Influencia de los biosurfactantes para el incremento en la absorción de nutrientes en el alimento
Publicado: 4 de abril de 2010
Por: Adriana Barri MVZ M.C. Ph.D. Soporte Técnico, Kemin AgriFoods Norte America, Inc.
Los nutrientes en el alimento son útiles para el animal solo después de que estos han pasado a través del tracto gastrointestinal para ser metabolizados y transportados a través del enterocito a distintas partes del cuerpo para ser usados conforme sean requeridos. Son solo los nutrientes que han sido absorbidos los que podrán ser usados para generar energía o para sintetizar nuevos tejidos para el crecimiento. Por lo tanto, es importante que el animal absorba la máxima cantidad de nutrientes digeridos para obtener el mayor beneficio posible. Las moléculas de fosfolípidos, las cuales contienen tanto componentes lipofílicos como hidrofílicos pueden jugar un papel importante en dicha absorción de nutrientes.
Las moléculas de fosfolípidos tienen una parte lipofílica dada por los ácidos grasos esterificados al glicerol. También presentan un componente hidrofílico dado por la presencia de acido fosfórico como colina, etanolamina, o inositol. Esta combinación de propiedades lipofílicas e hidrofílicas les permiten actuar como biosurfactantes ayudando a la mezcla entre el agua y el aceite. Estos biosurfactantes son componentes naturales de la bilis y también se encuentran como parte de la naturaleza (I.e. soya). Ayudan en la digestión de las grasas y en facilitar la absorción de nutrientes al catalizar la formación de micelas en el tracto gastrointestinal.
Los fosfolípidos específicos, conocidos como liso fosfolípidos (LFL), pueden formar micelas que son más pequeñas y más estables que aquellas formadas por otros fosfolípidos como la fosfatidilcolina, la cual es predominante en la lecitina de soya. Estos LFL son mas eficientes en aumentar la absorción de nutrientes porque solo tienen un residuo de acido graso por molécula. Al crear micelas de menor tamaño, la superficie de área y el contacto de los ácidos grasos con el epitelio intestinal aumenta, haciéndo a los LFL facilitadores en el transporte de nutrientes a través de la membrana hacia el interior de la célula.
Granos destilados y liso fosfolípidos específicos.
Las grasas que se utilizan para dietas en ganadería y avicultura son empleadas como una fuente de energía. Las grasas más comúnmente utilizadas son manteca, aceite de soya y grasa de pollo. Debido al crecimiento de la industria de etanol en el oeste de los Estados Unidos y exportaciones a otros países, los granos destilados ganaran seguramente importancia como fuente de energía y fuente de grasas no saturadas, ya que grandes cantidades de granos destilados son utilizados como alimento para los animales.
Estudios previos en ganado lechero, becerras, aves y cerdos han demostrado que la emulsificación y digestión de grasas y la subsecuente absorción de ácidos grasos libres puede ser mejorada al formular dietas con la presencia de un emulsificante. Se conoce que los LFL específicos tienen mejores propiedades emulsificantes comparadas con la lecitina, por lo tanto ofrecen mejores ventajas hacia la formulación eficaz para la utilización de grasas.
Uso en Animales
Los liso fosfolípidos específicos pueden ser usados en dietas de animales para aumentar la absorción de grasas y aceites y mejorar su ganancia de peso y mejorar su conversión alimenticia. El aprovechamiento de la energía ha sido observada a través del uso de LFL en estudios conducidos en distintas partes del mundo. Estos estudios han utilizado a los LFL para el reemplazo parcial de aceites o grasas. Estudios en China1,3, India1, Europa2, y Malasia4 han demostrado que la adición de LFL específicos puede compensar de 6 a 12 Kg./tonelada de alimento de aceite o grasa en las dietas de pollos de engorda. La absorción de grasa en la dieta debido a los LFL específicos se traduce en un aumento en la energía metabolizable del alimento.
Experimentos en Breve: In Vitro
Antecedentes
En estudios previos1,2,3,4, investigadores han evaluado distintas formulaciones con emulsificantes para cuantificar su efectividad en mejorar la digestión de nutrientes. Estos experimentos resultaron en la observación de que al utilizar estos LFL específicos la absorción de grasas aumenta.
En estudios previos1,2,3,4, investigadores han evaluado distintas formulaciones con emulsificantes para cuantificar su efectividad en mejorar la digestión de nutrientes. Estos experimentos resultaron en la observación de que al utilizar estos LFL específicos la absorción de grasas aumenta.
Hipótesis
Se hipotetizó que debido a sus propiedades de emulsificación, los LFL específicos podrán tener una mayor eficacia y podrán mejorar la absorción de nutrientes presentes en el alimento formulado comparado a las lecitinas comunes. Esto se da al exhibir mejor digestibilidad de grasas. Adicionalmente, debido a su eficacia, se requieren menores cantidades de producto activo en la incorporación de la matriz del alimento.
Se hipotetizó que debido a sus propiedades de emulsificación, los LFL específicos podrán tener una mayor eficacia y podrán mejorar la absorción de nutrientes presentes en el alimento formulado comparado a las lecitinas comunes. Esto se da al exhibir mejor digestibilidad de grasas. Adicionalmente, debido a su eficacia, se requieren menores cantidades de producto activo en la incorporación de la matriz del alimento.
Objetivo
Evaluar los la absorción de ácidos grasos de LFL en células de riñón de hámster al utilizar LFL específicos.
Evaluar los la absorción de ácidos grasos de LFL en células de riñón de hámster al utilizar LFL específicos.
Materiales y Métodos
Células de riñón de hámster (BHK 21, clon 13) fueron cultivadas bajo condiciones estándar de laboratorio a 37°C y 5% CO2. Las células fueron tratadas con ácidos grasos esteárico y palmítico marcados radioactivamente con (C-14) preparados en solución salina Hanks. Al mismo tiempo, las células fueron tratadas con liso fosfolípidos (tratamiento 1 con diez replicas) o lecitina (tratamiento 2 con una replica). Después de una hora, las células se trataron con tripsina y luego se lisaron usando agua destilada. Se obtuvieron alícuotas de las suspensiones de estas células y se les analizó por radioactividad con un contador de centelleo. Los resultados fueron expresados como desintegraciones por minuto por mg. de peso celular. La cantidad de radioactividad en el supernadante, es un indicador de la absorción de ácidos grasos absorbidos por las células en el cultivo celular.
Células de riñón de hámster (BHK 21, clon 13) fueron cultivadas bajo condiciones estándar de laboratorio a 37°C y 5% CO2. Las células fueron tratadas con ácidos grasos esteárico y palmítico marcados radioactivamente con (C-14) preparados en solución salina Hanks. Al mismo tiempo, las células fueron tratadas con liso fosfolípidos (tratamiento 1 con diez replicas) o lecitina (tratamiento 2 con una replica). Después de una hora, las células se trataron con tripsina y luego se lisaron usando agua destilada. Se obtuvieron alícuotas de las suspensiones de estas células y se les analizó por radioactividad con un contador de centelleo. Los resultados fueron expresados como desintegraciones por minuto por mg. de peso celular. La cantidad de radioactividad en el supernadante, es un indicador de la absorción de ácidos grasos absorbidos por las células en el cultivo celular.
Resultados
En todos los casos, hubo una mayor absorción de ácido esteárico por las células en presencia de LFL comparado a lo absorbido en presencia de la lecitina de soya. Un patrón similar fue visto con el ácido palmítico, aunque hubo mayor variación entre los distintos cultivos celulares en presencia de LFL comparado con la variación que se vio con el ácido esteárico. Sin embargo, en todos los casos, el ácido palmítico fue mejor absorbido en tratamientos con LFL específicos. La figura 1 muestra la absorción de ácido esteárico en las diez replicas con LFL específicos comparados con el tratamiento con lecitina.
En todos los casos, hubo una mayor absorción de ácido esteárico por las células en presencia de LFL comparado a lo absorbido en presencia de la lecitina de soya. Un patrón similar fue visto con el ácido palmítico, aunque hubo mayor variación entre los distintos cultivos celulares en presencia de LFL comparado con la variación que se vio con el ácido esteárico. Sin embargo, en todos los casos, el ácido palmítico fue mejor absorbido en tratamientos con LFL específicos. La figura 1 muestra la absorción de ácido esteárico en las diez replicas con LFL específicos comparados con el tratamiento con lecitina.
Conclusiones
Estos resultados son una buena indicación de la habilidad de ciertos LFL que promueven la absorción de ácidos grasos, en particular de los ácidos grasos saturados. Estos resultados son consistentes con un mejor crecimiento en animales jóvenes que reciben LFL en su alimento
Figure 1: Efecto de LFL específicos comerciales en la absorción de ácidos esteárico y palmitico en cultivo celular de células de riñón de hamster.
Muestras 1 a 10 =LFL específico comercial. 11=Lecitina. Schwarzer y Adams 1996.
Experimentos en Breve: In Vivo
Antecedentes
En una producción comercial de pollo de engorda, la grasa es agregada como una fuente de energía utilizada para cubrir los requisitos de energía de la aves. Por lo tanto, la digestibilidad de grasa en dietas para pollos de engorda es sumamente importante para lograr obtener el máximo potencial genético de crecimiento en el pollo. Los LFL son biosurfactantes naturales y se considera que tienen un alto poder de capacidad emulsificante en el ambiente fisiológico del animal y por lo tanto se espera que mejoren la absorción y utilización de grasa y energía.
En una producción comercial de pollo de engorda, la grasa es agregada como una fuente de energía utilizada para cubrir los requisitos de energía de la aves. Por lo tanto, la digestibilidad de grasa en dietas para pollos de engorda es sumamente importante para lograr obtener el máximo potencial genético de crecimiento en el pollo. Los LFL son biosurfactantes naturales y se considera que tienen un alto poder de capacidad emulsificante en el ambiente fisiológico del animal y por lo tanto se espera que mejoren la absorción y utilización de grasa y energía.
Objetivo
Este estudio fue diseñado para evaluar la posibilidad de usar LFL específicos como suplemento en dietas comerciales de pollo de engorda, sustituyendo parcialmente la grasa agregada para reducir los costos en la dieta. Se midieron parámetros clave en el desarrollo de las aves.
Este estudio fue diseñado para evaluar la posibilidad de usar LFL específicos como suplemento en dietas comerciales de pollo de engorda, sustituyendo parcialmente la grasa agregada para reducir los costos en la dieta. Se midieron parámetros clave en el desarrollo de las aves.
Materiales y Métodos
Seis galpones comerciales fueron separados en tres grupo tratamientos y tres grupos control. Los grupos control usaron una dieta comercial a base de maíz y soya, y los tratamientos utilizaron la misma dieta reduciendo el nivel de grasa y agregando 500g/ton de alimento de LFL específicos. Con la adición de LFL específicos la adición de grasa fue reducida por un 0.8% por ton por la adición de grasa 1.3%, 1.7%, y 2.3% por ton de alimento respectivamente, en las tres primeras semanas de producción. En la segunda fase de producción, 22 a 42 días de edad, ciertos LFL fueron agregados a una razón de 500 g/ton de alimento, y 1% de grasa fue reducida para obtener una inclusión final de 2.3%, 2.5%, y 2.8% por tonelada de alimento en cada dieta, respectivamente. Maíz fue utilizado para balancear la energía requerida. En cada galpón se midió peso corporal, ingestión de alimento, ganancia de peso diaria, conversión alimenticia. Livabilidad también fue reportada
Seis galpones comerciales fueron separados en tres grupo tratamientos y tres grupos control. Los grupos control usaron una dieta comercial a base de maíz y soya, y los tratamientos utilizaron la misma dieta reduciendo el nivel de grasa y agregando 500g/ton de alimento de LFL específicos. Con la adición de LFL específicos la adición de grasa fue reducida por un 0.8% por ton por la adición de grasa 1.3%, 1.7%, y 2.3% por ton de alimento respectivamente, en las tres primeras semanas de producción. En la segunda fase de producción, 22 a 42 días de edad, ciertos LFL fueron agregados a una razón de 500 g/ton de alimento, y 1% de grasa fue reducida para obtener una inclusión final de 2.3%, 2.5%, y 2.8% por tonelada de alimento en cada dieta, respectivamente. Maíz fue utilizado para balancear la energía requerida. En cada galpón se midió peso corporal, ingestión de alimento, ganancia de peso diaria, conversión alimenticia. Livabilidad también fue reportada
Resultados
Suplementación de LFL específicos en dietas de pollos de engorda resultó en un aumento numérico en el promedio de peso corporal (0.09 kg, P=0.11) y significativamente mejoraron la conversión alimenticia (-0.03, P< 0.01) sobre las dietas control. No hubo diferencias en livabilidad entre los dos grupos, sugiriendo que la adición de LFL específicos en dietas comerciales de pollos de engorda puede sustituir eficientemente 0.8% a 1% grasa agregada con la adición de 500 g/ton de LFL. Esta sustitución no altera los efectos en livabilidad y peso corporal. La tabla 1 muestra los resultados de este estudio.
Suplementación de LFL específicos en dietas de pollos de engorda resultó en un aumento numérico en el promedio de peso corporal (0.09 kg, P=0.11) y significativamente mejoraron la conversión alimenticia (-0.03, P< 0.01) sobre las dietas control. No hubo diferencias en livabilidad entre los dos grupos, sugiriendo que la adición de LFL específicos en dietas comerciales de pollos de engorda puede sustituir eficientemente 0.8% a 1% grasa agregada con la adición de 500 g/ton de LFL. Esta sustitución no altera los efectos en livabilidad y peso corporal. La tabla 1 muestra los resultados de este estudio.
Conclusiones
En este estudio, un biosurfactante específico fue agregado como emulsificador exógeno, resultando en el aumento de ganancia de peso diaria, así como de la conversión alimenticia en pollos de engorda. Los liso fosfolípidos aumentan la emulsificación de grasas y por lo tanto la absorción de ácidos grasos mejorando la energía disponible y su utilización en el animal.
Tabla 1. Efectos de LFL específicos en pollos de engorda.
Haitao et al. 2009.
Resumen
La utilización mejorada de energía puede llevar a una mejora en la digestibilidad de otros nutrientes, incluyendo amino ácidos, minerales y vitaminas. Bajo condiciones normales fisiológicas, en el intestino de un animal, casi todos los ácidos grasos después de la hidrólisis enzimática son insolubles en agua. Para que los ácidos grasos pasen a través de la fase líquida en el intestino y sean absorbidos como compuestos hidrofóbicos, se tienen que formar micelas con la ayuda de emulsificadores (bilis y el ester glicerol). Los liso fosfolípidos específicos son un poderoso emulsificante exógeno, resultando en una mejor absorción de grasas. Esta absorción conlleva a un aumento en la ganancia de peso diaria y una mejor conversión alimenticia. Adicionalmente, los LFL proveen un oportunidad para disminuir costos en la formulación de dietas.
Referencias
- Pappathi, R., C. Sugumar, y H. Chirakkal. 2009. Effect of Lysoforte® on Performance of Broilers Supplemented with Vegetable Oils. R&D Kemin Industries South Asia.
- Schwarzer, K., y C. A. Adams. 1996. The influence of specific phospholipids as absorption enhancer in animal nutrition. Kemin Industries Europa Scientific Article. Fett/Lipid 98 (9S): 304-308.
- Haitao Li, G. Sun, y S. Huang. 2009. Effects of Lysoforte® supplemented in broiler diets as partial substitute of fat. Kemin Internal Publication.
- Vasanthakumari, L. B., K. V. Chandrasekar, H. M. Tan, y L. Haitao. Lysoforte Dry Increases Fat Digestibility and Improves Apparent Metabolizable Energy (AME) in Broiler Diets. Kemin Internal Publication.
Agradecimientos
Se agradece a la Sra. Beatriz Alicia Colin por su ayuda en la traducción y redacción de este documento.
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