido más xilanasas); CM (control con mananoligosacáridos); CF ^{(control con fructoligosacáridos). abcdDiferente (P<0.05) entre todos los tratamientos.} xy ^{Diferente (P<0.05) solo entre}todos los tratamientos de condiciones sanitarias bajas.

De esta manera, podemos definir como aditivos Estimbióticos aquellos que pueden estimular un microbioma para degradar las fibras y aumentar su fermentabilidad, incluso cuando se usan en dosis claramente bajas. Esto permite una contribución significativa a la producción de AGV (Bedford,2019).

De esta manera, el concepto prebiótico que se ha atribuido a la xilanasa hasta ahora necesita ser reconsiderado, así como el posible espacio para un mejor uso de la fibra en la alimentación de monogástricos.