Fuentes de fósforo

Definición y contenido

Los minerales son nutrientes esenciales cuyas deficiencias pueden tener efectos negativos sobre la salud, rendimiento productivo y la reproducción de los animales, entre otros. El fósforo (P) es el segundo mineral más abundante en el cuerpo de los animales, después del calcio.

Las fuentes de P utilizadas en alimentación animal pueden ser de origen vegetal, animal o mineral.

Los ingredientes vegetales tienen una concentración de P generalmente baja (entre 0,09% – 1,09%) y, además, en estos, el P está en forma de fitatos, que son formas iónicas del ácido fítico ligados a carbohidratos o proteínas en sus estructuras más complejas.

El P unido a fitatos no puede ser utilizado por los animales monogástricos, por lo que el valor biológico del P vegetal en estas especies depende del contenido en P fítico y de la actividad fitasa (enzima capaz de hidrolizar el fitato y liberar P inorgánico) endógena de cada materia prima.

En el caso de animales rumiantes, el escenario es algo diferente ya que se asume que la presencia de fitasas y fosfatasas microbianas en el rumen les permite utilizar gran parte del P fítico presente en los vegetales (Humer and Zebeli, 2015).

Las fuentes de P de origen animal, como son las proteínas animales procesadas (PAPs) o las harinas de pescado o huesos, a pesar de contener un mayor porcentaje de P (entre 50-70%, aproximadamente) y presentar mayores digestibilidades de este mineral que las fuentes vegetales, son menos utilizadas por sus actuales restricciones sanitarias y económicas, y por su elevada variabilidad.

Las fuentes de origen mineral (fosfatos inorgánicos, principalmente) son, hoy en día, las más utilizadas en piensos, ya que aportan mayor cantidad de P, son más constantes en su composición y su digestibilidad puede ser elevada. En ellas se va a basar esta ficha.

En la Tabla 1 se muestran algunas de las materias primas que son consideradas fuentes de P mineral y clasificadas como “Minerales y sus productos derivados”, que se recogen en el Catálogo de materias primas (Reglamento UE 68/2013).

Tabla 1. Fuentes de fósforo (P) más relevantes autorizadas para alimentación animal según el Catálogo de Materias Primas (Reglamento UE 68/2013).

En general, el control de calidad de las principales fuentes de P incluye la determinación del P total, P insoluble y la concentración de otros minerales como el calcio o el sodio.

Proceso de obtención

La mayoría de los fosfatos inorgánicos derivan de fosfatos de rocas naturales, presentes principalmente en África, el norte de Europa, Asia, Oriente Medio y Estados Unidos.

Sin embargo, estos no son aptos para su uso directo en la alimentación animal y precisan un tratamiento previo. En primer lugar, para poder utilizarlos en alimentación animal, deben eliminarse materiales indeseables circundantes, como arena y arcilla. Este proceso puede variar considerablemente de un yacimiento a otro, debido a las diferencias en composición de la roca.

Posteriormente, el fosfato mineral se suele secar en un secador rotatorio (o de otro tipo). El procesado en un horno rotatorio puede ser también necesario para eliminar otras impurezas que puede tener el fosfato tales como flúor, cadmio y arsénico, que, si no se eliminan en el proceso de producción, los hacen inadecuados para ser usados en nutrición animal.

Una vez seco el mineral de fosfato, este se hace reaccionar con ácido sulfúrico (aunque también puede usarse ácido clorhídrico) para producir ácido fosfórico (Figura 1). Los usos más comunes del ácido fosfórico son la producción de fertilizantes fosfatados e ingredientes para alimentación animal.

Figura 1. Esquema del proceso de obtención de ácido fosfórico (Lee et al., 2023).

Los fosfatos más utilizados en alimentación animal son el fosfato bicálcico (DCP) y el fosfato monocálcico (MCP) (Petersen et al., 2011). El fosfato tricálcico, el fosfato monosódico y el fosfato de magnesio son también utilizados en piensos, aunque no tan frecuentemente.

El DCP y el MCP se obtienen mediante la reacción del ácido fosfórico con carbonato de calcio y la granulación del material resultante (Figura 2).

La producción de DCP y MCP es un proceso continuo en el que la cantidad final de P en el producto se controla a través de la reacción entre el ácido fosfórico y el carbonato de calcio.

Generalmente, para la producción de DCP, la reacción entre el ácido fosfórico y el carbonato de calcio se detiene al 18,5% de P, pero la reacción continúa hasta que el producto contiene 21,0 % de P si se produce MCP.

Por lo tanto, los productos finales suelen tener una concentración relativamente constante de P, aunque a menudo se observan variaciones en las concentraciones de Ca.

Composición química y valor nutritivo

En la Tabla 2 se muestra la composición (en materia seca, MS) de diferentes DCP y MCP disponibles para alimentación animal según diferentes fuentes (FEDNA, CVB e INRAE).

Como es lógico, el MCP contiene un menor contenido en calcio y mayor en P que el DCP. Además, la digestibilidad/aprovechamiento del P es mayor en el MCP que en el DCP, al menos para animales monogástricos como el porcino y las aves. En rumiantes esta diferencia parece ser menor.

Además, estos ingredientes pueden contener otros minerales, como:

Este dato es importante tenerlo en cuenta de cara a la formulación de piensos con estos ingredientes.

Otras fuentes de P como el fosfato monobicálcico, tricálcico, el fosfato monosódico y el fosfato de magnesio también están disponibles para alimentación animal.

Estos ingredientes tienen, generalmente, una menor concentración de P que los anteriores, pero aportan mayores cantidades de otros minerales como calcio o magnesio.

1 http://www.fundacionfedna.org/ingrediente; valores expresados en materia seca
2 https://www.cvbdiervoeding.nl/pagina/10021/home.aspx. CVB Feed Table 2023. Chemical composition and nutritional values of feedstuffs; valores expresados en
materia seca
3 https://feedtables.com/content/table-dry-matter; valores expresados en materia seca
4 Debido al elevado contenido en P de estos ingredientes la digestibilidad aparente y estandarizada son muy similares
Tabla 2. Composición química (en materia seca) de distintas fuentes de fósforo en alimentación animal.

Uso en alimentación animal

Las fuentes inorgánicas son las más utilizadas como fuente de P en los piensos. Sin embargo, diferentes estudios demuestran que la digestibilidad del P en las diferentes fuentes disponibles puede variar considerablemente (Figura 3).

Figura 3. Coeficiente de digestibilidad total estandarizada del fósforo (STTD-P) de diferentes fuentes minerales en porcino (Petersen and Stein (2006); NRC (2012); Baker et al (2013); Kwon and Kim (2017); and Lopez (2020)).

Según estos resultados, los ingredientes que presentan una mejor digestibilidad de P en porcino son MCP y el fosfato monosódico. Algunos estudios apuntan a que la presencia de calcio reduce la digestibilidad y absorción del P debido a que la interacción entre estos dos minerales presenta complejos Ca-P indigestibles que precipitan en el tracto intestinal de los animales (Selle et al., 2009).

Esto explicaría el hecho de que las fuentes con más calcio presenten menores digestibilidades del P (Figura 3).

Según Xiuhua et al. (2016), en el caso de las aves, los ingredientes que presentan mayores valores de retención de P son también el fosfato monosódico (2%) y el MCP, siendo los valores para el DCP muy similares a los de MCP. Al igual que en porcino, altos niveles de calcio pueden afectar negativamente a la retención de P.

En rumiantes, es necesario tener en cuenta que no sólo el animal, sino su microbiota, tienen unas necesidades importantes de P. En este sentido, cuando la concentración de P es inferior a 50-80 mg/l, es probable que la actividad de los microorganismos del rumen y ciego se minimice debido a una reducción en la degradación de la celulosa y la hemicelulosa.

También en rumiantes, niveles excesivos de calcio parecen afectar negativamente a la absorción de P, aunque los rumiantes son capaces de tolerar un mayor rango de ratios Ca:P que los animales monogástricos (Qureshi and Deeba, 2019).

En animales rumiantes, la diferencia en el aprovechamiento de las diferentes fuentes no es tan elevada como en monogástricos, ya que disponen de otros mecanismos para degradar el P.

Aparte de la fuente de P y el nivel de Ca, la disponibilidad de P en los fosfatos también depende de su forma química, el tamaño de partícula o el tratamiento térmico que reciban ya que, si el tratamiento térmico es agresivo, pueden formarse complejos pyro- y meta- que reducen de manera drástica la biodisponibilidad del P en fuentes inorgánicas.

Al margen de las fuentes convencionales de P que se han tratado en esta ficha, es relevante señalar que nuevas investigaciones apuntan a que la obtención de P reciclado procedente de lodos de depuradora, entre otros residuos, para su utilización en alimentación animal podría ser viable y generar nuevas fuentes de fosfato más sostenible.

Conclusiones

Las fuentes de P inorgánico son las más utilizadas para aportar este mineral en los piensos. Estas contienen entre un 15 % y un 26 % de P, y los valores de la digestibilidad total estandarizada del P varían según el tipo de fosfato.

Disponer de datos de biodisponibilidad de este mineral en los diferentes ingredientes es crucial para poder formular dietas con mayor precisión y reducir la excreción de P y sus efectos sobre el medioambiente.

Para ello se requiere una estandarización de los procesos de determinación de la biodisponibilidad de este mineral a nivel global. Además, teniendo en cuenta que el P mineral es finito, una formulación más precisa junto con la búsqueda de fuentes alternativas de P son necesarias para asegurar la disponibilidad de P en un futuro.