Mejore la salud intestinal y reduzca los altos costos de la dieta con la exclusiva xilanasa bacteriana BELFEED

Mejore la salud intestinal y reduzca los altos costos de la dieta con la exclusiva xilanasa bacteriana BELFEED

Mejore la salud intestinal y reduzca los altos costos de la dieta con la exclusiva xilanasa bacteriana BELFEED

Autores: Raquel Sanz García

               Christelle Boudry1

               Mariana Lemos de Moraes2

               Lucas Rodríguez Picó2

                  1Belfeed, 2Jefo Nutrition

Desde hace varios años, el sector de la producción animal a nivel mundial debe hacer frente a nuevos retos entre los que destacan la concienciación sobre el uso de antibióticos en los animales de granja y un mercado de materias primas muy inestable. A esto hay que añadir, el impacto de la reciente pandemia sobre los costos de los alimentos. Por ello, resulta imprescindible la búsqueda de soluciones capaces de favorecer la salud intestinal de los animales y, que, a la vez, sirvan para aumentar la valorización de los ingredientes de las dietas dando lugar a un incremento de la rentabilidad de nuestras producciones.

El uso de las xilanasas para valorizar las materias primas

En los animales monogástricos, los fabricantes de alimentos buscan mejorar frecuentemente la Energía Metabolizable (EM) de las materias primas suplementando las dietas con enzimas de tipo polisacaridasas. Clasificadas como “mejoradores de la digestibilidad”, estas enzimas actúan sobre una fracción no digestible del alimento, permitiendo así aumentar la digestibilidad de las fibras que contiene y, de este modo, mejorar su valorización nutricional para el animal.

Entre estas enzimas, las llamadas xilanasas son las más utilizadas. Éstas son producidas por fermentación microbiana y actúan sobre el complejo polisacárido no amiláceo de la ración, específicamente sobre los arabinoxilanos. Estos arabinoxilanos están presentes en los productos vegetales, y están compuestos por azúcares de 5 carbonos que no pueden ser degradados por las enzimas endógenas del animal, contrariamente a los polisacáridos constituidos por azúcares de 6 carbonos, tales como el almidón. Por lo tanto, los arabinoxilanos representan una fracción poco valorizable del alimento. A mayor cantidad de fibra en la materia, mayor cantidad de arabinoxilanos presentes.

Los arabinoxilanos se pueden clasificar en dos fracciones; una fracción soluble en agua (AX soluble) y una fracción insoluble (AX insoluble). Los AX insolubles generan unas estructuras que encierran nutrientes, tales como proteínas y carbohidratos, dejándolo inaccesibles para las enzimas intestinales. Por otro lado, los AX solubles tienen capacidad de fijar hasta 10 veces su propio peso en agua y aumentan la viscosidad de la ingesta dificultando así el acceso de las enzimas digestivas a los nutrientes del bolo alimenticio y provocando también problemas en la calidad de la cama. Las xilanasas, mediante la hidrolización de los AX, permiten aumentar la valorización alimentaria, liberando los nutrientes contenidos y reduciendo la viscosidad intestinal.

Las xilanasas tienen diferentes tipos de actividad, dependiendo tanto de su origen microbiano como de su estructura propia. Así, distinguimos una actividad exo-xilanasa y una actividad endo-xilanasa. La actividad ‘exo’ hidroliza la cadena de AX cortando un azúcar (xilosa) por su parte distal y, en cambio, la actividad ‘endo’ corta aleatoriamente los enlaces en el interior de la cadena, produciendo fragmentos de (arabino) xilooligosacáridos, más comúnmente llamados AXOS (Figura 1).

Figura 1. Actividad exo y endo de las enzimas xilanasas

Las dos actividades están generalmente presentes en una misma xilanasa, aunque la proporción puede variar en función del origen de la xilanasa. En el caso de BELFEED, su acción es principalmente endo-xilanasa debido a su origen bacteriano y su proceso de purificación tras la producción.

Por otra parte, la mayoría de las xilanasas tienen una actividad principalmente sobre la fracción AX soluble; sin embargo, algunas son también muy activas sobre los AX insolubles, tal y como algunos autores demostraron en un estudio de solubilización de arabinoxilanos del trigo (Courtin et al., 2001). Por otro lado, Moers et al., (2003), también demostró, que la actividad sobre los AX insolubles de la xilanasa producida por la bacteria B. subtilis, como es el caso de BELFEED, es muy superior (más de 20 veces) a la de otras xilanasas de origen fúngico (Tabla 1).

Tabla 1. Ratio de la actividad endoxilanasa sobre los AX insolubles/ AX solubles (adaptado de Moers et al., 2003)

Los AX insolubles representan hasta un 95% de los AX totales en las dietas basadas en maíz y subproductos de cereales, por lo tanto, las enzimas que tienen una actividad superior sobre los AX insolubles, como la xilanasa BELFEED (B. subtilis), son más interesantes para aumentar la valorización energética de la dieta. Existen diferentes estudios en los que se evidencia el efecto positivo de la adición de BELFEED a la ración de cerdos y aves, dando lugar a un incremento del rendimiento de animal, incluyendo incremento de peso, disminución del índice de conversión (IC) y calidad del huevo (Gráficas 1 y 2).

BELFEED (B. subtilis), son más interesantes para aumentar la valorización energética de la dieta. Existen diferentes estudios en los que se evidencia el efecto positivo de la adición de BELFEED a la ración de cerdos y aves, dando lugar a un incremento del rendimiento de animal, incluyendo incremento de peso, disminución del índice de conversión (IC) y calidad del huevo (Gráficas 1 y 2).

Gráfica 1: Rendimiento de pollos alimentados con una dieta control basada en maíz y harina de soja suplementada con BELFEED (100 g/t). Centro de Investigación Animal Aplicada de México, 2016.

Gráfica 2: Efecto de la adición de BELFEED (dieta basada en maíz) en el rendimiento de la camada de cerdas lactantes (Adaptado de Wavreille et al., 2019).

El uso de las xilanasas para mejorar la salud intestinal de los animales

Los animales, sobre todo en las primeras etapas de desarrollo, están expuestos a diversos patógenos intestinales que son generalmente controlados mediante el uso de antibióticos. Sin embargo, el uso de antibióticos no sólo ejerce acción sobre las bacterias patógenas, sino que también tiene un efecto negativo sobre la microbiota autóctona del intestino. Por este motivo, es importante buscar alternativas que favorezcan un equilibrio en la microbiota intestinal e incrementen la salud y bienestar de los animales. En este sentido, diversos estudios han demostrado el potencial de las xilanasas para mejorar la salud intestinal.

En primer lugar, la actividad de las xilanasas reduce la viscosidad de la dieta, acelera la velocidad del tránsito intestinal y deja menos tiempo a las bacterias no deseadas para implantarse. A su vez, los fragmentos de AXOS atraviesan el intestino delgado y se acumulan en el ciego e intestino grueso, que son el principal sitio de actividad de la microbiota. Hoy día, los AXOS están siendo ampliamente estudiados debido a su actividad prebiótica (Janssens y Gaethofs, 2007, Vardakou et al., 2008, Courtin et al., 2008).

Un prebiótico es un ingrediente alimentario no digestible a nivel del intestino delgado. Este estimula selectivamente el crecimiento y/o la actividad de ciertas bacterias del tracto intestinal distal, consideradas como beneficiosas para la salud del huésped, tales como las bifidobacterias y los lactobacilos. Crittenden et al., (2002) mostraron que los productos de hidrólisis de xilanasas podían ser metabolizados por ciertos géneros bacterianos tales como Lactobacillus y Bifidobacterias, ofreciéndoles una ventaja competitiva en relación a otros géneros bacterianos no deseables que son incapaces de utilizar este tipo de sustrato. Diversos estudios demuestran que la adición de xilanasas a la dieta de los animales genera un incremento y/o permanencia de éstas bacterias deseables en el intestino de los animales (Luise et al., 2020) (Gráfica 3). Por otro lado, el efecto inmunoregulador y anti-inflamatorio de los AXOS ha sido evaluado por diversos autores como Rivière et al., (2016), así como su efecto positivo en respuesta a infecciones con ETEC en cerdos (Niewold et al., 2012).

 

Gráfica 3: Permanencia de la población Lactobacillus spp. en el intestino de cerdos alimentados con una dieta a base de maíz y cebada (control) y suplementados con xilanasa bacteriana BELFEED.(Adaptado de Luise et al., 2020).

Cabe mencionar, que la producción de xilosa no está asociada con un efecto prebiótico, y que una concentración demasiado elevada puede estar asociada con una disminución de la Energía Metabolizable (EM) (Choct et al., 1990, Peng et al., 2004; Huntley et al., 2018) y un estrés metabólico. Por tanto, es preferible utilizar xilanasas con actividad endo- que produzcan AXOS, como es el caso de la xilanasa de origen bacteriano BELFEED.

En otro estudio realizado por Vandeplas et al. (2009) se observó que al añadir BELFEED a una dieta, se redujo 100 veces, la cantidad de Salmonella en el tracto digestivo a la edad de sacrificio, de pollos de carne que fueron infectados experimentalmente por S. typhimurium (Gráfica 4).

Gráfica 4: Evolución de la concentración en Salmonella en las heces de pollos machos infectados experimentalmente por S. typhimurium a 3 días de edad (adaptado de Vandeplas et al., 2009).

Conclusión

Las xilanasas son capaces de mejorar la digestibilidad, y por tanto son herramientas de ayuda para la valorización de los alimentos. Sin embargo, no todas las xilanasas tienen la misma actividad, siendo las de origen bacteriano, como BELFEED, más efectivas sobre los arabinoxilanos insolubles, liberando a su vez más energía. Además, son capaces de producir AXOS, los cuales han demostrado tener un efecto positivo en la salud intestinal de los animales. Aunque no se pueden considerar el uso de enzimas como la única solución para resolver el problema de contaminación por agentes patógenos en la producción, sí que puede ayudar a disminuir el uso inadecuado de antibióticos y aumentar la salud general de los animales.

Referencias

Para mayor información sobre la bibliografía utilizada comunicarse a: lrodriguez@jefo.ca o avilchez@alinat.com.pe

 

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