nutriFORUM 2019 - El uso de las enzimas en vacas lecheras

12 ABRIL viernes

9h

Sala Maria Rúbies Garrofé

FERNANDO BACHA Director Técnico NACOOP

El uso de las enzimas exógenas en vacas lecheras

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Veterinario (MVZ) por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), México D.F. Septiembre de 1985 Doctor en Ciencias Biológicas especialidad en Nutrición animal por la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos de la Universidad Politécnica de Madrid. Julio de 1990.

Realizada en el Departamento de Producción Animal, de la Universidad Politécnica de Madrid.

Desde 1990, Director Técnico.

NACOOP, S.A – Coopiensos Nutrición Animal S.L. Desde 2016, Director Técnico de Rumiantes, Revista NutriNews Grupo de Comunicación AgriNews S.L. Con más 30 publicaciones entre artículos científicos y de divulgación.

PUNTOS A TENER EN CUENTA La suplementación con celulasas o xilanasas (Fibrolíticas) pueden mejorar la digestibilidad ruminal.

Parece claro que en los rumiantes las enzimas que se deben usar son las que aumentan el aprovechamiento de las partes fibrosas.

Las enzimas alfa-amilasa para la alimentación en vacas lecheras son una innovación radical para la nutrición del ganado lechero y, especialmente, pueden utilizarse como un nuevo enfoque para maximizar el uso del almidón y la digestión de la fibra.

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Las enzimas exógenas han sido ampliamente utilizadas, con los objetivos de aumentar la capacidad de utilización de los nutrientes contenidos en las materias primas y de eliminar los factores antinutritivos de los alimentos, actualmente la utilización de fitasas y carbohidrasas abarcan prácticamente todos los piensos de monogástricos en explotaciones intensivas.

La historia de la investigación de las enzimas está muy unida a la historia de la bioquímica, la primera vez que se utilizó el término “enzima” (del griego levadura) fue en 1876 y se le atribuye al fisiólogo alemán Wilhelm Fiedrich Kühne, en 1860 Louis Pasteur concluyó en sus trabajos que la fermentación está catalizada por las enzimas, es hasta 1926 que se cristaliza la primera enzima la Ureasa de la alubia Cannavalia enzyformis y en 1930 el prolífico autor de la teoría del origen la de la vida junto con Oparin, John Burdon Sanderson Haldane en su tratado “Enzymes” escribió: “Las interacciones por enlaces débiles entre la enzima y su sustrato podrían ser catalizador de una reacción” esta idea es el centro de nuestro conocimiento actual.

En el caso de su utilización en rumiantes, en 1960 el equipo de Wise Burroughs de la Iowa State University, publica la utilización de un conjugado de enzimas de la empresa MSD (Merck, Sharp & Dohme) Agro-Zyme en dietas de terneros, ya desde este primer artículo se encuentran resultados que llaman la atención, los aumentos en la ganancia media diaria y en conversión no van asociados con la mejora de la digestibilidad de la materia seca, materia orgánica proteína o celulosa en las dietas suplementadas con la enzima.

Trabajos posteriores demostraron que la suplementación con celulasas o xilanasas (Fibrolíticas) pueden mejorar la digestibilidad ruminal, esto es cambiar el sitio de aprovechamiento de los nutrientes, con lo cual la eficiencia energética mejora.

Algunas de las razones que justifican el uso de enzimas en rumiantes, son:

1 La digestibilidad de la materia orgánica en rumiantes rara vez supera el 90%

2 Cada vez se utilizan más subproductos agroindustriales normalmente de baja calidad

3 La disponibilidad más rápida de carbohidratos que normalmente estimula el crecimiento de la población microbiana

4 La presencia de polisacáridos de diferentes tamaños pueden tener efecto prebiótico

5 El uso de enzimas exógenas puede provocar efectos de origen multifactorial, en resumen se busca en una enzima, el mejor aprovechamiento de los nutrientes o cambiar el sitio en el cual se rompen los nutrientes y son aprovechados por el animal.

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A primera vista y de forma simplista parece claro que en los rumiantes las enzimas que se deben usar son las que aumentan el aprovechamiento de las partes fibrosas, en una entrevista que concedió a un medio gallego el Director de Agricultura y recursos naturales de la Universidad de Dakota del Sur (EEUU) Alvaro García indicó: “La digestibilidad de la fibra del forraje determina la rentabilidad de una ganadería” para ello existen varias alternativas:

1 Selección de granos y forrajes de mayor valor nutricional 2 Mejorar la capacidad de degradación de la microbiota ruminal 3 Uso de aditivos que modifiquen el patrón de la fermentación ruminal

4 Desarrollo de prácticas de alimentación más eficientes 5 El empleo de alimentos no convencionales 6 Uso de tratamientos químicos o biológicos en los forrajes 7 Utilizar enzimas exógenas para incrementar la digestibilidad de las paredes celulares y/o del almidón (Rojo-Rubio et al. 2007) Las enzimas que se utilizan en rumiantes además de tener las características que debe tener cualquier producto de este tipo que se comercialice como: Cantidades apropiadas de coenzimas Cofactores y activadores para optimizar actividades Tener una composición que no varíe por lote Ser termoestable a los procesos de fabricación o ser totalmente segura En rumiantes deberán también mejorar: La digestibilidad de fibra neutro detergente (FND) Ser resistente a la degradación de los microorganismos ruminales

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Estar en forma líquida o disolverse rápido y completamente en agua porque el medio ambiente ruminal es líquido

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Una vez que se ha tenido claro que la utilización de enzimas en rumiantes puede resultar económicamente atractivo, había que definir sobre que porción de la dieta era preferible incidir con estos compuestos y en que porción del tracto gastrointestinal tienen que hacer su efecto, ya desde los primeros ensayos en los años 60 era una enzima fibrolítica que actuaba en el rumen, como todavía no existían productos diseñados específicamente para rumiantes se empezaron a utilizar, enzimas diseñadas para otras industrias como la del papel, textiles, combustibles e incluso química fina, aunque las más comunes son las destinadas a mejorar los ensilados.

También se comercializan productos que aún conservan su actividad enzimática de manera residual en estos casos el producto comercial contiene además el medio, los metabolitos y los productos de la fermentación.

ENZIMAS LIGNOLÍTICAS Las enzimas lignolíticas se obtienen a partir de los basidiomicetos (hongos) de la madera que oxidan tanto el fenólico como el no fenólico, con este tipo de enzimas se han hecho pruebas en corderos a dosis creciente, se han obtenido aumentos de ingestión y de digestibilidad esta última hizo un efecto cuadrático en la dieta de difícil explicación.

ENZIMAS FIBROLÍTICAS Las enzimas fibrolíticas en general deberán aumentar la digestibilidad de la materia seca y de la fibra, aumentar la producción de ácidos grasos volátiles esto último disminuye el pH ruminal, aumentar la síntesis de proteína microbiana y en general la actividad ruminal, sin embrago también aumentan la producción de metano y en general los artículos publicados no recogen cambios en la proporción de acetato y butirato en el rumen.

ENZIMAS ALFA-AMILASA Las enzimas alfa-amilasa para la alimentación en vacas lecheras son una innovación radical para la nutrición del ganado lechero y, especialmente, pueden utilizarse como un nuevo enfoque para maximizar el uso del almidón y la digestión de la fibra, funcionan a nivel ruminal mejorando la hidrólisis del almidón, catalizando la reacción para convertir el almidón a oligosacáridos en el rumen sin comprometer el pH (Bach, 2011).

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OLIGOSACÁRIDOS Los oligosacáridos pueden utilizarse como fuente de energía a través de las bacterias fibrolíticas. Se puede reducir el tiempo de digestión de la fibra cuando los microorganismos fibrolíticos tienen más energía disponible. Se ha demostrado que prácticamente duplican el índice de degradación ruminal del almidón y la fibra (FND), por lo tanto, de la materia orgánica aumenta la actividad en el rumen, lo que supone una mejora general de la digestibilidad total de la ración.

Los resultados obtenidos, sugieren que la liberación de la energía del almidón proporciona más energía a las vacas e incrementa la digestión de los forrajes. Como resultados, las vacas hacen un uso más eficiente del total de la ración y, por tanto, se optimizan los costes de alimentación y el rendimiento de producción de leche, la eficiencia y la calidad.

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