Aguirre Ramírez Paola Viridiana
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INTRODUCCIÓN
Podemos definir que las enzimas, desde el punto de vista químico, son sustancias que modifican la velocidad de las reacciones químicas, sin aparecer en los productos finales ya que tienen la característica que las masas de las enzimas no cambian al término de la reacción. Las enzimas producidas y empleadas por los seres vivos, son de naturaleza orgánica. Puede aumentar el ritmo de las reacciones hasta 109-1012 veces en comparación con el de las reacciones no catalizadas. En las células vivas, los productos de las reacciones se eliminan, las reacciones son fundamentalmente unidireccionales y no se consigue el equilibrio. Las reacciones pueden acelerarse si es necesario, o hacerse más lentas si los productos no se eliminan con la suficiente rapidez para mantener el estado de equilibrio (McDonald et al., 2011).
Todas las reacciones metabólicas que ocurren en el organismo son mediadas por enzimas, éstas se involucran en la mayoría de las reacciones químicas de los seres vivos que va desde microorganismos hasta los seres humanos, produciéndose dentro de las células vivas normalmente, pero con la evolución de la industria se pueden trabajar hoy día in vitro (Kuddus, M. 2019).
Estos compuestos químicos aceleran las reacciones químicas de los seres vivos, son secretadas durante el proceso de alimentación y digestión, actúan a manera de desdoblamiento pues hacen compuestos complejos en simples, coloquialmente se pudiera decir que las moléculas grandes las hacen piezas pequeñas con el fin que el organismo las utilice para mantenimiento y producción. Para que una enzima actúe se necesita un sustrato específico y un ambiente adecuado (temperatura, concentración del sustrato y pH). Dependiendo de su origen se clasifican en endógenas y exógenas, las primeras son secretadas por el animal, las segundas son enzimas comerciales (Paulino, J. 2018).
El uso de enzimas en la alimentación de monogástricos como objetivo principal es reducir el costo en la alimentación, la mejora del desempeño de los animales, la eliminación de factores antinutricionales (esto debido a que algunos alimentos de origen vegetal especialmente las semillas, contienen componentes que afectan de manera negativa la nutrición y en concentraciones elevadas producen trastornos como anorexia, disminución del crecimiento y baja eficiencia en el uso del alimento) y la reducción de la excreción de residuos contaminantes (Tedeschi, S. 2016).
Las estadísticas publicadas por el “Consejo Mexicano de la Carne” en el 2018, demuestran que el consumo per cápita de carne de cerdo en el país es de 18 kg, lo que arroja una tasa de crecimiento compuesta anual del 3.3%, rebasando el consumo de carne de bovinos que anda en 14 kg, pero por debajo del consumo de carne de pollo que es de 33 kg
Esta cifra posiciona a México como el consumidor de carne de cerdo número 8 a nivel mundial; en este mismo año, el consumo total nacional fue de 2,305 miles de toneladas de carne de cerdo. Cabe señalar que, a lo largo de los años, México ha logrado posicionarse en los principales países importadores de este producto. Dentro de los productores de carne de cerdo en el mundo, en 2018, México se encuentra en la posición 10 con una producción de 1,310 miles de toneladas por año.
Para este mismo año el país logró una producción de 1’501,223 toneladas, mientras que el consumo fue de 2’454,802 toneladas (Consejo Mexicano de la Carne, 2018).
El consumo per cápita se ha incrementado aproximadamente al 50% desde 1990, por lo que es posible que para el 2025 crezca un 9% pero si la población crece el consume aparente crecerá un 14%. La producción de carne de cerdo ha incrementado 2.1% por año y en total representa el 21% de la producción total en México (OECD,2019).
Figuras 1 y 2. Proyección del consumo per-cápita de carne de cerdo 1990-2026. The Pork Industry in México.
Tabla 1. Uso de enzimas combinadas en diferentes etapas de la producción porcina.
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Enzimas utilizadas y contenido de GSDS en la dieta |
Animales |
Características estudiadas |
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| Fitasa 20% de GSDMS en la dieta | Cerdos de cría, 10.1 kg de peso corporal inicial | P digestibilidad | a fitasa aumentó la digestibilidad del P y disminuyó la excreción de P en el estiércol. |
| Fitasa 20% de GSDMS en la dieta | Cerdos en crecimiento | P digestibilidad | La fitasa aumentó la digestibilidad del P y disminuyó la excreción de P en el estiércol. |
| Xilanasa 20% de GSDTS en la dieta | Cerdos en crecimiento y acabado, 22–110 kg de peso corporal | Rendimiento de crecimiento, calidad de la carcasa | Sin efecto positivo de la adición de xilanasa. |
| Fitasa 15% de GSDMS en la dieta | Cerdas lactantes, de 110 días de gestación a 18 días de lactancia. | Rendimiento de cerdas y camadas, concentraciones de minerales en heces de cerdas | Disminución de la concentración de fitato fecal P en las excretas de cerdas alimentadas con una dieta GSDS suplementada con fitasa. No hay diferencias en el rendimiento de la cerda y la camada. |
| Carbohidrasas, 6% de DDGS en la dieta | Cerdos en crecimiento y finalización, 8 semanas (47.5 kg de peso inicial) | Rendimiento de crecimiento, digestibilidad de nutrientes. | Efecto beneficioso de las carbohidrasas en BWG y FCR. |
| Xilanasa, β- glucanasa, mananasa, celulasa y proteasa. 15–60% de GSDMS en la dieta | Cerdos productores-finalizadores (cuatro experimentos), 56–92 días (30–46 kg de peso corporal inicial) | Rendimiento de crecimiento | Ningún efecto de enzimas exógenas en el rendimiento de crecimiento de cerdos alimentados con dietas que contienen GSDS. |
| Xilanasa, β- glucanasa, mananasa. 30% de GSDMS | Cerdos de cría (dos experimentos), 27 o 28 días (9 u 11 kg de peso corporal) | Rendimiento de crecimiento | Ningún efecto de enzimas exógenas en el rendimiento de crecimiento de cerdos alimentados con dietas con 30% de GSDS |
| Fitasa 50% de GSDMS en la dieta | Cerdos productores, 12 días (18.2 kg de peso inicial) | P digestibilidad | La eficacia de la fitasa microbiana en términos de digestibilidad de P en GSDS de maíz fue mucho menor que en grano de maíz. |
| Xilanasa, β- glucanasa, fitasa, proteasa. 30% de GSDMS en la dieta | Cerdos de cría (12 kg de peso inicial) y de acabado (98 kg de peso inicial), 5 semanas | Rendimiento de crecimiento, digestibilidad de nutrientes. | Efecto pequeño e inconsistentes de las enzimas sobre la digestibilidad de los nutrientes, que no se reflejó en el rendimiento de los cerdos alimentados con una dieta que contenía GSDS |
| Xilanasa, proteasa. 30% de GSDMS en la dieta | Cerdos productores-finalizadores, 74 días (34 kg de PV inicial) (exp. 1), 29 días (78 kg de PV inicial) (exp. 2) | Rendimiento de crecimiento, digestibilidad de nutrientes, olor a estiércol | Reducción de la emisión de olores en el estiércol de cerdos alimentados con una dieta alta en GSDS suplementada con xilanasa. Efecto positivo de la proteasa en la digestibilidad de energía bruta. |
GSDS= Granos Secos Destilados Solubles. GSDMS= Granos Secos Destilados de Maíz Solubles. GSDTS= Granos Secos Destilados de Trigo Solubles. P= Fosforo. Ca= Calcio. N= Nitrógeno. MS= Materia Seca. PC= Proteína Cruda. FDA= Fibra Detergente Ácida. EB= Energía Bruta. EM = Energía Metabolizable. PV= Peso Vivo. APV= Aumento de Peso Vivo. IA= Ingesta de Alimento. RCA= Relación de Conversión Alimenticia (Modificado de Swiatkiewicz et al., 2015).
ENZIMAS MÁS UTILIZADAS EN LA NUTRICIÓN ANIMAL
Carbohidrasas: Estas enzimas son preparaciones comerciales que específicamente desdoblan los carbohidratos para liberar la energía (nutriente más caro en la dieta animal) pues abre la estructura de las paredes de las células vegetales lo que hace que además de energía se aprovechan nutrientes como las proteínas, lípidos y ciertos minerales. Estas paredes celulares aumentan la viscosidad intestinal lo que conlleva a que haya una menos superficie para que se absorban nutrientes, por lo tanto, eliminarlas le provee al organismo una mayor superficie para el aprovechamiento de los mismos (Mavromichalis, I. 2012).
Xilanasa: La xilanasa junto con la β-glucanasa, amilasa y la β-mananasa es una de las carbohidrasas más comunes utilizadas en las dietas para cerdos, ésta mejora la digestibilidad de las fibras pues actúa en materias primas que son menos digestibles (Gimenez-Rico, R. 2014). La adición de la xilanasa aumenta la digestibilidad ileal de arabinoxilanos además de que genera carbohidratos no digestibles de bajo peso molecular en el intestino delgado de los cerdos (Pedersen et al., 2015).
Fitasas: Las fitasas forman parte de un subgrupo de enzimas de la familia de las fosfatasas ácidas, las cuales son del tipo hidrolasas. Éstas actúan rompiendo los enlaces fosfomonoéster degradando los fitatos a mioinositol hexafosfato y fósforo inorgánico, los cuales tienen menor o nulo efecto quelante (Neira et al.,2013).
Son enzimas que mejoran la digestión del fósforo en los piensos utilizados en la alimentación porcina. Por tanto, su interés radica, principalmente, en que van a permitir una mejor utilización del fósforo de la dieta. Del 40-50% de la actividad fitásica de la dieta se observa en el estómago y del 16-31% en el intestino delgado anterior. Pero en esta desfosforilación también se ve mejorada la digestión y absorción de otros minerales, de proteínas, aminoácidos y/o energía, ya que las fitasas van a degradar los complejos fitatos-proteína-almidón de los vegetales (Quiles, A, 2013). Como objetivo promueve la liberación del fósforo presente en el ácido fítico y la disminución de los efectos antinutricionales del fitato, lo que permitirá reducir el uso de fuentes inorgánicas de fósforo o de productos de origen animal para cubrir el requerimiento nutricional de cada una de las etapas de producción. Principalmente serían los beneficios económicos (liberación del fósforo, mayor digestibilidad de aminoácidos y de energía metabolizable), otro objetivo sería la mejora medio ambiental por el aprovechamiento del fósforo ya que en la excreción estaría en menos cantidad (Tedeschi, S. 2016).
β-Glutanasas: Se encuentran en la pared celular vegetal, se usan con la finalidad de incrementar la digestibilidad de algunos polímeros que son parte de la estructura de las dietas, generalmente estas enzimas se asocian con las carbohidrasas con la finalidad de incrementar la eficacia en la alimentación del animal. La utilización de β-glutanasas y Xilanasas mejoran la utilización de energía en cerdos en crecimiento aumentando la digestibilidad de los co-productores, cereales y granos mixtos. En los lechones destetetados las β-glutanasas mejoran el aprovechamiento de FDN, MS y PB (Quispe, C. 2016).
Hemicelulasas: Tienen como función principal el hidrolisis parcial de los materiales licnocelulósicos, descascarado de los granos de cereales, el hidrolisis de los β-glucanos, disminución de la mucosidad intestinal mejorando la calidad nutricional del alimento.
En cerdos aumenta la digestibilidad ileal de la materia seca, incrementa la digestibilidad ileal de los aminoácidos esenciales y mejora la digestibilidad de las fracciones fibrosas (Quispe, C. 2016).
CONCLUSIÓN
Con base a la revisión de literatura sobre los efectos de la utilización de enzimas en la alimentación de cerdos, podemos concluir que existen efectos positivos, los cuales no solo impactan en la alimentación, sino en los costos de producción e impacto ambiental, en este último punto, por la disminución de los olores y generación de gases a través de las excretas. Se sabe que el cerdo por ser un animal monogástrico no logra aprovechar todos los nutrientes contenidos en las dietas suplementadas es por ello que, el uso de enzimas dentro de la dieta ayudará a tener un mayor aprovechamiento, en cuanto a las dosis de uso, serán variables de acuerdo a la concentración de nutrientes de cada uno de los piensos; Quispe en el 2016, menciona que las B-glutanasas y Hemicelulasas demostraron efectividad adicionándolas a la alimentación de los cerdos desde el crecimiento hasta la finalización.
De acuerdo a las estadísticas señaladas por la OCDE, la demanda de carne de cerdo ha estada en constante crecimiento durante los últimos 50 años y ésta seguirá en aumento por el incremento poblacional adoptando dietas constituidas con proteína animal, por lo anterior, generar alternativas de producción de proteína animal, en los sistemas de producción porcina, de aves y bovinos más eficientes y sustentables es una tarea de todos los profesionistas que nos desenvolvemos en el ámbito de la producción pecuaria a través del uso de nuevas alternativas siendo una de ellas el uso de enzimas.
El presente artículo fue resultado de una revisión bibliográfica respecto al uso de enzimas como parte de la alimentación de los sistemas de producción porcina para la asignatura de Sistemas de Producción Porcícola, Centro Universitario de Los Altos.
Aguirre Ramírez Paola Viridiana.
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José De Jesús Sandoval Valdivia
Denisse Gutiérrez Muñoz
Gilberto Hernández Camarena
Estudiantes de séptimo semestre de la Licenciatura en Ingeniería en Sistemas Pecuarios.
Universidad de Guadalajara, Centro Universitario de los Altos. Correo para correspondencia: [email protected]
LITERATURA CONSULTADA
- Gimenez-Rico, R. 2014. Review of the use of enzymes in pig nutrition. Implementation and profitability depending on the diets. Pig333. Disponible en: https://www.pig333.com/articles/reviewof-the-use-of-enzymes-in-pignutrition_8347/
- Kuddus, M. 2019. Chapter 1 – Introduction to Food Enzymes. Science Direct. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/B9780128132807000013
- Mavromichalis, I. 2012. Using carbohydrases in pig and poultry feed to reduce feed cost. Feed Strategy. Disponible en: https:// www.feedstrategy.com/animal-feed-additives/using-carbohydrasesin-pig-and-poultry-feed-to-reduce-feed-cost/
- Neira, V. A, A. Nava, R. E. Ilina, A. Michelena, A. G. Gaona, L. J, G. Martínez, H. J, L. 2013. Aspectos fundamentales de las fitasas. Disponible en: https://www.uaa.mx/investigacion/revista/archivo/ revista57/Articulo%208.pdf
- OCDE, 2019. Exámenes de mercado en México, estudio de caso del mercado de la carne de cerdo. Disponible en: https://www. oecd.org/daf/competition/market-examinations-mexico-porkmeat-market-web-esp.pdf
- Paulino, J. 2018. Las enzimas exógenas en las dietas Maíz/ Sorgo-Harina de soya para aves y cerdos. Engormix. Disponible en: https://www.engormix.com/avicultura/articulos/las-enzimas-exogenasdietas-t42624.htm
- Pedersen, M. B., S. Yu, S. Arent, S. Dalsgaard, K. E. Bach Knudsen, y H. N. Lærke. 2015. Xylanase increased the ileal digestibility of nonstarch polysaccharides and concentration of low molecular weight non digestible carbohydrates in pigs fed high levels of wheat distillers dried grains with solubles. Journal of Animal Science. Disponible en: https://academic.oup.com/jas/article/96/12/5233/51
- P McDonald, R A Edwards, J F D Greenhalgh, C A Morgan, L A Sinclair y R G Wilkinnson. 2013. Nutrición Animal. ACRIBIA. España
- Quiles, A. 2013. Papel de las fitasas en la alimentación porcina. Disponible en: http://www.anvepi.com/img/3paco_1263466845_a.pdf
- Quispe, C.C.R. 2016. Efecto de la adición de carbohidrasas sobre el aprovechamiento de nutrientes en cerdas reproductoras. Disponible en: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://riunet.upv.e s/bitstream/handle/10251/74549/ QUISPE%2520-%2520Efecto%2520de%25A20la%2520adici%25C3%25B3n%2520de%252 0carbohidrasas%2520sobre%2520el%2520aprovechamiento%2520de%25 20nutrientes%2520en%2520cerdas%2520r….pdf%3Fsequence%3D2&ved= 2ahUKEwiCtZGIr5zlAhVRPK0KHYMiBD4QFjACegQIBRAB&usg=AOvVaw0 zXexg7pTH9EPnb8IEV4VZ&cshid=1571077337405
- Swiatkiewicz et al., 2015. Efficacy of feed enzymes in pig and poultry diets containing distillers dried grains with solubles: a review. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. Disponible en: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ jpn.12351
- Tedeschi, S. T. 2015. El uso de fitasa en la producción porcina. Disponible en revista Los Porcicultores y su Entorno.
Artículo publicado en Los Porcicultores y su Entorno Enero-Febrero 2020
