ALIMENTOS INICIALES: ¿Son las fuentes de fibra una estrategia nutricional para el pollo de engorda?

PARTE I

CARLOS BONILLA, HECTOR LEYVA, PILAR CASTIBLANCO, GONZALO VILLAR, ALBERTO CASARÍN. DEPARTAMENTO TÉCNICO DE AVES E INVESTIGACIÓN GRUPO NUTEC®

INTRODUCCIÓN

El desempeño zootécnico del pollo de engorda a los 42 días está correlacionado con su peso a los 7 días de edad, y este a su vez es dependiente del consumo y la calidad de alimento durante la primera semana de vida. La inclusión de fuentes de grasa es común en programas de alimentación, para incrementar el contenido energético de la dieta, reducir la velocidad de la digesta a través del tracto gastrointestinal (TGI) y lograr una mejor utilización de los nutrientes (Latshaw, 2008). No obstante, la secreción de ácidos biliares y la actividad pancreática de la lipasa es baja durante los primeros días de vida, por lo que la digestibilidad de la grasa puede estar comprometida. Muchas estrategias nutricionales se siguen planteado para mejorar el consumo de alimento y desarrollo del TGI; tales como el uso de ingredientes más digestibles, concentrados proteicos, enzimas, aditivos nutricionales (González et al., 2007) y procesamiento térmico del cereal. Aunado a esto, es necesario seguir trabajando en alternativas al uso de antibióticos como promotores de crecimiento que no afecten las funciones fisiológicas, productivas y rentables del ave. Los acidificantes, pre y probióticos, extractos de levadura y plantas (fitobióticos) han sido estudiados principalmente como coadyuvantes, estos aditivos se utilizan con ingredientes altamente energéticos y proteicos que usualmente derivan en dietas bajas en fibra.

El efecto de fracciones de fibra en dietas para aves se encuentra en un período intenso de investigación, pues si bien en el pasado se consideraba que reducían el desempeño zootécnico; hoy día recientes investigaciones han demostrado que dietas bajas en fibra provocan un desarrollo pobre del TGI (González et al., 2007) y aumento en la incidencia de enteritis (Montagne et al., 2003). Gracias a las nuevas técnicas, herramientas y equipos se logra una caracterización más profunda de los componentes fibrosos en los ingredientes y de su efecto en el ave. Entre estas fracciones se encuentran; la fibra dietaríaque incluye todos los polisacáridos no amiláceos ingeridos en la dieta y químicamente se divide en fibra soluble e insoluble. La insoluble es altamente lignificada con diferentes efectos en el TGI respecto a la soluble, baja en lignina; que directamente contribuyen en el valor nutritivo de las dietas como fuente de energía e indirectamente al proveer un efecto benéfico sobre; microbiota, TGI, velocidad de pasaje de la digesta y salud (Desai et al., 2016). El objetivo de esta publicación es evaluar el efecto de la fibra en dietas para pollo sobre su desempeño zootécnico; considerando la cantidad y tipo de fibra utilizada.

ASPECTOS DE LA FIBRA SOBRE LA FISIOLOGÍA Y NUTRICIÓN DE LAS AVES

La calidad de la fibra se modifica considerablemente por sus propiedades físicas, las que pueden ser independientes de su composición química. Factores como el tamaño de partículas, volumen, solubilidad, absorción de agua, capacidad tampón e intercambio catiónico, viscosidad y fermentabilidad pueden influir en los procesos biológicos de consumo y digestión de nutrientes; así la estructura y composición química de los ingredientes afectará las propiedades de la digesta (Lentle y Janssen, 2008) y el crecimiento de la microbiota en el TGI. Se corrobora, que la fibra puede afectar de diferentes maneras el desarrollo y estado de salud del TGI en la utilización de los nutrientes, estimulación de la peristalsis, estructura y función de la mucosa intestinal, costos de la dieta, deposición de grasa y colesterol (Akinola y Onunkwo, 2009) en las aves.

Fibra cruda (FC),en nutrición animal, el término se originó de las ciencias del análisis del alimento, específicamente del sistema de análisis Weende, establecido en el año 1864. Este término describe diferentes materiales estructurales vegetales insolubles en ácidos diluidos y forma un grupo diverso de constituyentes alimenticios pobremente digeribles o indigestibles. También, son referidos como carbohidratos estructurales, compuestos de celulosa, hemicelulosa y materiales indigestibles (lignina). Únicamente las bacterias intestinales pueden digerir la FC a través de la fermentación, con la formación de ácidos grasos de cadena corta. La porción de celulosa y lignina en la fracción de la FC determina su digestibilidad o solubilidad en el intestino (Pottguter, 2008).


Figura 1. Estructura de la fibra dietaría. 

Fibra dietaría (FD), son hidratos de carbono análogos que son resistentes a la digestión y absorción en el intestino delgado, con fermentación completa o parcial en el intestino grueso (American Association of Cereal Chemist, 2001). Este grupo de moléculas presenta distintos grados de solubilidad, tamaño molecular y estructura (Figura 1) pudiendo influir en las propiedades reológicas del contenido gastrointestinal, el flujo de la digesta y el proceso de digestión y absorción (Tabla 1) (Bach, 2001). Las propiedades de hidratación definen su solubilidad, capacidad de abultamiento y retención de agua (CRAg). Estas características están interrelacionadas, pero no son necesariamente interdependientes. Existen varios métodos para analizar la FD y sus componentes específicos como; oligosacáridos no digeribles, polisacáridos no amiláceos o lignina (De Vries, 2004). Históricamente en la nutrición animal, se ha utilizado la FC, posteriormente, la fibra neutro detergente (FND) y ácido detergente (FAD); aunque estos métodos están basados en la extracción química con soluciones alcalinas y ácidas, son robustos a la variación analítica y podrían correlacionarse con la degradabilidad de fracciones específicas de la fibra en el animal (Mertens, 2003). Las fibras detergentes se superponen como lo muestra la Figura 1. Así, ingredientes que son fuentes de FI como la cascarilla de avena (CA) que estimula la actividad de la molleja y reduce su pH (Gonzalez et al., 2008) y de FS como la pulpa de remolacha (PR) rica en pectina, elevan la viscosidad intestinal distendiendo las paredes del TGI y reduciendo la tasa de pasaje (Moreno et al., 2010). En este sentido, la FD es el componente de la dieta con mayor importancia (Montagne et al., 2003), ya que su consumo trae consigo beneficios que pueden ser comparados con aquellos proporcionados por los prebióticos comerciales usualmente utilizados en las dietas de aves (Goulart et al., 2016).


Tabla 1. Clasificación de los hidratos de carbono (fibra dietaría).

Fibra soluble (FS), corresponde con polisacáridos extraíbles con agua y que precipitan en soluciones de alcohol o acetona; como los β-glucanos de cebada y avena, los arabinoxilanos de trigo y centeno, las pectinas de frutas y pulpa de remolacha y los galactomananos de las leguminosas. De manera más detallada, los constituyentes más importantes son: Pectinas; constituyen un grupo de polisacáridos ricos en ácido galacturónico y en menor medida, ramnosa, arabinosa y galactosidasa; tienen un papel esencial en la estabilidad de la pared celular, al actuar como aglutinador de las fibras de celulosa. Hemicelulosa; conjunto heterogéneo de polisacáridos, cuya composición colectiva varia; están presentes en cualquier tejido vegetal, con la función de aglutinar las fibras cristalinas de celulasa, dando consistencia a la pared celular. De acuerdo con su estructura química están divididos en: xilanos, glucamananos, mananos y galactomananos, glucuromananos, xiloglucanos, β-glucanos y arabinogalactano II. Fructanos; grupo de polisacáridos presentes en algunas especies vegetales, actúan como carbohidratos de reserva ofreciendo una ventaja selectiva en condiciones específicas frente a la predominancia del almidón. Oligosacáridos; poseen de 2 – 10 unidades de azúcar, su función recae en el almacenamiento y transporte de energía. Esta fibra en el TGI determina su efecto sobre: capacidad de incrementar viscosidad de la digesta intestinal y fácil fermentabilidad. El incrementode la viscosidad producido por fracciones solubles de β-glucanos – arabinoxilanos de los cereales va acompañado de una reducción de la digestibilidad de otros nutrientes; especialmente grasa, lo que empeora el desempeño. Los efectos adversos más relevantes son:

  • Peor difusión y transporte de lipasas y sales biliares en el lumen intestinal.
    • Reducción en el transporte de los nutrientes hasta la superficie epitelial.
    • Mayor secreción pancreático-biliar y menor absorción de compuestos endógenos.
    • Incremento de la secreción de mucus, incrementando la viscosidad y perjudicando la absorción de nutrientes.

Esta reducción de la digestibilidad está más relacionada con un entorpecimiento de los procesos de digestión y absorción al aumentar la viscosidad. La mayor viscosidad intestinal provocada por la FS también; 1) ralentiza la velocidad de tránsito (reducción del consumo) y 2) aumenta el contenido de humedad de las excretas (camas húmedas). Una menor velocidad de transito favorece el desarrollo de la población microbiana intestinal que parece agravar el efecto de la viscosidad al desconjugar los ácidos biliares y/o adherirse a la superficie de la mucosa, alterando su funcionamiento normal.

La fácil fermentabilidad debido a la buena accesibilidad que presentan para la microbiota, y a la fermentación posterior en el intestino grueso liberan diversos compuestos químicos como gases y ácidos grasos de cadena corta (AGCC), los que cumplen funciones importantes en el organismo (Cano et al., 2010). El butirato se ha descrito con efecto positivo en el flujo sanguíneo y producción de moco, además, estimula la proliferación celular epitelial y es fuente de energía para los coloncitos. Por otro lado, el acetato actúa como fuente de energía para el tejido muscular y estimula la producción de secreción pancreática y otras hormonas. Finalmente, el propionato reduce el pH en el colon, mantiene el equilibrio de la microbiota intestinal, estimula la absorción de agua, y potencialmente puede ser transformado en glucosa en el hígado (Montagne et al., 2003). Los AGCC son capaces en medio ácido de impedir el desarrollo de algunas bacterias patógenas de las paredes del intestino como; Salmonella, Clostridium, Escherichia coli y Clostridium difficile. Algunos oligosacáridos también son utilizados como sustrato para microorganismos y esta forma modifica la composición de la microbiota lo que permite mejorar el sistema inmune (Lyons, 2002). Así, la manipulación de las dietas utilizando cantidades equilibradas de FD puede provocar tales efectos, sin la necesidad de la suplementación de aditivos que actúen en este sentido (Goulart et al., 2016).

Fibra Insoluble (FI), formada principalmente por material de la pared celular e incluye la celulosa, la hemicelulosa y ciertas cantidades de substancias pécticas, proteína ligada a la fibra y lignina. Ejemplos son las pajas de cereales y cascarillas de leguminosas. Un punto de vista tradicional es que la FI es inerte y diluye el contenido de nutrientes de la dieta, considerada como agente de carga y aumenta la velocidad de la digesta (Hetland et al., 2004). A su vez, aumenta la digestibilidad de los nutrientes, tales como el almidón por medio de mecanismos de acción derivados de la molleja y aumentando la exposición gástrica. Alimentar con esta fibra provoca un aumento en el tamaño de la molleja e induce el flujo gastroduodenal. A diferencia de la fracción soluble, la fracción insoluble tiene una alta capacidad de adsorción de agua y por tanto tendremos un bolo alimenticio más hidratado en donde las reacciones enzimáticas se dará con mayor eficiencia. En términos generales, cantidades moderadas de FI mejora la respuesta productiva en los siguientes aspectos:

  • Mejora el bienestar animal.
  • Mejora la actividad de las enzimas pancreáticas.
  • Mejora el desarrollo de órganos relacionados con la digestión.
  • Mejora la digestión de las proteínas, ya que beneficia la acción de la pepsina.
  • Potencia la movilidad gastrointestinal (estímulo de retro peristalsis más potente).
  • Mayor producción de bilis, ayudando en la emulsificación y digestión de los lípidos, por lo que hay mayor energía metabolizable en el alimento.
  • Sincronización entre el proceso de digestión y absorción, beneficia el crecimiento de la microbiota desde el punto de vista de salud intestinal.
  • Aumenta la producción de HCl y disminuye el pH de la digesta en proventrículo y molleja, facilitando la solubilidad y absorción de sales minerales.
  • Logra incremento en el tiempo de retención de la digesta en los primeros segmentos del TGI, permitiendo a las enzimas actuar por más tiempo sobre el sustrato.

Entendiendo que, el pico no realiza actividades de molienda del alimento, la importancia del desarrollo de la molleja es alta. El ciclo de la molienda empieza en la molleja con un movimiento muscular, seguido de la apertura del píloro (unión molleja – intestino) y una poderosa contracción peristáltica en el duodeno. Esta contracción ocasiona que la digesta pase al duodeno; pero también que exista un retorno de la digesta hacia el proventrículo (retro peristalsis) ciclo que tiene lugar hasta 4 veces por minuto y que sirve para mejorar la digestión de todas las fracciones nutricionales de la dieta. Se ha estimado que el tiempo promedio de retención de la digesta en el proventrículo y molleja es de media hora, pero este depende del tipo de ingredientes con el que se formula. Un mayor tiempo de retención por lo general está asociado con un mejor aprovechamiento de los nutrientes. Cuando se formulan dietas pensando en obtener un óptimo nivel de fibra, aseguramos que la molleja trabaje más y por tanto que sea más desarrollada y potente; sin embargo, como las diferentes fuentes de fibra tienen diferentes efectos en la salud intestinal, es decisión del nutriólogo elegir la mejor opción.

INVESTIGACIONES SOBRE EL USO DE FUENTE DE FIBRA EN AVES

Wenk (2001), dieta con elevada cantidad de PNA poseen menor energía metabolizable y debido al alargamiento de la pared estomacal causan sensación de saciedad antes de alcanzar el consumo de este nutriente, mayormente en crecimiento, resultando en una reducción del consumo. Warpechowski (2005) indica que componentes no digestibles de la fibra pueden alterar el efecto térmico del alimento, pues el aumento de fibra de los granos y subproductos en las dietas de pollo, la relación EN/EM fue reducida.

Montagne et al. (2003), indicaron que la velocidad de tránsito puede alterar la composición de la microbiota de la digesta; sus estudios indicaron que la digesta de las aves que consumían CA u otras FI se movía más lentamente a través de la molleja, pero más rápidamente a través del intestino delgado que la digesta de pollos controles. Aseveran que la reducción de la longitud del intestino delgado y peso del íleon en aves que consumen CA mejoran su salud intestinal por 1) mayor acidificación de la digesta en la molleja evita la entrada de microorganismos patógenos al TGI y 2) aceleración de la velocidad de tránsito que reduce la actividad y colonización bacteriana en el TGI.

González et al. (2005), estudiaron la influencia del tipo de grasa añadida al alimento de iniciación e inclusión de dos tipos de fibra al 3% (CA o PR) sobre el peso relativo de los órganos digestivos; se observó que la inclusión de fibra aumentaba el peso del TGI, así como proventrículo y molleja y su efecto dependía de la fibra estudiada como del tramo digestivo u órgano considerado. Se obtuvo mejor peso relativo del TGI al 4to. y 9° día en pollos alimentados con PR (0.5 mm) que aquellos alimentados con CA (0.5 mm) o dieta sin FC. Sin embargo, a los 21 días se presentó mejor resultado con CA que PR.

Sundu et al. (2005ª), encontraron que la inclusión ascendente de harina de palmiste (HP) en pollo afectó negativamente la digestibilidad de la dieta, por la retención de nitrógeno y calcio. La disminución en la digestibilidad de las dietas no fue asociada con su viscosidad, ya que esta disminuyó en el yeyuno. Es probable, que la disminución en el comportamiento productivo ocurrió por el hecho que los pollos tienen una habilidad limitada para digerir los β-mananos por la ausencia de enzimas en el tracto digestivo. González et al. (2006), incluyeron 3% de CA o cascarilla de soya (CS) en dietas basadas en arroz bajas en fibra (1.5% FC) o maíz (2.5% FC), ambas fuentes aumentaron el peso del TGI, pero con efecto mayor en aquellos pollos que se alimentaron de dietas con arroz. Ambas cascarillas son fuentes de FI, aunque la CA está más lignificada que CS. De hecho, la CS no está lignificada pero debido a su alto contenido en cutina su inclusión en el alimento aumenta la CRAg y capacidad de abultamiento. Por tanto, la distensión y aumento de tamaño del proventrículo observado se debió a la mayor capacidad de abultamiento de CS. La inclusión de fibra aumentó el contenido fresco y tamaño de la molleja y redujo el pH de la digesta. Las partículas fibrosas, en particular las insolubles (CACS) son resistentes a la molturación, permaneciendo más tiempo en la molleja que las otras partículas alimenticias.

Moreno et al. (2006b), comentan que las aves domésticas no pueden utilizar la celulosa o lignina por carecer de las enzimas necesarias, pero pueden degradar la hemicelulosa dependiendo de su grado de lignificación. La digestibilidad de la fibra es baja, pero aumenta en aves adultas y con FS en agua. El efecto benéfico fue más notable cuando se utilizó CA que PR, sugiriendo que los beneficios productivos están asociados a la fracción insoluble de la fibra y su estructura física. Sarikhan et al. (2010), no observaron diferencias significativas a los 21 días de edad para peso vivo, ganancia de peso y conversión de alimento en pollos, pero obtuvieron efecto significativo de la inclusión de FI sobre la ganancia de peso entre los 22 a 42 días y para el total del período experimental (42 días). De esta manera se mejoró la morfología del intestino complementando el proceso de digestión; mejorando el desempeño zootécnico.

Lindberg (2014), describió que la FD tiene que ser incluida en la dieta para mantener funciones fisiológicas normales en el tracto digestivo y que el impacto negativo de la FD está más determinado por las propiedades de las fibras que pueden diferir considerablemente entre sus fracciones, es decir, conocer estas fracciones es factor importante para el uso correcto de estrategias nutricionales. Moreno et al. (2016), encontraron que la inclusión de fuentes de fibra en la dieta de pollos mejoró la ganancia diaria de peso. Dicha mejora se observó desde 2.1% (5.0% cascarilla de girasol) para 5.1% (5.0% cascarilla de arroz). En resumen, la inclusión moderada (2.5%) de FI en dietas bajas de fibra mejora el desempeño zootécnico. Pero, un exceso de fibra (5.0%) reduce la conversión de alimento. El estudio confirmó que el crecimiento del pollito mejora con la adición regulada de estructuras insolubles de fibra en la dieta. La inclusión de CA o girasol en dietas bajas de fibra fueron más benéficas para mejorar el desempeño zootécnico que la inclusión de cascarilla de arroz.

GRUPO NUTEC® está comprometido con la nutrición animal y a mantenerse a la vanguardia con las tendencias mundiales del uso de fracciones de fibra en las dietas para pollo de engorda y postura. Siendo así que en las siguientes publicaciones técnicas, se compartirán resultados de diversos experimentos hechos en el Instituto Internacional de Investigación Animal (3ia) que tienen como objetivo investigar el efecto de los diferentes componentes de la fibra sobre el desempeño zootécnico de las aves. El 1° será una aproximación simple para identificar posibles fuentes de fibra que, debido a su disponibilidad y características, se consideran factibles para uso en dietas. Para ello se seleccionarán; 1) concentrado de fibra, 2) salvado de trigo, 3) cascarilla de soya y 4) pulpa de remolacha. Se diseñarán 4 dietas (isoprotéicas e isocalóricas) para comparar el desempeño zootécnico, peso relativo de molleja, proventrículo e hígado vs. dieta comercial (a base de maíz y pasta de soya). Se tendrá registro de peso y consumo (alimento ofrecido y residuos) para calcular la conversión alimenticia. El experimentó se concentrará en los primeros 21 días de vida del pollo. Finalmente, las materias primas y alimentos terminados serán analizados en el LABORATORIO EURONUTEC® para hacer una caracterización de FD, FI, FS, FC, FDN, FDA y aporte nutricional completo, así tendremos una idea inicial del efecto de diferentes fuentes de fibra con potencial benéfico para las aves y descartar aquellas con poco o nulo impacto en las aves.

CONSIDERACIONES FINALES

  • La correcta caracterización nutricional de estos ingredientes es fundamental para poder utilizar la fibra eficientemente en los programas de alimentación.
    • Formular programas de alimentación a partir del consumo de fibra cruda es una medición inexacta de los componentes indigeribles de la dieta, por lo que se sugiere utilizar fibra neutro detergente como un indicador más exacto de las fracciones de fibra.
    • La fibra dietaría es probablemente, el componente de la dieta con mayor importancia ya que su consumo trae consigo beneficios al pollo de engorda y gallina de postura ya que relaciona o engloba todas las fracciones de fibra que componen la dieta.
    • La fibra soluble en la dieta de pollos afecta negativamente el consumo de alimento y reduce la digestibilidad de los nutrientes, tales como pulpa de remolacha, avena, cebada, trigo, entre otros.
    • La fibra insoluble en la dieta de pollos mejora el desarrollo, la función y la salud del TGI,la digestibilidad de los nutrientes y el desempeño zootécnico, tales como salvado de trigo y maíz, cascarilla de arroz, avena, girasol, soya, entre otros.
    • Una mejor comprensión de la relación entre las fracciones específicas de la fibra y factores del desarrollo del TGI, tiempo de retención y colonización microbiana ayudará a desarrollar estrategias nutricionales utilizando fracciones de fibra específicas para mejorar el desempeño zootécnico de las aves alojadas bajo condiciones subóptimas.

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Especialistas Grupo Nutec
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