Introducción

El lechón recién nacido tiene una baja capacidad intestinal para digerir y absorber alimentos sólidos, sobre todo los de origen vegetal, por lo que su aparato digestivo debe madurar rápidamente para asegurar su sobrevivencia^1,2. La nutrición enteral (calostro y leche) juega un papel fundamental en la madurez del lechón¹; sin embargo, la leche pronto deja de cubrir la demanda nutricional del lechón y este comienza un paulatino consumo de otros alimentos permitiendo la madurez gradual de los sistemas nervioso, inmune y digestivo. Este proceso de maduración del tracto digestivo es estimulado por la colonización de distintos géneros bacterianos^3,4, que utilizan algunos nutrientes y producen enzimas^2,5 y, a través de la exclusión competitiva, impiden la adhesión de patógenos⁴.

En condiciones naturales el destete de los lechones ocurre entre las semanas 10 a 22 de vida^6,7. Sin embargo, bajo condiciones comerciales el destete se realiza entre los días 21 y 28 de edad, con la finalidad de permitir la máxima eficiencia productiva de la hembra; mayor cantidad de partos y lechones por cerda al año, reducir el costo de instalaciones, etc.⁶. El destete comercial, a diferencia del natural, no es gradual, sino un evento abrupto y repentino, que resulta sumamente estresante para el lechón aún inmaduro. Este hecho es caracterizado por la separación de la madre, el cambio ambiental y de una dieta láctea a una sólida (principalmente compuesta por ingredientes de origen vegetal). Todo esto, sumado a la presencia de nuevos patógenos propicia complicaciones neuroendocrinas, inmunológicas y digestivas^2,7, presentando los lechones en las primeras 24 a 48 h después del destete un bajo, e incluso nulo, consumo de alimento, pérdida de peso, atrofia de la estructura intestinal y con ello de la capacidad digestiva y de absorción, así como un aumento de la incidencia de diarreas posdestete^6,8.

La presencia de diarreas posdestete está ampliamente relacionada con el repentino cambio de dieta, así como a las infecciones gastrointestinales. Ambos factores promueven una rápida disbiosis, o sea, un desequilibrio en la composición de las poblaciones bacterianas, con un incremento de E. coli, que contribuye a la pérdida de la estructura intestinal⁹, así como a una reducción abrupta de Lactobacillus spp. La incidencia de estos desordenes digestivos posdestete genera grandes pérdidas económicas¹⁰. Para combatir estas complicaciones gastrointestinales, en los últimos años se han empleado antibióticos como promotores de crecimiento (APC) en las dietas, ya que su uso en la alimentación animal favorece la tasa de crecimiento y reduce la incidencia de enfermedades y de mortalidad^11,12. Estas moléculas disminuyen la cantidad de patógenos y con ello se previene la atrofia de las vellosidades intestinales e hipertrofia de las criptas. Esto conlleva a un mayor y pronto consumo de alimento, adecuada capacidad digestiva y mejor eficiencia alimenticia, incrementando así la retención de nitrógeno y energía proveniente de la dieta^13,14. Sin embargo, en los últimos años se ha cuestionado, e incluso en algunos países se ha prohibido la inclusión de los APC en las dietas animales, ya que representan un problema serio para la salud pública, por el desarrollo de resistencia bacteriana hacia los antibióticos, la cual potencialmente puede mermar el tratamiento de enfermedades en animales y posiblemente en humanos. Por lo que la búsqueda de sustitutos o alternativas a los antibióticos es de gran relevancia para la porcicultura^15,16.

Con la creciente población humana, en los últimos años la demanda de recursos alimenticios inocuos por la industria porcina ha aumentado dramáticamente¹⁷. Por sus características nutricionales y posiblemente terapéuticas, el concentrado de proteína de papa (CPP), obtenido después de la extracción del almidón, parece ser una buena opción como fuente proteica. Por lo tanto, el presente trabajo tiene como objetivo revisar algunas características de este ingrediente proteico, que lo colocan como una alternativa nutricional con potencial para mejorar la salud intestinal de los lechones recién destetados.

Alternativas a los antibióticos promotores de crecimiento (APC)

La crisis de resistencia bacteriana a los antibióticos no muestra señales de solución en el corto plazo y la falta de nuevos fármacos antimicrobianos, así como las pocas empresas que invierten en esta área amenaza la capacidad para tratar y prevenir infecciones. Una razón de la escasez de nuevos antibióticos es que los puntos típicos de acción, como la síntesis de la pared celular y de proteínas, así como del ADN/ARN quizás se ha sobreexplotado. Actualmente, gracias al acceso a genomas bacterianos completos, se buscan estrategias basadas en nuevos objetivos moleculares; sin embargo, este enfoque no se ha desarrollado por completo¹⁸.

No obstante, la crisis generada por el uso de antibióticos en la alimentación animal, demanda medidas que contemplen un nuevo enfoque y estrategias terapéuticas distintas¹⁸. Existe en la literatura numerosas revisiones bibliográficas sobre las diferentes alternativas a los APC. Entre las alternativas más estudiadas destacan extractos vegetales, anticuerpos de huevo de pollo, ácidos orgánicos y enzimas¹², además de aceites esenciales¹⁰, probióticos¹⁹, prebióticos²⁰, minerales como el cobre y zinc¹¹, así como el plasma animal²¹ y proteínas de origen vegetal como el concentrado de proteína de papa²².

Dentro de las alternativas más exitosas para el control de los desórdenes digestivos posdestete, destacan las proteínas de origen animal como el plasma animal y la harina de pescado, que por su alta digestibilidad y perfil de aminoácidos favorecen el consumo de alimento y la tasa crecimiento ^23,24. Sin embargo, los ingredientes de origen animal poseen un alto costo y un inadecuado manejo durante su almacenamiento podría favorecer la trasmisión de algunos patógenos. La harina de pescado es la proteína esencial en alimentos para lechones, pero la sobrepesca marina ha provocado un aumento vertiginoso de los precios reduciendo su disponibilidad.

Los resultados de la inclusión de estos ingredientes en las dietas de los lechones algunas veces pueden ser inconsistentes y difícilmente capaces de igualar el efecto de los antibióticos en términos productivos, sin embargo, se reportan beneficios a la salud intestinal que deben ser considerados, cuando se utilizan dietas libres de antibióticos. Los péptidos antimicrobianos (PAM) de origen vegetal son una alternativa a los APC que han mostrado un uso potencial¹².

Concentrado de proteína de papa en la alimentación de lechones destetados

Existen cerca de 5,000 variedades de papa, originarias principalmente de los Andes, con variantes en tamaño, forma, color, textura, así como perfil nutricional. Cerca de 10 variedades son cultivadas, y la variedad más cultivada a nivel mundial es la especie Solanum tuberosum. China es responsable del 80 % de la producción mundial de esta variedad. La composición química de la papa es modulada por distintos factores como la zona geográfica y las prácticas de cultivo; su contenido de proteína en estado fresco varía entre el 0.49 y el 2.7 %^42,43.

Además del consumo en forma fresca, la papa también es utilizada para la obtención de almidón, fibra y jugo. Tan solo en la Unión Europea anualmente se procesan 8 millones de toneladas de papa. El CPP es un coproducto de la industria del almidón, al recuperar la fracción líquida que queda después de su extracción⁴⁴. El proceso se basa en la coagulación térmica seguida de la separación de proteínas y secado^27,45. Las proteínas de la papa se clasifican típicamente de acuerdo con su masa molecular y separación electroforética en tres grandes grupos: patatinas, inhibidores de proteasas y otras proteínas³⁵. Las patatinas representan cerca de la mitad de las proteínas de papa y son glicoproteínas con pesos moleculares de 39 a 43 kDa, con actividades enzimáticas (hidrolasas, fosfolipasas y glucanasas)³⁵.

La papa presenta algunos factores antinutricionales como los glicoalcaloides de las solaninas (927 - 2,632 mg/kg), y los inhibidores de tripsina (0.97 - 3.70 mg/kg), donde la concentración puede ser variable de acuerdo con las condiciones del procesamiento⁴⁴. El procesamiento térmico (100°/15 min) antes del secado es capaz de inactivar hasta el 48% de los inhibidores de proteasas y hasta el 89 % de los glicoalcaloides⁴⁶.

El CPP es un ingrediente que contiene cantidades adecuadas de aminoácidos esenciales, los cuales pueden remplazar la proteína de origen animal en dietas de lechones⁴⁷, ya que se ha caracterizado por tener un perfil de aminoácidos muy balanceado y es especialmente rica en lisina, metionina, treonina, triptófano y valina. En lechones que recibieron una dieta con CPP con el mismo nivel de inclusión que la harina de pescado se observó⁴⁸ una mejora en la velocidad de crecimiento de los lechones, lo que puede atribuirse a la calidad de su perfil de aminoácidos. Así, el valor nutricional del CPP está relacionado con la concentración y disponibilidad de aminoácidos ya que tiene un perfil similar al de la soya⁴⁹ y algunas proteínas animales⁵⁰. La proporción de ocho aminoácidos esenciales (treonina, valina, metionina, isoleucina, leucina, fenilalanina, lisina y triptófano) corresponde al 40.7 % de la proteína del CPP⁴². El perfil de aminoácidos de la proteína de papa completa o excede el perfil de proteína ideal, a excepción del triptófano y la lisina con el 64.5 y 89.75 % del requerimiento, respectivamente.

En los años 2008 y 2009 se publicaron tres artículos^28,32,33 en los cuales se utilizó un refinado de proteína de papa (RPP o PP) purificado a nivel de laboratorio a partir de una variedad especial de papa (Solanum tuberosum L. cv. Golden valley). Esta fracción proteínica presentó un efecto inhibitorio del crecimiento de bacterias patógenas in vitro, por lo que investigaron la incorporación de RPP o PP en diferentes niveles en la dieta de lechones recién destetados y compararon con una dieta testigo con antibióticos. Los resultados variaron entre los estudios realizados, y se observó una ventaja de la utilización de la dieta con antibióticos en los tres trabajos.

Cuando los autores³³⁾ utilizaron dietas con 0, 200, 400 y 600 ppm de RPP, se reportó que el aumento de los niveles de inclusión en las dietas mejoró linealmente el rendimiento productivo y redujo la poblaciones de bacterias totales, coliformes y Staphylococcus spp en el contenido del colon y recto y en heces. La digestibilidad fecal aparente de la materia seca y proteína cruda, así como digestibilidad ileal aparente de aminoácidos no difirieron entre los cerdos alimentados con la dieta testigo (0 ppm) con antibióticos y las dietas con RPP³³.

Con niveles más altos de inclusión (0.0, 2.5, 5.00 y 7.50 g PP/kg de dieta), investigadores²⁸ también observaron una mejora lineal en la eficiencia alimenticia durante los 28 días experimentales y un incremento en la digestibilidad fecal aparente de la materia seca en la fase II (0 a 14 días posdestete) con el aumento del nivel de inclusión de PP. También se observó una disminución lineal en las bacterias fecales en los días 21 y 28 con el aumento del nivel de inclusión de PP. Los lechones que consumieron las dietas con PP tuvieron una reducción lineal de bacterias totales, coliformes y Staphylococcus spp. en ciego y recto. La digestibilidad ileal aparente de los aminoácidos y la morfología de las vellosidades y criptas intestinales no se afectaron por el consumo de las dietas experimentales²⁸.

En otro estudio³² con lechones alimentados con dietas con 0.0, 0.25, 0.50 o 0.75 % de proteína de papa (PP) durante la fase I (0 a 14 días posdestete) y fase II (14 a 28 días posdestete los autores observaron que los niveles crecientes de PP mejoraron linealmente la ganancia diaria de peso, el consumo diario de alimento y la eficiencia alimenticia en ambas fases (I y II); además de incrementar la digestibilidad de la materia seca en la fase II. El consumo de las dietas con niveles crecientes de PP redujo linealmente las poblaciones bacterianas en heces y contenido de ciego, colon y recto. La altura de las vellosidades y la profundidad de las criptas intestinales no varió con el aumento del nivel de PP en la dieta. Estos tres trabajos^28,32,33 abrieron un área de oportunidad para la utilización del concentrado de proteína de papa generado en la industria del almidón en la alimentación animal.

La utilización del CPP de origen comercial²² en cerdos en crecimiento (25 kg de peso vivo) mostró una alta digestibilidad ileal del nitrógeno tanto estandarizada (93.0 %) como aparente (85.8 %). La digestibilidad ileal aparente y de la mayoría de los AA fue similar a la digestibilidad del concentrado y el aislado de proteína de soya, destacando en el CPP la mayor digestibilidad ileal estandarizada y aparente de la leucina (96.3 y 94.7 %, respectivamente) y de la treonina (94.7 y 86.9 %, respectivamente)²².

En otro trabajo⁴⁷⁾ con cerdos en crecimiento (21 kg de peso vivo), la inclusión en la dieta de 17.5 % de CPP con una baja concentración de glicoalcaloides y baja actividad inhibidora de la tripsina no afectó la ganancia diaria de peso, el consumo diario de alimento ni el peso relativo de estómago, duodeno y yeyuno, así como otros aspectos de la morfología intestinal. La digestibilidad de la proteína fue menor en los cerdos alimentados con la dieta con CPP que con la dieta con caseína, sin embargo, la digestibilidad ileal aparente de la grasa fue mejor en los lechones de CPP. Los autores concluyen que la dieta con un alto nivel de CPP fue bien utilizada por los cerdos en crecimiento⁴⁷.

Los buenos resultados al consumo de CPP observados en cerdos en crecimiento, probablemente están relacionados con sus características nutricionales; sin embargo, debido a las propiedades antimicrobianas reportadas, el uso del CPP es más recomendable para su inclusión en dietas para lechones recién destetados.

En 2005, ya se había observado⁴⁸⁾ que lechones alimentados con dietas con 6% de CPP tuvieron una mayor ganancia diaria de peso de los primeros 1-21 y 21-50 días posdestete que lechones alimentados con dietas en las que incluyeron harinas de pescado, de girasol y de gluten en cantidades similares. La mortalidad en el periodo fue baja (cerca del 4 %) y la severidad de diarreas fue ligera (1.6 puntos) en todos los lechones⁴⁸.

Algunos autores⁵¹ utilizando CPP con un bajo nivel de glicoalcaloides (CPPBG) en dietas de cerdos recién detestados no encontraron diferencias en el comportamiento productivo respecto a dietas con plasma animal. Los autores observaron en lechones destetados, una respuesta cuadrática en la ganancia de peso y consumo de alimento, al utilizar niveles de inclusión crecientes de CPPBG, remplazando el 25, 50, 75 y 100 % de plasma animal de la dieta. La eficiencia alimenticia mejoró linealmente con la inclusión de CPPBG. Se concluyó que el CPPBG puede ser un sustituto eficaz de una parte del plasma porcino en las dietas para lechones destetados⁵¹.

Durante la primera semana posdestete⁵² se observó que la ganancia diaria de peso y la eficiencia alimenticia tampoco fueron diferentes entre lechones que consumieron en sus dietas plasma porcino deshidratado o CPP. Durante la segunda semana posdestete y en el período experimental total el consumo diario de alimento fue similar entre todos los animales. La digestibilidad ileal aparente de la proteína cruda fue mayor en lechones alimentados con antibiótico y con CPP. La digestibilidad total aparente de la materia seca y de la energía fue más alta para los lechones alimentados con CPP que con las otras dietas. El índice de severidad de diarreas en los lechones alimentados con la dieta CPP fue similar entre los lechones alimentados con la dieta testigo con antibiótico⁵². Estos resultados demuestran un uso potencial del CPP para lechones recién destetados.

Conclusiones

En los últimos años se ha incrementado la busca de alternativas al uso de antibióticos en los alimentos como promotores de crecimiento y de salud intestinal en lechones recién destetados. La papa es un alimento rico en péptidos antimicrobianos (PAM) y otras proteínas que están involucradas en su sistema de defensa, los cuales ya fueron purificados a nivel de laboratorio. La industria de extracción de almidones a partir de la papa genera una gran cantidad de un concentrado proteínico, que probablemente conserva estos PAM. En este contexto, el concentrado de proteína de papa, podría ejercer un efecto positivo sobre el desarrollo productivo del cerdo por su valor nutricional, además de los posibles beneficios de sus PAM sobre la salud intestinal. Sin embargo, para que sea considerado como una alternativa al uso de antibióticos en las dietas iniciadoras, es necesario contar con más evidencias bibliográficas sobre la presencia de estos péptidos en los productos comerciales a base de concentrado de proteína de papa disponibles en el mercado, y si sus efectos benéficos persisten a nivel gastrointestinal disminuyendo las diarreas posdestete.