Alfa-Galactosidasa para la mejora del valor nutricional de la soja

Alfa-galactosidasa para la mejora del valor nutricional de la soja en producción de pollo.

Distintos factores vinculados a cambios climáticos globales, o a conflictos internacionales como la guerra de Ucrania, están condicionando la disponibilidad de materias primas en la alimentación animal a nivel global.

En Europa, se está desarrollando un Plan de Proteína Vegetal para reducir la dependencia de leguminosas como la soja del exterior y en España se ha creado el Grupo Operativo “Inpulse” (goinpulse.com) para la innovación en el uso de leguminosas de producción propia.

Uno de los principales desafíos a considerar para conocer y optimizar el uso de la soja y de leguminosas alternativas, es el control de los componentes antinutricionales.

 Los oligosacáridos de la familia de la rafinosa (ORF), también llamados alfagalactósidos, pueden representar un problema en el animal para la correcta utilización de nutrientes como energía, proteína y aminoácidos.

Los animales carecen de capacidad de síntesis endógena de la enzima alfa-galactosidasa, que es la responsable de la hidrólisis de los OFR (Figura 1).

Figura 1. Estructura molecular de los oligosacáridos de la familia de la rafinosa (ORF) en leguminosas.

La presencia de ORF en la harina de soja es variable, dependiendo del origen (Tabla 1), y constituyen más del 95% de sus azúcares solubles (Giannoccaro y col., 2008).

Tabla 1. Contenido de Oligosacáridos de la familia de la rafinosa en harina de soja de distintos orígenes (%MS) (González y col., 2009).a-c Letras distintas en la misma columna indican diferencias significativas (P<0,05).

Los efectos negativos por la presencia de ORF están ampliamente estudiados y podemos destacar:

Aumento de la presión osmótica y retención de líquido en la luz intestinal.

Fermentación no deseada en el intestino grueso, que genera flatulencias por la producción de gas y discomfort intestinal; esto afecta al consumo de alimento y la absorción de nutrientes.

Interferencia con la digestión de otros nutrientes.

Aumento de la velocidad de tránsito intestinal.

Disbiosis e inflamación subclínica intestinal.

Todo ello resulta en una malabsorción de nutrientes de la dieta, que supone cerca del 10% de la energía y proteína procedente de la harina de soja.

En dietas maíz-soja, generalizadas en otras latitudes, los efectos derivados de las mejoras en la digestibilidad de la soja por la adición de alfa-galactosidasa son más fácilmente evaluables, pues el maíz permite menor margen de mejora por acción de enzimas exógenas.

Sin embargo, en dietas con otros cereales, principalmente trigo, la inclusión adicional de xilanasa está justificada para la hidrólisis de arabinoxilanos.

Efectos nutricionales de un preparado con alfa-galactosidasa y xilanasa en dietas para pollos

La eficacia de las enzimas en el pienso depende de la especificidad del sustrato sobre el que actúan.

En el caso de los OFR, al considerarse un sustrato antinutricional, las mejoras de digestibilidad por la adición de una alfa-galactosidasa se obtienen:

De forma indirecta, por la eliminación de sus efectos negativos ya descritos,

Como por el efecto directo resultante de la absorción de los azúcares solubles de la soja.

Estudio

Los estudios de digestibilidad en diferentes escenarios permiten establecer matrices nutricionales en función de diferentes estrategias de formulación:

a) reducción de costes de inclusión,

b) aumentar los niveles máximos de inclusión de materias primas;

c) utilizar materias primas alternativas,

d) maximizar el efecto del preparado enzimático a utilizar.

Pero estas matrices deben ser testadas en pruebas in vivo, en condiciones reales. De esta forma, también se tienen en cuenta factores como la mejora de ingesta, que también pueden resultar de la adición de enzimas.

Por otro lado, la confiabilidad de las matrices nutricionales debe sustentarse en un número suficiente de pruebas, que contemplen diferentes niveles de restricción de los nutrientes vinculados a la matriz, y donde se incluyan controles con y sin el preparado enzimático a evaluar.

Resultados

A continuación, presentamos resultados de incorporar un preparado enzimático (CSB) con alfagalactosidasa y xilanasa en pollos Ross 308, con dietas en base a maíz-soja (EMA, 3055 kcal/kg; PB, 21,5%; Lys dig., 1,15%). El uso de maíz en estas dietas permite evaluar de forma más específica el efecto de mejora del aporte energético y proteico en la soja.

Figura 2. Digestibilidad ileal aparente en pollos Ross 308 machos (24 a 28 días de vida; n = 6).CSB: preparado enzimático con alfa-galactosidasa y xilanasa (producto comercial CAPSOZYME SB PLUS).
No. registro europeo: 4a33.

Los resultados de digestibilidad confirmaron mejoras significativas en la utilización de la energía (Figura 2). También se observaron mejoras numéricas, del 1,8% en la digestibilidad ileal de PB, y de entre 2-5% para los AA estudiados, aunque sin significación estadística.

En otra prueba, con una dieta similar maízsoja, se evaluó el efecto de la enzima con altos niveles de sobrevaloración (4% EMA [~120 kcal]; 4% PB) sobre los parámetros productivos en pollos Ross 308.

Los resultados confirmaron la mejor utilización de la energía y proteína con la adición de enzima a 500 mg/kg, obteniéndose valores de crecimiento, consumo y conversión cercanos al control positivo (Figura 3).

Figura 3. Resultados productivos con dieta maíz-soja en pollos Ross 308, a 35 días de vida (n = 8 corrales/10 aves).

En otra prueba, realizada en Polonia (UWM), se evaluó la aplicación “on top” del preparado enzimático en pollos Ross 308, en una dieta más exigente en base a trigo-centeno-triticale (60%) y soja (29%).

Los resultados productivos (Figura 4) muestran un incremento del peso vivo (+6,4%), con una mejora significativa de la conversión y sin afectar al consumo de pienso.

Esto es destacable, puesto que el efecto de la aplicación “on top” es siempre limitado, ya que la dieta control está formulada para cubrir los requerimientos nutricionales del animal. En este caso, la xilanasa del preparado enzimático contribuye de forma importante a la degradación de los polisacáridos no amiláceos de los cereales, principalmente arabinoxilanos.

Figura 4. Resultados productivos con dieta trigo-centeno-triticale-soja en pollos macho Ross 308, a 35 días de vida (n = 29 corrales/15 aves).

Conclusiones

El desarrollo y posterior evaluación en campo de matrices nutricionales para los preparados enzimáticos, es clave para su aplicación confiable en la formulación de los piensos.

Un preparado enzimático con actividades alfa-galactosidasa y xilanasa, permitió mejorar la digestibilidad y parámetros productivos en pollos alimentados con dietas maíz-soja, tanto en aplicación “on top” como aplicando valores de matriz nutricional.

El uso de alfa-galactosidasa permite mejoras en los valores energéticos y proteicos de la soja cercanos al 10%, por la degradación de los oligosacáridos de la familia de la rafinosa.

La combinación de xilanasa y alfagalactosidasa también resultó en efectos productivos positivos formulando otras dietas más desafiantes, con una elevada presencia de polisacáridos no amiláceos, utilizando cereales como trigo, centeno y triticale.