En el año 2010, FAO, OIE y OMS formalizaron su alianza con el objetivo de colaborar en la prevención y control de los riesgos para la salud humana, animal y del medio ambiente. El concepto “One Health”, que conecta la salud humana, la sanidad animal y el medio ambiente, ha sido reconocido desde hace más de un siglo como interdependientes.
La resistencia bacteriana a los antimicrobianos es una prioridad global en la que se ha estado trabajando, implementando políticas de reducción del uso de antibióticos tanto en medicina humana como en salud animal. En la producción animal, la prohibición del uso de antibióticos promotores del crecimiento (APC) en la UE a través de la directiva 1831/2003 marcó el inicio de diversas medidas destinadas a reducir el uso general de antibióticos en animales de producción.
La adaptación a estos cambios requiere una mejora continua en el conocimiento sobre la salud y nutrición de los animales. El intestino juega un papel central en este proceso, siendo fundamental en la digestión, absorción de nutrientes, sistema inmunitario y la salud en general de los animales. Se ha demostrado que el intestino tiene necesidades específicas en cuanto a nutrientes y que su flora intestinal desempeña un papel crucial en la digestión y en el desarrollo del sistema inmunitario. Por ende, una buena salud animal comienza por mantener un intestino saludable.
El destete de los lechones: un momento crítico. El destete es un momento crítico en la producción porcina, ya que implica un cambio brusco en la dieta y entorno de los lechones, lo cual puede causar diversas alteraciones a nivel intestinal, desde problemas epiteliales e inflamación hasta desequilibrios en la microbiota, a menudo resultando en procesos diarreicos comunes en esta etapa.
Para prevenir estos trastornos intestinales, los antibióticos y otros antimicrobianos como el óxido de zinc han sido fundamentales en el destete de los lechones. Estas sustancias, con diferentes efectos antimicrobianos, antiinflamatorios e inmunomoduladores, han contribuido a mejorar el entorno intestinal y los requisitos nutricionales de los animales.
Actualmente, se sabe que los requerimientos de ciertos aminoácidos son mayores en animales alimentados sin APC, tal como se ha demostrado con la treonina y el triptófano. recientemente, un estudio de Ren et al. (2021) también ha mostrado que los requerimientos de aminoácidos sulfurados totales (TSAA), metionina y cisteína son más altos en lechones destetados con dietas libres de antibióticos.
La relevancia de la metionina en la salud intestinal de los lechones: la metionina desempeña un papel crucial en la nutrición de los monogástricos, siendo considerado el segundo o tercer aminoácido esencial en las dietas de los lechones. Además de su función en la síntesis proteica, la metionina está involucrada en diversas funciones metabólicas esenciales para la salud de los animales (como donante de grupos metilo, efectos antioxidantes y precursora de glutatión peroxidasa (GSH) y la taurina).
Aproximadamente el 20% de la metionina y el 25% de la cisteína ingeridos a través de la dieta se metabolizan en el intestino, siendo estos aminoácidos sulfurados importantes para el crecimiento de la mucosa intestinal en los lechones (Bauchart-Thevret et al, 2009). Investigaciones recientes, como la de Zong et al. (2018), han demostrado que aumentar la proporción de aminoácidos sulfurados por encima de los requerimientos (NRC, 2012) en la dieta de lechones mediante la suplementación con metionina mejora el rendimiento, la morfología intestinal y la actividad de las enzimas intestinales.
Fuentes de proteína en la Nutrición Animal: usos y tendencias
Los animales destinados a la producción requieren una alimentación equilibrada para alcanzar niveles de desarrollo óptimos. La nutrición es, por lo general, el aspecto más costoso de la explotación, representando aproximadamente el 70% de los gastos operativos, siendo la proteína la fracción más valiosa en los piensos, con estudios que sugieren que el 33,3% de este gasto se destina a la proteína.
Desde un punto de vista químico, las proteínas son formaciones de aminoácidos unidas por enlaces peptídicos. Al consumir alimentos que contienen este componente, se descomponen en el sistema digestivo en péptidos y aminoácidos libres, los cuales son absorbidos por el organismo y utilizados para sintetizar nuevas proteínas en diversos tejidos corporales, como los músculos y otras proteínas funcionales, como las enzimas. Los aminoácidos se clasifican en esenciales (que deben ser aportados a través de la dieta) y no esenciales.
Dada su relevancia en la formulación de alimentos, los zootécnicos y responsables de nutrición animal buscan materias primas con alta concentración de proteína y un balance adecuado de aminoácidos, a un coste reducido. Esto crea un entorno propicio para que los departamentos de investigación y desarrollo propongan nuevas fuentes de proteínas que satisfagan estas necesidades. Una nutrición equilibrada asegura un crecimiento adecuado y sano en los animales de producción, por lo que el uso de ingredientes de alta calidad es crucial para mantener la salud de los animales frente a los desafíos y estrés del sistema de producción intensiva.
La incorporación de nuevas fuentes proteicas, como las proteínas hidrolizadas, permite que los animales de producción alcancen su máximo potencial zootécnico y ofrece funcionalidades adicionales, tales como actividad antioxidante, propiedades antimicrobianas, antifúngicas, antivirales y antiparasitarias.
La agroindustria española genera varias fuentes de proteínas, destacando las empresas procesadoras de soja, que suministran proteínas derivadas de soja y otros vegetales, y también proveen proteínas a partir del procesamiento de nuevas alternativas y tecnologías. En las siguientes secciones se explorarán nuevas fuentes de proteínas que muestran alta disponibilidad y digestibilidad de aminoácidos.
Proteínas Vegetales
Existen numerosas fuentes vegetales de proteína, siendo las más comunes las harinas de soja, girasol, canola, trigo, entre otras. Las proteínas vegetales suelen tener un desequilibrio en los aminoácidos y niveles elevados de factores anti nutricionales, como polisacáridos no amiláceos indigeribles, ácido fítico, taninos y alcaloides, que dificultan su utilización en la nutrición animal. Para mitigar estos problemas, se han desarrollado técnicas que permiten liberar estas proteínas y desactivar factores anti nutricionales, como la inactivación de inhibidores de tripsina en la soja y el uso de fitasas para desactivar fitatos.
Soja
La soja (Glycine max (L.) Merr.) es una de las legumbres más significativas a nivel mundial, siendo América responsable de aproximadamente el 80% de la producción global, con Brasil liderando el comercio con el 50%.
Es altamente productiva gracias a su elevado contenido proteico y a la producción de aceite comestible. Estos derivados son valiosos desde el punto de vista nutricional y tienen características sensoriales agradables. Debido a estos atributos, los derivados de soja son ampliamente empleados como ingredientes en la alimentación.
La soja es la fuente de proteína vegetal más utilizada a nivel mundial, y por ello hay una considerable investigación en desarrollo en torno a este insumo. Uno de los productos obtenidos es el Concentrado de Proteína de Soja (CPS), que se comercializa desde la década de 1950 y se utiliza principalmente por su alta concentración de proteínas (mínimo 70%) en productos destinados a la nutrición animal, sin presentar componentes anti nutricionales.
Los derivados de soja poseen características valiosas para la nutrición animal, tales como:
La disposición espacial de sus péptidos que facilita las interacciones intermoleculares con otras proteínas y componentes, mejorando la gelatinización y la formación de pastas. Propiedades hidrofílicas que permiten solubilidad, adhesión y viscosidad adecuadas en los productos.
Harina de Soja
La harina de soja es uno de los derivados más importantes para la nutrición animal. Se produce debido a la necesidad de extraer aceite de soja, y hasta la década de 1930 no era muy utilizada por zootécnicos y nutricionistas. Con el paso del tiempo, se han realizado numerosos estudios en animales de producción (cerdos, ganado bovino, aves, etc.) que demuestran el gran potencial de este ingrediente.
En la actualidad, los estudios sobre este insumo se centran en mejorar:
- Digestibilidad de los aminoácidos.
- Factores anti nutricionales.
- Energía metabolizable y energía líquida.
- En comparación con otras fuentes de proteínas vegetales, la harina de soja exhibe menor variabilidad en nutrientes y menor concentración de factores anti nutricionales.
Generalmente, se comercializa en diferentes concentraciones de proteína cruda, que oscilan entre el 40% y el 47%, ajustadas por la inclusión de otros subproductos, como la cáscara de soja.
Proteínas de Origen Animal
Las proteínas de origen animal que se encuentran en harinas son provenientes del procesamiento de materiales de frigoríficos que no son comercializados para el consumo humano. Las fuentes más comunes de proteína animal en nutrición son:
Harina de Carne y Huesos
Este tipo de harina se produce en mataderos o en plantas de procesamiento y está compuesta principalmente de huesos y tejidos de animales sacrificados, como vacas, cerdos y ovejas. Es una fuente importante de proteínas y minerales como calcio y fósforo. La composición de la Harina de Carne y Huesos puede variar considerablemente debido a que no hay un estándar en la proporción de huesos y tejidos cárnicos. Generalmente, a mayor contenido mineral, menor será la cantidad de proteínas. Por lo general, se comercializa en concentraciones de proteína cruda de 35, 40, 45 y 55%.
Harina Hidrolizada de Plumas
El proceso de desplumado de aves en los mataderos genera un subproducto que tiene alta proporción de proteínas. Este subproducto, al ser sometido a cocción a presión, se transforma en Harina Hidrolizada de Plumas, que contiene entre 78% y 92% de proteína cruda, compuesta de 85% a 95% de queratina.
Según Nascimento et al. (2002), esta materia prima no posee una digestibilidad adecuada, lo cual se debe a los enlaces de hidrógeno y las interacciones hidrofóbicas intramoleculares en la molécula de queratina. Para aumentar la digestibilidad, el ingrediente puede ser sometido a tratamientos enzimáticos, liberando péptidos y convirtiéndose en un insumo de mejor calidad.
Harina de Vísceras de Pollo
Como indican Padilha (2005), en el procesamiento de pollos se obtienen coproductos tales como cabezas, vísceras, sangre, grasa, piel, huesos y carcasas no clasificadas. Estos son transformados en Harina de Vísceras. La Harina de Vísceras de Pollo es un ingrediente altamente proteico, con un contenido de proteína bruta que varía entre 55% y 70%, dependiendo de la proporción de huesos en los materiales empleados en el proceso de cocción.
La digestibilidad de esta proteína puede verse afectada por el proceso de producción y por los ingredientes utilizados, que pueden tener diferentes niveles de digestibilidad. En relación con este insumo, se están desarrollando metodologías como la hidrólisis para mejorar su digestibilidad y asegurar un rendimiento adecuado de los alimentos producidos con él.
Tendencias en el Uso de Proteínas Procesadas en Alimentos para Animales
Para mejorar la calidad de los alimentos, es fundamental seleccionar ingredientes de óptima calidad. En este sentido, se están llevando a cabo investigaciones para desarrollar nuevos procesos, como la hidrólisis enzimática, que produce péptidos funcionales, con el fin de maximizar el rendimiento de los componentes y generar nuevos ingredientes.
De esta manera, con la aplicación de nuevas tecnologías en el procesamiento de alimentos y la exploración de fuentes alternativas de proteínas, han surgido nuevos ingredientes que podrían satisfacer las necesidades nutricionales y funcionales de los animales. A continuación, se destacan algunas de estas alternativas.
Proteína unicelular
Las proteínas unicelulares se obtienen a partir de células secas inactivas de microorganismos o proteínas purificadas aisladas de cultivos celulares de microorganismos. Una de las ventajas destacadas de la producción esta proteína es su independencia tanto de la estacionalidad como de la disponibilidad de tierras cultivables, lo que asegura su disponibilidad estable durante todo el año.
Dentro del ámbito de las proteínas unicelulares, se destaca la de Corynebacterium Glutamicum como una bacteria de notable relevancia. Esta bacteria Gram positiva se caracteriza por ser un microorganismo industrial utilizado en la síntesis de aminoácidos, particularmente el ácido glutámico.
Fracción Proteica
La biomasa de C. Glutamicum es un concentrado proteico con un nivel de hasta un 78% de proteína bruta. Además, posee un perfil de aminoácidos excelente para complementar la formulación de la dieta, otorgándole la capacidad de sustituir a otras fuentes más costosas.
El 65% de la fracción proteica tiene una longitud inferior a 500 Daltons, constituida por péptidos de 1 a 3 aminoácidos, lo que ayuda a mejorar su descomposición en el tracto digestivo y facilita su absorción y utilización por parte del organismo animal. Estamos hablando de una proteína altamente digestible. La proteína unicelular de biomasa de C. Glutamicum proporciona un alto porcentaje de nucleótidos que alcanza el 6%, lo que ayuda a enfrentar los desafíos de las etapas más estresantes del ciclo de vida de los animales, fortaleciendo su sistema inmunológico.
Fracción energética
El coproducto del ácido glutámico proporciona una cantidad significativa de energía que podría alcanzar las 3200 Kcal de Energía Metabolizable, dependiendo de la especie.
Contenido en cenizas
La biomasa de C. Glutamicum tiene un contenido de cenizas del 6%, un nivel bajo en comparación con otras fuentes proteicas como la harina de pescado (12% en promedio). Esto permite su inclusión en la formulación sin afectar el equilibrio electrolítico de la dieta.
Péptidos Funcionales
Los péptidos son secuencias cortas de proteínas alimentarias, compuestas mayormente de 2 a 20 residuos de aminoácidos condensados en una sola molécula, obtenidos mediante procesos de digestión y/o fermentación de proteínas completas. Estos péptidos tienen efectos fisiológicos positivos y son considerados ingredientes funcionales o moléculas bioactivas, actuando sobre múltiples sistemas del organismo, incluyendo los inmunológicos, cardiovasculares, digestivos y endocrinos, y mejorando así el rendimiento animal.
Aunque aún queda mucho por investigar para comprender los mecanismos de acción de estos péptidos funcionales en los organismos, los estudios realizados muestran beneficios sustanciales para quienes consumen estas moléculas regularmente. Por lo tanto, el zootécnico y/o el profesional encargado de las formulaciones deberán incentivar la inclusión de estos ingredientes en sus recetas.
Proteína Hidrolizada de Pollo
Los coproductos del sacrificio de pollos, como vísceras y menudencias de valor comercial bajo, son procesados en un proceso enzimático que libera aminoácidos y péptidos de bajo peso molecular. Estos son fácilmente absorbidos en la nutrición animal. Según dos Santos Cardoso et al. (2020), este ingrediente presenta un alto contenido proteico (más del 75%), un perfil de aminoácidos equilibrado y alta palatabilidad para la tilapia del Nilo. Cuando se utiliza este ingrediente en la alimentación animal, se mejora el rendimiento zootécnico de los peces. La Proteína Hidrolizada de Pollo (PHP) está formulada específicamente para mejorar el rendimiento de los alimentos para animales. Se produce a través de un proceso de hidrólisis enzimática que genera cadenas más cortas de péptidos bioactivos y aminoácidos, creando un ingrediente funcional con alto valor biológico y excelente digestibilidad. Los beneficios incluyen una elevada digestibilidad, alto atractivo y palatabilidad, y una proporción equilibrada de aminoácidos.
Harina de Insectos
Se ha evidenciado que las harinas de insectos poseen un gran potencial en la nutrición animal, convirtiéndose en una tendencia dentro de esta industria. La harina de insecto (Tenebrio molitor) contiene aproximadamente un 45% a 65% de proteína, constituyendo una buena fuente y con un perfil adecuado de aminoácidos.
Se han realizado estudios que demuestran la viabilidad de sustituir total o parcialmente las fuentes tradicionales de proteínas con harina de insectos en la alimentación de aves de corral y cerdos, observándose índices de crecimiento similares o superiores en comparación con el salvado de soja, harina integral de pescado o su combinación. La digestibilidad de los nutrientes puede optimizarse al combinar el alimento con harina de pescado y harina de insectos.
Conclusión
La nutrición animal busca continuamente nuevas fuentes de proteínas derivadas de investigaciones realizadas por equipos de desarrollo, combinando una composición nutricional equilibrada con excelentes propiedades funcionales.
Se concluye que el uso de nuevas fuentes proteicas ha crecido considerablemente, convirtiéndose en una necesidad en el mercado de la nutrición animal. Además, las proteínas procesadas emergen como alternativas valiosas para añadir valor a los coproductos de la industria del sacrificio animal.
La hidrólisis enzimática para obtener hidrolizados proteicos enriquecidos en péptidos bioactivos y para lograr un balance adecuado de aminoácidos es un proceso en constante evolución. Las proteínas hidrolizadas provenientes de coproductos de sacrificio animal ofrecen opciones proteicas funcionales de alto valor biológico, constituyendo excelentes fuentes de péptidos bioactivos que mejoran el rendimiento, salud y bienestar de los animales.
Leonardo Mendez
