Incrementar el calor es posible utilizando tecnología en enzimas

Greg Cooney
Ingeniero de Servicio Técnico,
Danisco Animal Nutrition ahora
parte de DuPont
www.dupont.com

Traducción: Viviana I. Schroeder R.,

¿Las enzimas añadidas a su formulación sobreviven al procesamiento?
Mediciones precisas son esenciales para asegurar ésto.

Incrementar el calor es posible utilizando tecnología en enzimas tecnologia en enzimas 1Debido a los esfuerzos que se hacen para garantizar la seguridad de los alimentos, se utiliza calor durante la fase de acondicionamiento y durante el peletizado. No todos los ingredientes pueden sobrevivir estos tratamientos y en especial para las enzimas, existe la posibilidad de agregarlas después del peletizado o volverlas más termoestables.

Los beneficios de enzimas alimentarias que ayudan a bajar los costos de producción animal y a reducir tanto la variabilidad de las materias primas, así como el impacto medioambiental de la producción pecuaria, son bien entendidos por la industria de alimentos. Sin embargo, para que los fabricantes de alimento y los productores de aves y cerdos puedan aprovechar los máximos beneficios económicos de la tecnología en enzimas, es esencial que el alimento contenga los niveles esperados de actividad enzimática y que las enzimas se hallen distribuidas de forma homogénea. Utilizar un producto enzimático y un método de aplicación adecuado en la fabricación del alimento es la clave para lograr el objetivo anterior. ¿Cuáles son los principales factores que deben ser considerados?

¿Cuándo se necesita calor: Enzimas liquidas…?

Mejorar los estándares de higiene, asegurar una buena calidad de peletizado en todos los alimentos a base de vegetales y maximizar la eficiencia de producción, han sido todos impulsores para el incremento de las temperaturas y presiones de procesado en las fábricas de alimento en años recientes. La particular preocupación en cuanto a la seguridad alimenticia y la higiene en los alimentos para animales ha provocado que la temperatura de peletizado sea llevada hasta los 90° o 95°C, e incluso más altas. Como respuestas a estas demandas, los fabricantes de alimentos han incluido medidas como tiempos de acondicionamiento más largos, doble recubrimiento, doble peletización, expansión e higienizadores/extrusoras para las dietas estándar para aves y cerdos.

Sin embargo, ¿cuál es el efecto de estos cambios sobre los microingredientes del alimento sensibles a altas temperaturas? Es bien conocido que entre más alta sea la temperatura de peletizado, más alta es la probabilidad de pérdida de nutrientes (por ejemplo, vitaminas) en el alimento. También se sabe que las enzimas suplementarias son susceptibles a las altas temperaturas del procesamiento. La susceptibilidad al calor de diferentes productos enzimáticos varía considerablemente y por esta razón, en años recientes, se ha puesto mayor atención para optimizar la adición de enzimas en las fábricas de alimentos.

Donde la adición de vapor y las condiciones de peletizado exceden las limitaciones de temperatura indicadas por los fabricantes de productos enzimáticos, se ha vuelto rutina asperjar enzimas líquidas sobre el alimento una vez peletizado. Esta medida asegura que la enzima no sea expuesta a temperaturas demasiado altas durante el procesamiento del alimento.

Incrementar el calor es posible utilizando tecnología en enzimas tecnologia en enzimas 2La correcta aplicación de enzimas líquidas después del peletizado puede ser compleja y costosa. La correcta aplicación de la enzima líquida, así como para otros microingredientes líquidos, requiere de un equipo de aspersión adecuado. Ese equipo debe ser especialmente diseñado para cada fabricante de alimentos y requiere de asesoría experta en ingeniería. El flujo del alimento peletizado o del pellet quebrado debe ser medido, junto con la enzima líquida para asegurar que se está alcanzando la tasa correcta de aplicación. El sistema debe asegurar que cada pellet o partícula de alimento tiene la misma posibilidad de ser asperjado con el producto. Dado que la tasa de inclusión de ciertos productos enzimáticos puede ser tan baja como 25 – 50 g/tonelada, es necesario agregar agua al producto en el punto de asperjado y así incrementar la eficiencia de cobertura del sistema.

¿… o enzimas secas?

Por estas razones y desde una perspectiva práctica, muchos fabricantes de alimento prefieren la opción de agregar enzimas secas con probada termo-estabilidad a sus mezcladores. La ventaja más importante es la facilidad de aplicación de la enzima al alimento, ya sea añadida al mezclador por medio de una premezcla, de forma manual en el área de micro-ingredientes o mediante un sistema de microdosificador automático. Entre más termo estables sean los productos enzimáticos secos, mejor es para el proceso de producción del alimento, sin embargo, la bio-eficacia en el animal no debe verse comprometida de ninguna forma por una cobertura relativamente “impenetrable”. Por esta razón, en años recientes, empresas especializadas en enzimas han enfocado su atención en cumplir con evaluaestos dos requerimientos –que se encuentran parcialmente en conflicto –de los productos enzimáticos termoestables mediante varios tipos de tecnología de recubrimiento para enzimas

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Recubrimientos para enzimas

Especializados fabricantes de enzimas para alimentos han desarrollado tecnologías para cubrir sus productos enzimáticos para protegerlos del calor, la humedad y las altas presiones generadas en los procesos de fabricación del alimento. Las técnicas de peletización utilizadas pueden variar, se muestran dos ejemplos en la Figura 1.

Una buena cobertura tiene que proteger la molécula enzimática a través de los procesos de fabricación del alimento, pero también debe liberar rápidamente el producto en la parte superior del tracto digestivo para asegurar que se alcance la eficacia óptima.

Esto es especialmente importante en el caso de las fitasas, donde una reducida eficacia del producto puede resultar en un efecto negativo sobre el bienestar del animal debido a la eliminación del fósforo que se suplementa a la dieta.

En esencia, la cobertura no sólo debe soportar el calor y la humedad en el proceso de fabricación del alimento (Figura 2), sino que también debe liberar la enzima en condiciones de menor calor y mayor humedad en el intestino del animal. Lograr este correcto balance es un gran reto para los fabricantes de enzimas y como lo han demostrado claramente los trabajos in vitro, hay diferencias entre los productos en cuanto a la velocidad a la cual éstos pueden liberar la enzima activa (Figura 3), con potenciales consecuencias sobre la bio-eficacia en el animal.

El fitato en las materias primas de los alimentos, es tanto un proveedor de sustrato para que las fitasas liberen el fósforo para beneficio del animal, como también es un potente “anti-nutriente”, especialmente en un pH bajo, en la porción superior del tracto gástrico. Por lo anterior, un buen producto debe liberarse rápidamente de su recubrimiento para lidiar con este desafío nutricional.

Midiendo el éxito en la planta de alimentos

Juzgar la estabilidad térmica de un producto nuevo a base de enzima seca en la fábrica de alimentos requiere un proceso riguroso de evaluación para asegurar que cumple con lo que promete. Además, nuestra experiencia adquirida a lo largo de los años, nos ha mostrado que técnicas de evaluación deficientes en ciertas fábricas de alimento o desafíos particulares creados por algunas partes del equipo de producción, pueden llevar a confusiones en el proceso de toma de decisiones.

Entender el proceso de acondicionamiento en una fábrica de alimentos es la clave para identificar algunos de los problemas que pueden ocurrir en una evaluación de termo-estabilidad. El conocimiento detallado del tipo de acondicionador, los tiempos de retención, la presión de vapor generada y la consecuente elevación de la temperatura en el acondicionador, es fundamental para comprender el desafío en cada una de las plantas de alimento.

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Es bien conocido que ciertos tipos de acondicionadores pueden ser más agresivos contra los aditivos nutricionales que otros, por ejemplo, los acondicionadores de fluidificación con altas presiones de vapor y cortos tiempos de retención (10 – 15 segundos). Estos acondicionadores, especialmente si se combinan inadvertidamente con pellets reprocesados por deterioro, lo que crea una mayor fricción por el reprocesamiento, pueden ser particularmente desafiantes para muchos aditivos nutricionales, incluyendo las enzimas. Normalmente, en la mayoría de las plantas de alimento, se puede esperar un incremento en la temperatura durante la fase de reprocesamiento, de 3 a 6°C; sin embargo, ésta puede ser 2 a 3 veces mayor donde se hace un reprocesamiento de pellets deteriorados – con consecuentes implicaciones para la sobrevivencia de las enzimas. Por lo tanto, un adecuado registro de la temperatura de salida post peletizado, utilizando una sonda correcta y una taza de aislamiento, es absolutamente necesario durante las pruebas de peletizado para poder detectar algunos de estos puntos y tenerlos en cuenta.

A pesar de que es importante medir la temperatura de salida post reprocesamiento, también es muy importante asegurarse que las muestras de alimento enviadas al laboratorio para análisis enzimático no provengan de estas muestras específicamente recolectadas. ¿Por qué? Ya que, en efecto, estas muestras ya han sido “cocinadas” en el contenedor aislado y se obtendrá una falsa impresión de baja recuperación enzimática después del peletizado.

Incrementar el calor es posible utilizando tecnología en enzimas tecnologia en enzimas 5Por esta razón, muestras representativas de alimento siempre deberían ser recolectadas inmediatamente después del enfriador, o en un punto adecuado de carga de salida después del enfriador. Muestras de alimento representativas sólo pueden ser obtenidas recolectándolas en intervalos regulares (por ejemplo, cada 20 – 30 segundos) y luego con muestras aleatorias. Una muestra recolectada de forma apresurada en un sólo sitio, una sola vez en la planta de alimento, ¡nunca será una muestra “representativa” de un lote de producción!

Fallas en una correcta identificación de un lote específico de alimento conteniendo la enzima a ser evaluada más adelante en el proceso de fabricación del alimento, también puede llevar a errores de interpretación de un resultado de recuperación de enzima. Por esta razón, es recomendable discutir de forma previa con el proveedor de enzimas cuántos lotes de alimento serán probados para evaluar el producto bajo condiciones normales de trabajo en la planta de alimento. De esta forma se pueden establecer los tiempos correctos para hacer las recolectas representativas de muestras, por ejemplo, el 3er lote de una corrida preestablecida de 5 lotes en mezcla.

La enzima fitasa es excelente en la recuperación de fósforo del fitato, pero tiene dificultades para sobrevivir a las altas temperaturas de procesamiento (Foto: ERS / Jaffor Ullah).

Greg Cooney tiene más de 24 años de experiencia como Ingeniero de planta de alimentos en la industria de alimentación animal.

Artículo publicado en Los Avicultores y su Entorno

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