Metodologías para el análisis de la calidad de la harina de soja
Para evaluar si el tratamiento térmico del grano fue adecuado, existen dos técnicas que se utilizan en la industria por su facilidad de ejecución y bajo coste de laboratorio, que son la solubilidad en KOH al 0,2% y la prueba de actividad ureásica.
Solubilidad en KOH
La solubilidad en KOH evalúa la calidad del procesamiento y la inactivación de factores antinutricionales. Los valores superiores al 75% de solubilidad de la proteína indican una mayor calidad biológica de la proteína y la utilización de los aminoácidos por el tracto gastrointestinal.
Cuando los valores están por debajo de lo deseable indica que ha habido un tratamiento térmico excesivo y reacciones de desnaturalización de proteínas y complejación de aminoácidos y azúcares reductores (reacción de Maillard).
En consecuencia, este producto pierde calidad nutricional debido a la menor disponibilidad de aminoácidos (Heidenreich, 2000).
Prueba de actividad ureásica
La prueba de actividad ureásica es una medida indirecta que indica, mediante la variación del pH, si ha existido un subprocesamiento térmico.
Cuanto mayor sea el valor en el análisis, mayor será la actividad de la ureasa presente en la muestra.
La soja cruda debe presentar una variación de pH comprendida entre 2,0 y 2,5 (Butolo, 2002). Tras el tratamiento térmico, la harina de soja tostada debe presentar una variación de pH comprendida entre 0,05 y 0,25 según el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Abastecimiento de Brasil (MAPA, 1993).
Factores antinutricionales que impactan en el rendimiento y la productividad
Factor Bowman-Birk y Factor Kunitz
Los dos compuestos, el factor Bowman-Birk (BBK) y el factor Kunitz (KTI), son inhibidores de la actividad de las enzimas proteolíticas formadas por aminoácidos (Liu, 1997).
El factor BBK tiene un peso molecular variable entre 6 y 10 KDa y posee una estructura formada por 71 residuos de aminoácidos (Figura 1). Mientras que el factor KTI tiene un peso molecular de 20 KDa y está formado por 181 residuos de aminoácidos (Figura 2).
Ambos se desactivan cuando la harina de soja se somete a un tratamiento térmico correcto.
Figura 1. Estructura tridimensional del factor Bowman-Birk presente en la soja.
Fuente: https://www.rcsb.org/structure/1BBI
Figura 2. Estructura tridimensional del factor Kunitz presente en la soja.
Fuente: https://www.rcsb.org/structure/1AVU
Aproximadamente el 6% de la proteína de soja está representado por inhibidores de la proteasa (Liu, 1997), y cuando están presentes en la harina de soja, estos factores antinutricionales pueden afectar negativamente al rendimiento de las aves de corral.
Las principales enzimas proteolíticas producidas en el páncreas son:
la tripsina y,
la quimotripsina.
Ambas son endopeptidasas que actúan rompiendo enlaces no terminales y específicos. La tripsina actúa en la hidrólisis entre lisina-arginina y la quimotripsina en la hidrólisis entre fenilalanina-tirosina (Rutz, 2002).
Debido a la complejación entre las enzimas proteolíticas y los factores BBK y KTI, se estimula al páncreas para que aumente la secreción de enzimas.
Esto ocurre para compensar la falta de tripsina y quimotripsina activas, y la presencia de sustrato libre que ha sido ingerido y ha llegado al duodeno para ser metabolizado.
Como consecuencia de este desequilibrio metabólico, disminuye la digestibilidad de los nutrientes contenidos en la dieta y se desencadena una respuesta fisiológica de hiperplasia e hipertrofia pancreática (Cabrera-Orozco et al., 2013).
Rocha et al. (2014) demostraron, mediante el examen histológico del tejido pancreático en pollos alimentados con harina de soja cruda, que había un aumento del tamaño y del número de células exocrinas (Figura 3).
La inclusión de un 12% de harina de soja cruda puede conducir a un aumento significativo de hasta el 62% en el peso del páncreas (Rada et al., 2017).
Figura 3. Parénquima pancreático normal de pollos alimentados con una dieta de control (A). Aumento del número y tamaño de las células pancreáticas de pollos alimentados con un 15% de soja cruda (B). Fuente: Rocha et al. (2014).
De Coca-Sinova, et al. (2008) analizaron la digestibilidad ileal aparente de los nutrientes en pollos de engorde que recibieron diferentes harinas de soja.
En este estudio, encontraron que la digestibilidad del nitrógeno, la energía bruta y los aminoácidos era mayor cuando se ofrecía harina de soja con menor cantidad de factores antinutricionales en su composición.
Esto demuestra la importancia de la calidad del tratamiento térmico para desactivar estos factores que perjudican el aprovechamiento de los nutrientes de la dieta por los animales.
Lectina
Otro factor antinutricional sensible al calor es la lectina o hemaglutinina de soja. Su principal efecto en los pollos de engorde es la ruptura del epitelio intestinal, la disminución de la altura de las vellosidades, la alteración de la actividad de las enzimas del borde en cepillo y la hipersecreción de proteínas endógenas que inducen la hiperplasia de las células caliciformes.
Con todo ello, se produce un aumento de la producción de moco y una reducción de la absorción de nutrientes de la dieta (Grant, 1989; Liener, 1994).
La lectina de soja puede afectar negativamente al intestino y al sistema inmunitario de la mucosa desde:
Alteración de la estructura de las células intestinales;
Aumento de la permeabilidad intestinal al dañar las proteínas de unión;
Disminuir la respuesta inmunitaria y bloquear la producción de IgA;
Alteración de la composición de la microbiota intestinal (Pan et al., 2018; Zhao et al., 2011).
Estas implicaciones pueden reducir significativamente la utilización de los nutrientes de la dieta y tener efectos nocivos sobre el rendimiento de los animales.
Los principales oligosacáridos presentes en la composición de la harina de soja y que interfieren en el metabolismo de los pollos de engorde son la estaquiosa y la rafinosa. Cuando se consumen, no se hidrolizan, sino que se fermentan en el tracto gastrointestinal.
Una harina de soja convencional presenta en su composición un 4,61% de estaquiosa y un 0,93% de rafinosa. Por otro lado, la harina de soja de un cultivar modificado tiene unos contenidos de 1,38% y 0,18% de estaquiosa y rafinosa, respectivamente (Baker et al., 2011).
En un estudio en el que se comparó la energía metabolizable de dietas con harina de soja de cultivares modificados y convencionales, Parsons et al. (2000) encontraron diferencias considerables.
Hubo un aumento del 7% en los valores de energía metabolizable de la dieta de las aves que recibieron harina de soja convencional (2,739 Kcal/Kg de MS). Esto en relación con las que recibieron harina modificada con bajo contenido de oligosacáridos (2,931 Kcal/Kg de MS).
Además, también se altera el perfil y la concentración de aminoácidos esenciales (lisina, metionina y triptófano) en la harina de soja de cultivares modificados, que tiene bajo nivel de oligosacáridos (Baker et al., 2011).
Los mismos autores afirman que es posible reducir la cantidad de harina de soja modificada en la dieta (32,60%). Esto en comparación con la harina convencional (38,21%), precisamente por la composición de aminoácidos.
Perspectivas futuras
El valor nutricional de la harina de soja está directamente relacionado con la calidad del procesamiento al que se ha sometido el grano. Cuando el procesamiento se realiza correctamente, la harina tiene:
un alto contenido de proteína bruta (46% a 50%),
una buena composición de aminoácidos y,
los factores antinutricionales se desactivan correctamente (Swick, 2009).
La harina de soja ideal debe presentar una solubilidad elevada de las proteínas (superior al 80%) y una ureasa baja (inferior a 0,15).
Esto indica un buen tratamiento térmico y un producto de buena calidad nutricional.
El control de calidad de las materias primas que llegan a las fábricas de piensos es un paso importante. Impactará directamente en la productividad de los animales monogástricos.
Por lo tanto, es un diferencial tener conocimiento de las metodologías de laboratorio y conocer los impactos negativos cuando se utiliza un ingrediente con factores antinutricionales que no han sido inactivados correctamente.
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