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Introducción
El empleo de enzimas exógenas en dietas para aves, se ha incrementado en la última década con el fin de incrementar la digestibilidad de la energía y la proteína1,2. Los polisacáridos no amiláceos (PNA) son los componentes mayores de la fibra en los ingredientes tradicionales; estudios previos indican que el sorgo contiene alrededor de 6.5 % y la pasta de soya 3.3 % de estos polisacáridos3. Los granos de cereales consisten en arabinoxilanos y glucanos; para la soya y canola en arabinos, arabinogalactanos, galactanos, mananos y pectinas4,5. Los PNA de las paredes celulares, tales como los arabinoxilananos solubles e insolubles se degradan por las xilanasas, liberando nutrientes encapsulados dentro de la pared celular y con mejora en el acceso a las enzimas endógenas6,7. Las enzimas son ampliamente utilizadas para degradar los PNA en la industria de los alimentos, son xilanasas y β-glucanasas8 y reducen la pérdida de aminoácidos endógenos9.
Los productos con actividad multienzimática, han demostrado que la combinación de xilanasas, amilasas y proteasas mejoran la digestibilidad en dietas para aves10,11,12.
Amerah et al9 informaron que el empleo de proteasas, amilasas y xilanasas en dietas maíz-pasta de soya mejoraron la digestibilidad ileal de proteína, energía y retención de nitrógeno en pollos de engorda, lo que se tradujo en un mayor rendimiento productivo.
La inclusión en la dieta de las aves con bacterias benéficas como las del género Bacillus, es una alternativa al empleo de antibióticos promotores del crecimiento13,14,15.
Estudios recientes de un producto comercial basado en tres cepas de Bacillus, ha mostrado efectos positivos en dietas maíz-soya16. Dado que enzimas exógenas y probióticos se incluyen en la dietas comerciales para aves, hay poca información de la interacción entre enzimas exógenas y probióticos; a las enzimas se les atribuye un efecto probiótico en el intestino del pollo12,17. Además modulan la respuesta inmune y suprimen las reacciones inmunes inflamatorias en las paredes intestinales18.
Por otra parte, se ha informado que la adición de probióticos en gallinas ponedoras, mejoran la conversión alimenticia, calidad del huevo (disminución del nivel de colesterol en yema, incremento en el grosor de cascarón y peso del huevo), y disminución de las concentraciones de colesterol en sangre19.
El objeto de este estudio fue estudiar, el efecto de la inclusión solo o en combinación de un complejo multienzimático (xilanasas, proteasas y amilasas) y un probiótico (Bacillus subtilis) en dietas sorgo-soya-canola con menor contenido de energía y proteína para gallinas Bovans White, sobre los parámetros productivos, producción de IgA secretora intestinal y contenido de colesterol, LDL, HDL en suero.
Material y métodos
El experimento se realizó en las instalaciones del Centro de Enseñanza, Investigación y Extensión en Producción Avícola (CEIEPAv) de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Se utilizaron 180 gallinas Bovans White de 42 semanas de edad, las cuales se distribuyeron en un diseño completamente al azar con tres tratamientos con 5 réplicas de 12 gallinas cada una, los cuales se distribuyeron de la siguiente manera: 1) dieta testigo, 2) dieta reducida en energía metabolizable (50 kcal/kg), así como en proteína y aminoácidos limitantes metionina y lisina (2% de lo empleado en la dieta testigo) + enzimas y 3) dieta 2 + enzimas + probiótico.
Las dietas utilizadas muestran en el Cuadro 1. La dieta testigo positivo cumpliendo las recomendaciones de la estirpe Bovans White para la etapa productiva y otra dieta testigo reducida en energía metabolizable (EM), proteína y aminoácidos esenciales. Se nota que la reducción de dichos nutrientes disminuyó considerablemente la cantidad de pasta de soya y aceite vegetal en la dieta. Ambas dietas fueron tipo comercial e incluyeron fitasa.
Se adicionaron dos productos comerciales a las dietas reducidas en nutrientes; un complejo enzimático (Axtra XAPR 101 TPT, Dupont, Animal Nutrition), a razón de 250 g/t de alimento, que contiene xilanasas (20,000 u/g derivados de Trichoderma longibrachiatum), proteasas (40,000 u/g derivados de Bacillus subtilis) y amilasas (2,000 u/g derivados de Bacillus licheniformis) y un probiótico que contiene tres cepas de B. subtilis (Enviva PRO 201 GTR, Dupont, Animal Nutrition 3E+08 ufc/g) a razón de 250 g/t de alimento.
Cuadro 1 Composición y análisis calculados de dietas basales sorgo-pasta de soya-pasta de canola, en gallinas de postura de 42 a 54 semanas de edad, adicionadas con un complejo multienzimático y un probiótico
| Ingredientes | Testigo + (kg) | Testigo - (kg) |
| Sorgo | 653.780 | 675.850 |
| Pasta de soya | 148.520 | 136.950 |
| Canola | 58.160 | 58.160 |
| Aceite vegetal | 13.720 | 3.000 |
| Ortofosfato de calcio | 9.190 | 9.200 |
| Carbonato de calcio | 105.530 | 105.560 |
| Sal | 4.320 | 4.320 |
| DL-Metionina 99% | 1.340 | 1.310 |
| L-lisina HCl 78% | 0.470 | 0.670 |
| Vitaminas y minerales * | 2.400 | 2.400 |
| Bacitracina MD 10% | 0.500 | 0.500 |
| Cloruro de colina 60% | 0.500 | 0.500 |
| Pigmento rojo chile ** | 0.800 | 0.800 |
| Larvicida | 0.500 | 0.500 |
| Antioxidante BHT | 0.150 | 0.150 |
| Apo-ester 10% | 0.050 | 0.050 |
| Fitasa | 0.045 | 0.045 |
| Total | 1000 | 1000 |
| Análisis calculado | ||
| Energía metabolizable, kcal/kg | 2800 | 2750 |
| Proteína cruda, % | 15.79 | 15.41*** |
| Lisina total, % | 0.73 | 0.71*** |
| Met+Cist total, % | 0.67 | 0.66*** |
| Calcio total, % | 4.25 | 4.25 |
| Fósforo disponible, % | 0.46 | 0.46 |
| Sodio, % | 0.18 | 0.18 |
* Vit A, 3000 000 UI; Vit D3,750 000 UI; Vit E, 6 000 UI; Vit K3, 1.0 g; niacina, 25 g; biotina, 0.063 g; cloruro de colina, 250 g; selenio, 0.2 g; cobalto, 0.1 g; yodo, 0.3 g; cobre, 10 g; zinc, 50 g; hierro, 100 g; manganeso, 100 g; vehículo c.b.p 1,000.00 g.
**Pigmento rojo vegetal (avired en polvo) colorante de origen vegetal 5 g/kg, Capsicum.
***Reducción del 2 % respecto a lo contenido en la dieta testigo.
Las aves se alojaron en una caseta de ambiente natural, en jaulas de tres gallinas cada una, por un periodo de 12 semanas. Se les proporcionó luz artificial y luz natural para un total de 16 h diarias. Se les alimentó con las dietas experimentales sorgo-soya-canola en forma de harina, a razón de 105 g/ave/día. La administración de agua fue a libertad.
Semanalmente, durante las 12 semanas del estudio, se registraron y resumieron los datos de producción; peso del huevo, consumo de alimento por ave/día e índice de conversión. Al final del estudio, se utilizaron 20 huevos por tratamiento, a los cuales se les determinó el grosor de cascarón sin las membranas internas con un micrómetro manual, las unidades Haugh y color de yema; utilizando el sistema automatizado QCM+ de la empresa Technical Services y Supplies Inc (TSS).
Para evaluar la respuesta de anticuerpos en intestino, al final de la prueba, se seleccionaron cinco gallinas por tratamiento y se procesaron en el rastro de acuerdo a lo establecido en la Norma Oficial Mexicana, NOM-033-ZOO-1995 Sacrificio humanitario de los Animales Domésticos y Silvestres. Se obtuvieron 10 cm de íleon, para posteriormente realizar lavados con 10 ml de solución salina isotónica SSI fría y estéril, pasando tres veces la SSI a través del lumen intestinal, la solución se recolectó y se congeló a -20 °C, hasta su posterior evaluación con la prueba de ELISA siguiendo el procedimiento descrito previamente por Gómez20.
A las 54 semanas de edad, se tomaron también muestras de sangre de 30 gallinas (10 gallinas por tratamiento), cada muestra se centrifugó a 3,000 rpm/10 min, posteriormente se obtuvo el suero, para determinar los niveles de colesterol sérico, LDL y HDL, en el Departamento de Patología de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia UNAM. Los resultados obtenidos se transformaron de mmol/dl a mg/dl mediante el factor de conversión 0.0259.
En variables de producción, colesterol en yema de huevo, colesterol sérico, LDL y HDL en suero, se analizaron mediante un diseño completamente al azar, por medio del paquete estadístico IBM SPSS Statistics v. 1921, utilizando el análisis de varianza conforme a un diseño completamente al azar y las diferencias entre tratamientos, se compararon por medio de la prueba de Tukey.
Resultados
En el Cuadro 2, se muestran los datos obtenidos en 84 días de experimentación. Se puede apreciar que los resultados obtenidos para porcentaje de postura, consumo de alimento y conversión alimenticia fueron similares (P>0.05) entre tratamientos. Sin embargo; para el peso del huevo, se puede observar que este fue mayor (P<0.05) en las aves alimentadas con la dieta testigo (T1) y la dieta reducida con enzimas + probiótico (T3).
Cuadro 2 Variables productivas de gallinas Bovans de 42-54 semanas de edad alimentadas con dietas sorgo-soya-canola
| Dietas | Postura (%) |
Peso de huevo (g) |
Consumo/ave/ día (g) |
Conversión alimenticia (g/g) |
|---|---|---|---|---|
| 1) Dieta testigo | 92.2±1.9 | 60.0±0.4a | 104±0.5 | 1.88±0.04 |
| 2) Dieta reducida + enzimas | 92.8±1.7 | 58.9±0.7b | 104±0.8 | 1.90±0.03 |
| 3) Dieta 2 + probiótico | 91.5±1.7 | 59.2±0.4ab | 104±0.8 | 1.91±0.03 |
Valores ± error estándar.
a,b Valores con distinta literales son diferentes (P<0.05).
En el Cuadro 3, se muestran datos obtenidos durante el experimento en la calidad del huevo. Los resultados de las Unidades Haugh, grosor del cascarón y color de la yema de huevo en base al abanico DSM, resultaron similares (P>0.05) entre tratamientos.
Cuadro 3 Variables en la calidad de huevo de las gallinas de postura de 42 semanas de edad, alimentadas con dietas sorgo-pasta de soya-pasta de canola
| Dietas | Grosor cascarón (µm) |
Unidades Haugh |
Color de la yema (abanico DSM) |
|---|---|---|---|
| 1) Dieta testigo | 337±7.7 | 90.8±2.8 | 9.4±2.8 |
| 2) Dieta reducida + Enzimas | 352±7.2 | 92.2±2.5 | 9.2±0.4 |
| 3) Dieta 2 + Probiótico | 347±9.2 | 91.2±1.8 | 9.4±0.5 |
Valores ± error estándar.
(P>0.05).
En el Cuadro 4, se muestran los resultados promedio de los análisis de colesterol sérico, LDL, HDL y producción de IgA secretora en intestino. Se puede apreciar que no existió diferencia estadística (P>0.05) entre los tratamientos.
Cuadro 4 Cambios ocurridos en el contenido de colesterol sérico, LDH, HDL y IgA secretora en gallinas Bovans con dietas sorgo-pasta de soya-pasta de canola de 42-54 semanas de edad
| Dietas | Colesterol (mg/dl) |
LDL (mg/dl) |
HDL (mg/dl) |
IgA secretora (%) |
|---|---|---|---|---|
| 1) Dieta testigo | 100.2±26.2 | 13.9±10.8 | 30.0±2.5 | 40.9±30.4 |
| 2) Dieta reducida+ enzimas | 109.7±15.7 | 17.3±2.3 | 37.0±5.2 | 68.7±34.0 |
| 3) Dieta 2 + probiótico | 122.9±21.1 | 16.2±0.9 | 35.7±5.0 | 63.0±27.9 |
Valores ± error estándar.
(P>0.05).
Discusión
Los resultados observados en el presente trabajo, coinciden con los de Wena et al22 quienes evaluaron un cóctel enzimático en dietas maíz-soya con menor contenido de nutrientes, y encontraron que se mejoró el valor alimenticio del alimento; por esta razón son utilizados en la industria de los alimentos para reducir los costos de formulación sin afectar el comportamiento productivo8; como lo realizado en este estudio, en donde las dietas reducidas en nutrientes bajo las recomendaciones nutricionales de la estirpe Bovans White, tuvieron menor contenido de pasta de soya y aceite.
Sobczak y Kozlowski23 evaluaron el efecto de adicionar Bacillus subtilis sobre la producción de huevo sin cambios significativos en el peso del huevo, porcentaje de postura, consumo de alimento y conversión alimenticia. Otros estudios también demuestran que el empleo de probióticos en dietas para gallinas, no tuvieron ninguna influencia sobre el rendimiento productivo24.
Se observó mayor peso del huevo en las dietas sin reducción de nutrientes, lo que sugiere probablemente que la reducción de 50 kcal de EM en dietas sorgo-soya-canola+enzimas, no aportó la suficiente cantidad de EM por el complejo multienzimático. Sin embargo, la adición de enzimas y el probiótico incrementó el peso del huevo; probablemente debido a que los Bacillus subtilis del producto empleado, promovieron un microbioma más favorable y una mejor salud intestinal. Lo anterior estaría en parte de acuerdo a lo informado por Amerah et al9 que demostraron que las enzimas amilasas, xilanasas y proteasas solas o en combinación, incrementaron la digestibilidad de los polisacáridos no amiláceos contenidos en los ingredientes. No así, en otro trabajo16 donde estudiaron en pollos de engorda y emplearon fitasas solas o en combinación con xilanasas, amilasas, proteasas y un probiótico a base de Bacillus amyloliqueciens, sin efecto positivo en el rendimiento productivo. Sin embargo, la combinación incrementó la digestibilidad ileal aparente de azúcares y grasa con aumento en EM, además de reducir las poblaciones bacterianas patógenas.
Se ha estudiado25, la inclusión de carbohidrasas y proteasas en dietas maíz-soya-pasta de canola, las cuales incrementaron la ganancia de peso y la conversión alimenticia, además de mejorar la digestibilidad de proteína y la energía metabolizable; los resultados no coinciden con los obtenidos en el presente estudio, ya que no se mejoraron dichos parámetros productivos. En cuanto a los datos obtenidos en concentración de colesterol, HDL y LDH, no mostraron diferencia en este estudio; sin embargo, Salma et al26 emplearon un probiótico a diferentes concentraciones a base de Rhodobacter capsulatus en dietas maíz-soya para gallinas, y reportaron que las dietas con la mayor concentración del probiótico, presentaron un aumento en las lipoproteínas de alta densidad HDL, colesterol e índice aterogénico en el suero. Recientemente, se ha reportado3 que la inclusión de 0, 250, 450 y 900 U/kg de xilanasas derivadas de la fermentación de Bacillus subtilis en dietas maíz-trigo-pasta de soya para gallinas Hy-Line Brown, no mejoraron los parámetros productivos, sin embargo hubo efecto en el grosor del cascarón y las unidades Haugh; información que no concuerda con la del presente estudio.
Conclusiones e implicaciones
El empleo del complejo multienzimático compuesto de amilasas, proteasas y xilanasas y el probiótico a base de esporas de Bacillus subtilis incluido en dietas sorgo-soya-canola con las recomendaciones nutricionales de la estirpe Bovans White, permite reducir la EM en 50 Kcal/kg y la proteína y aminoácidos esenciales lisina y metionina en 2%, sin efecto perjudicial en el rendimiento productivo en gallinas Bovans White de 42 a 54 semanas de edad. No existieron cambios en los valores de IgA secretora intestinal ni de colesterol, HDL y LDH en suero al suplementar el complejo enzimático y el probiótico a base de Bacillus subtilis.
