| NUTRICION DE MONOGASTRICOS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Optimizando el Fósforo en la dieta Por W. D. Basson (Trabajo publicado por cortesía de Argenexport S.A.) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Resumen El Fósforo dietario, independiente de su origen, nunca es utilizado totalmente por los animales. La magnitud de su utilización es principalmente dependiente de la fuente y la naturaleza de los ingredientes de los alimentos individuales. Los Fosfatos alimenticios inorgánicos son ampliamente utilizados como suplementos P dietarios y su elaboración y propiedades se describen con énfasis a efectos de optimizar su uso. La naturaleza del fósforo Fítico en ingredientes orgánicos del alimento también se revisa junto con los valores recientemente publicados de P absorbible según trabajos de investigación holandesa. Se presentan las recomendaciones actuales de fósforos en los alimentos para avicultura y cerdos y se discute la última información disponible con respecto a la utilización del fósforo de los alimentos. Ingredientes orgánicos del alimento, si bien son relativamente bajos en P, hacen una contribución significativa al volumen de P total en la dieta de monogástricos en virtud de su nivel de inclusión. La baja digestibilidad del P en estos ingredientes orgánicos del alimento es bien conocida y en el pasado esto se ha compensado parcialmente, asumiendo que de eso sólo una tercera parte de este P es disponible para el animal. El alto costo de los fosfatos alimenticios inorgánicos utilizados para cubrir la deficiencia de P dietario como así también los efectos de la polución de P en la tierra y el agua, enfatizan la necesidad de entender el origen y propiedades de estos productos para perfeccionar su utilización. La disponibilidad comercial de la enzima fitasa microbiana ha introducido una nueva dimensión en la suplementación de fósforo en los alimentos para monogástricos. Este desarrollo tiene el potencial de mejorar la utilización de P dietario y algo más. Agregando la cantidad requerida de enzima fitasa a dietas de monogástricos ricas en grano, una parte importante del P ligado al fitato se hace disponible para el animal. La eficacia de la fitasa microbiana está limitada por varios factores que necesitan ser comprendido para aumentar al máximo la respuesta de este producto. Fosfatos Alimenticios Inorgánicos Producción de Fosfatos Alimenticios Inorgánicos Hasta fines de los 40’, la harina de hueso y la roca fosfórica suave eran los principales suplementos minerales de P en los alimentos animales. Un aumento en la demanda de suplementos altos en P llevó a varios acercamientos para producir productos con el mayor contenido de P posible. La Tabla 1 contiene un listado de las fuentes de fosfatos alimenticios inorgánicas comúnmente disponibles y/o utilizadas. Tabla 1. Fuentes de fosfatos alimenticios inorgánicos más comunes
Los Fosfatos Monosódicos se producen usando ácido fosfórico grado reactivo y aunque tiene una biodisponibilidad alta, su costo es generalmente demasiado alto para permitirle competir con MCP, DCP y DFP. A pesar de su pobre biodisponibilidad, los fosfatos Tricálcicos (TCP) todavía se usan en las formulaciones en algunos países y el costo relativamente bajo a veces se percibe como un “beneficio.” La continuidad en el uso del TCP se debe probablemente a una falta general de información de su biodisponibilidad. Es la opinión del autor que TCP no es nutricionalmente conveniente para suplementación de P. Los fosfatos Mono y dicálcicos son las fuentes de P inorgánicos más comúnmente usadas como suplementos de dietas de animales domésticos. Aunque los nombres de mono y dicálcico son normalmente usados para describir estos productos, debe entenderse que la mayoría de los fosfatos alimenticios comerciales en estas categorías, no son productos puros, sino mezclas de fosfatos monocálcicos y dicálcicos. Esto es debido al hecho de que la reacción entre el ácido fosfórico y la cal es una ”familia de reacciones” en lugar de una reacción específica per se. Así los fabricantes manipulan las condiciones del proceso, en un esfuerzo por lograr una composición específica del producto. A los efectos de clarificar y entender mejor las propiedades de fosfatos alimenticios inorgánicos, se da una descripción breve de los procesos industriales involucrados: Fig. 1 Procesos industriales de Fosfatos Alimenticios Inorgánicos
1.1 Fosfatos Dicálcicos a partir de ácido fosfórico y cal hidratada:
H3PO4 + Ca(OH)2 Ý CaHPO4.2H2O Ácido fosfórico hidróxido de calcio fosfato dicálcico dihidratado
H3PO4 + Ca(OH)2 Ý CaHPO4 + 2H2O ácido fosfórico hidróxido calcio dicálcico anhídrido agua
1.2 Fosfatos monocálcicos (mono-dicálcico) a partir de ácido fosfórico y carbonato de calcio:
2 H3PO4 + CaCO3 Ý CaH4(PO4)2 . H2O + CO2 ácido carbonato fosfato monocálcico dióxido fosfórico de calcio monohidratado de carbono
H3PO4 + CaCO3 + H2O Ý CaHPO4 . 2 H2O + CO2 ácido carbonato agua fosfato dicálcico dióxido fosfórico de calcio dihidratado de carbono
1.3 Fosfato monocálcico a partir de ácido fosfórico y óxido del calcio:
2 H3PO4 + CaO Ý CaH4(PO4)2 . H2O ácido óxido fosfato monocálcico fosfórico de calcio monohidratado
Ca3(PO4)2 + 4 HCl Ý CaH4(PO4)2 + 2 CaCl2 Fosfato tricálcico ácido fosfato cloruro de roca fosfórica clorhídrico monocálcico de calcio
CaH4(PO4)2 + Ca(OH)2 + 2 H2O Ý 2 CaHPO4 . 2 H2O fosfato hidróxido agua fosfato dicálcico monocálcico de calcio dihidratado
1.5 Fosfato de Roca Defluorinado (DFP)
El defluorinado de la roca fosfórica se realiza mezclando roca fosfórica con ácido fosfórico e hidróxido de sodio o carbonato sódico previo a someter a la mezcla a una temperatura de por lo menos 1200ºC en un horno rotativo.
9 Ca5(PO4)3F + 15 NaOH + 8 H3PO4 Ý5 Ca6Na3P5O20 + 5 Ca3(PO4)2 + 9HF + 15 H2O Durante este proceso, se elimina el flúor y se lo atrapa como fluoruro de hidrógeno. El proceso necesita ser supervisado de cerca para asegurar que el material contenga una proporción alta de P- biológicamente disponible. Durante el proceso se forman grandes masas de fosfatos de calcio-sodio y fosfatos Tricálcicos, que son luego finamente molidos. Los recientes estudios en Sudáfrica (van Niekerk y van der Klis, 1995) indican que hay diferencias considerables en la biodisponibilidad de fosfatos alimenticios defluorinados producido en varias plantas en diferentes países alrededor del mundo (Van Niekerk y Van der Klis, 1995 -Tabla 2b)
Biodisponibilidad de los diferentes fosfatos alimenticios inorgánicos. Tabla 2a. Comparación de Biodisponibilidad en Suplementos de Fósforos Inorgánicos (datos EE.UU.)
Los ensayos de biodisponibilidad de fuentes de fosfatos alimenticio inorgánicos para monogástricos datan de 1945 (Bird et al, 1945) donde la respuesta fue medida en términos de ganancia de masa corporal y ceniza del hueso, con la harina de hueso y fosfato tricálcico como referencia de fuentes de P. La comparación de resultados de un gran número de ensayos de biodisponibilidad publicadas es casi en vano debido a que uno se confronta con una amplia gama de fuentes de P de referencia así como muchos criterios de evaluación diferentes utilizados. Las comparaciones entre resultados de pruebas de biodisponibilidad diferentes tienen sentido y sólo son posibles donde los métodos de la prueba y fuentes de la referencia son las mismas. No es, por consiguiente, posible hacer una comparación válida entre todos los resultados experimentales americanos citados por Sullivan y Douglas, (1990). Los resultados citados en el trabajo mencionado anteriormente dan, sin embargo, una indicación del ordenamiento relativo de cada uno de estos productos.
En la Tabla 2b, se presentan valores de digestibilidad aparente determinados utilizando métodos experimentales holandeses. Las investigaciones realizadas por Beers et al. (1993) y por van der Klis y Blok (1997), fueron realizadas en Holanda, mientras que el trabajo de van Niekerk y van der Klis (1995) fue hecha en Sudáfrica. Nuevamente aquí, la comparación directa entre estos trabajos será de valor limitado.
Los datos de la Tabla 2b indican claramente que los llamados fosfatos monocálcicos (MCP) y fosfatos del monodicálcicos (MDCP) tienen una digestibilidad que es igual al fosfato Monosódico dihidrogenado, químicamente puro.
Tabla 2b. Comparación de Biodisponibilidad en Suplementos de Fósforos Inorgánicos (metodología Holandesa)
Si bien el contenido de P total del DFP es similar al del DCP, el contenido de Ca es del orden de 30-32%, lo que es cerca de un 25% superior que en el DCP (DCP=23-24% Ca). Las pruebas de biodisponibilidad hechas por van Niekerk en varios productos DFP indican que ese DFP de varios productores puede variar significativamente, de bueno a regular. Estas diferencias probablemente son debidas a las diferentes materias primas y a las condiciones de procesamiento, usadas en la elaboración de dichos productos. En los EE.UU. casi un cuarto de las fuentes de P inorgánicas son DFP. En EE.UU., el DFP se prefiere a MCP, porque no reduce la velocidad del proceso de peleteado, de la misma forma que lo hace el MCP. Esto se deba probablemente al mayor contenido de Ca, y al mayor contenido de humedad del DFP. Donde se reemplace el MCP o MDCP por DFP, se deberá hacer una corrección por la menor biodisponibilidad del DFP.
Fósforo en Subproductos Animales Existe una variedad de ingredientes del alimento de origen animal que contienen cantidades significativas de fósforo y son normalmente utilizados en alimentos balanceados. Aunque su contenido de P disponible es generalmente menor que el de las fuente de P inorgánicas, hacen, no obstante, una contribución importante al P total de la dieta. Los ensayos de biodisponibilidad del fósforo en cerdos y pollos parrilleros se resume en la Tabla 3. Al informar estos resultados los autores indicaron que hay una considerable variación entre las distintas fuentes testeadas y opinan que deben hacerse más pruebas. Se observa que la biodisponibilidad del P en productos animales es significativamente más baja que la de los fosfatos monocálcicos. Esto varía de un 10% más baja para una buena harina de pescado, a un 35% más baja para la harina de hueso. Tabla 3 Digestibilidad del fósforo en subproductos animales
Desafortunadamente, no hay valores disponibles de biodisponibilidad en la literatura para la ceniza de hueso. Esta, es producida normalmente quemando huesos animales (fosfato tricálcico) a temperaturas más de 1000 ºC. Aunque no hay información disponible, uno podría asumir que la biodisponibilidad será más baja que la de la harina de hueso normal debido a la formación de pirofosfatos, los cuales son insolubles. Está sin embargo sumamente claro de estos datos que la gran variación en los resultados obtenidos hacen muy difíciles las deducciones importantes. Esperamos que se hagan trabajos en estos productos en un futuro cercano.
Fósforo en Ingredientes del Alimento Orgánicos Los granos, otras semillas y sus productos derivados contienen una cantidad considerable de fósforo. Una porción significativa de este fósforo está ligada en forma de ácido fítico, y sólo es digerido parcialmente por los monogástricos. Como se ilustra en la Fig. 2, el ácido fítico está compuesto de una molécula de hexosa a la que se unen 6 grupos de fosfato. El nombre químico del ácido fítico es hexafosfato de inositol y ésta es la forma en la que se guardan reservas de P. El fósforo juega un papel importante en las células vivas y cuando las semillas germinan el fósforo requerido se libera en las semillas por medio de enzima fitasa que reside en las semillas. De esta manera la molécula de fosfato de inositol se despoja de su P para revertir a inositol o una molécula de hexosa. Fig. 2 Fósforo Fitico en las formas no degradada y parcialmente degradada. (Según Bos, 1990 y Beudeker, 1990)
Fosfato -6- Inositol Fosfato -4- Inositol
H3PO4 H3PO4 H3PO4 H3PO4
H-R H3 H3PO4 H3PO4 H3PO4 H-R
H3PO4 H3PO4 H3PO4 H-R
Los estudios del contenido de P-fítico de los ingredientes del alimento normalmente utilizados en dietas de monogástricos han mostrado que aproximadamente dos tercios del contenido total de P de granos y semillas está en la forma de P-fítico (Oshima et al, 1964). Hasta hace poco los formuladores de alimentos han subsanado esta limitación asumiendo que el P disponible es igual a 33% del contenido de P de estos ingredientes de la dieta. Los estudios de digestión en pollos parrilleros y cerdos, sin embargo, han indicado que una cantidad inconstante de este P fítico es digestible en diferentes alimentos (Simons y Versteegh, 1990; van der Klis y Versteeg, 1993; van der Klis y Versteegh, 1996). Esto puede relacionarse al hecho que los diferentes granos y semillas tienen cantidades variables de fitasa endógena. Un trabajo reciente de van der Klis (1997) indica que bajo las condiciones prácticas de alimentación, la digestibilidad del P-fítico es más baja que la registrada al limitar los contenidos de P y Ca de la dieta a 1.8g P-disponible /kg y 5.0 g/kg, respectivamente (ver Tabla 4). Tabla 4. La degradación del fosfato-6-Inositol bajo condiciones estándares y prácticas con contenidos dietarios de P absorbible y Ca, medidos al final del íleon en pollos parrilleros de 4-semanas de edad.
(2) 1.8 g P disponible y 5.0 g Ca por el kg. (3) En Exp 1: 3.0 g P/kg disponible y 8.3 g Ca/kg; en Exp.2: 3.0 g P/kg disponible y 6.8 g Ca/kg. De los datos de la Tabla 4 está claro que:
Asumiendo un coeficiente de disponibilidad del 80% para el P no fítico en alimentos de origen vegetal, van der Klis (1997) utilizó un modelo bifásico de corrección de derivado de los datos en de la Tabla 4, para calcular el coeficiente de absorción de P (ocP%) en un amplio rango de alimentos. Fitasa Microbiana. La enzima del fitasa microbiana fue desarrollada hace unos siete años atrás, para aumentar la digestibilidad del fósforo de las materias primas para monogástricos. Asumiendo una eficiencia del 100%, la dosis recomendada de la enzima es de 300 unidades de fitasa (FTU) por kg de alimento para ponedoras y 500 FTU para pollos parrilleros y cerdos. Para ponedoras, esto es igual a 1g de fosfato monocálcico (MCP) por kg de alimento y para parrilleros y cerdos, 1.7 g de MCP por kg. En la práctica esto significa que donde el costo de 300 FTU de fitasa es menor que o iguala al costo de 1 g de MCP, el uso de fitasas puede ser considerado desde del punto de vista económico (Kies, et al. 1997). En el caso de reemplazar el MCP con fitasa en dietas de cerdos y parrilleros, el costo correspondiente de la fitasa necesitará ser 70% más baja que el MCP. Es importante saber que la fitasa microbiana es muy sensible a las condiciones de pH y de temperaturas (Beudeker, 1990). Por ello, donde la fitasa se utilice en dietas de producción comerciales, se deben tomar precauciones especiales para asegurar que las condiciones de pH y temperatura prescritas, se mantengan durante y después de los procesos de mezclado y peleteado.
Recomendaciones para Fósforo Dietario Bajo la continua presión de legislación que limita la cantidad de P en estiércol que puede disponerse en las granjas, los investigadores holandeses han publicado recientemente recomendaciones revisadas para los niveles de la inclusión de fósforo en las dietas de monogástricos (van der Klis y Blok, 1997). Se resumen las recomendaciones para Avicultura en la Tabla 5 y los niveles recomendados de inclusión se expresan como P absorbible, tal como se describió anteriormente en este texto y, según los autores, incluye algún margen de seguridad. Estas recomendaciones asumen que la dieta contiene niveles adecuados de calcio y vitamina D3.
Tabla 5. Niveles de fósforo recomendados para Avicultura. 5.1 Parrilleros
5.2 Reproductoras
*P abs Fosforo absorbible.
Se listan recomendaciones holandesas para la inclusión de P en dietas de cerdo en la Tabla 6.
Tabla 6. Niveles de fósforo recomendados para dietas de cerdos 6.1 Cerdos en crecimiento
*P abs Fosforo absorbible.
Conclusiones La información presentada aquí, indica claramente que hay en la actualidad una mejor comprensión de la disponibilidad o digestibilidad del fósforo tanto en ingredientes alimenticios orgánicos así como los fosfatos alimenticios inorgánicos. Aunque los datos de los fosfatos alimenticios inorgánicos parecen ser confiables, estos productos necesitan de vez en cuando ser probados en animales-sobre todo donde el fabricante modifique los parámetros de producción o esté usando materias primas diferentes para hacer sus producto/s. Las últimas evaluaciones holandesas de P absorbible en fuentes inorgánicas han abierto la puerta a un mejor entendimiento de la naturaleza y utilización del P fítico. Este trabajo necesita ser continuado confirmando la verosimilitud de los resultados holandeses y extendido para incluir algunos de los granos, semillas y sus subproductos que normalmente se usan en Argentina.
Los productores de cerdos y aves han estado bajo severa presión por parte de las autoridades estatales durante los últimos años para reducir la cantidad de estiércol que es devuelta a la tierra agrícola. Esto ha llevado a una variedad de acercamientos para manejar el problema. Obviamente uno del más importante de éstos ha sido reducir los niveles de fosfato dietario en todos los alimentos para animales. Ha habido un aumento en informes de pérdidas de procesamiento en las plantas procesamiento avícola y hay una fuerte sospecha que éstos pueden estar relacionados con el aumento de debilidades del esqueleto.
Un estudio de Thorp (1997) informa que en casos de desórdenes óseos infecciosos en parrilleros, se producen durante la cocción fracturas de huesos y toma una coloración marrón la carne adyacente a los mismos. Los resultados indican una posible relación entre raquitismo hipofosfatémico y la condronecrosis bacteriana, de la placa de crecimiento. Los resultados también sugieren que existe un vínculo entre la patología de los casos estudiados y una falla al cubrir los requerimientos adecuadamente de fósforo y/o el calcio y vitamina D3 durante el período de crecimiento. Esto puede posiblemente servir como advertencia: las reducciones excesivas en el aporte de fósforo deben evitarse a toda costa.
Referencias
Beers, S., Kemme, P.A., Jongbloed, A.W. and Horsting, V.B.J. 1993. P-digestibility in feed phosphates and products of animal origin: Results of several trials. IVVO-DLO - Report no. 149- 1,2nd Edition, June, 1993. (Dutch Institute for Animal Science and Health, Lelystad, The Netherlands)
Beudeker, R.F., 1990. Ontwikkeling van een mikrobeel fytase voor toepassing bij varkens en pluimvee. Themadag Veevoeding en milieu. Mestproblematiek: Aanpak via de voeding van varkens en pluimvee. pp 45-48. Lelystad, 19 April, 1990. Instituut voor Veevoedingsonderzoek, Postbus 160, Lelystad. Bos, K.D. 1990. Chemische agtergronden van Fosforverbindingen en Fytase in Veevoeder. In: Themadag - Mestproblematiek:: Aanpak via de voeding van varkens en pluimvee. Lelystad, 19 April, 1990. Kies, A., van Hemert, K., Selle, P. & Kemme, P. Dec. 1997. The protein effect of phytase. The Feed Compounder. Oshima, M., Taylor, T.G. and Williams, A. 1964. Variations in the concentration of phytic acid in the blood of domestic fowl. Biochemical Journal 92: 42-46. Sullivan, T.W. & Douglas, J.H. 1990. Phosphorus Bioassays - Developments in Five Decades. Paper presented at the Pitman-Moore Nutrition for the Nineties Conference, Bloomington, MN, September 17, 1990. Thorpe, B.H. 1997. Skeletal Development and dietaty Ca/P relationships. Paper presented at the 1997 Congress of the World Poultry Science Association, Faburg, Denmark. van der Klis, J.D. & Versteegh, H.A.J., 1993. De opneembaarheid van fosfor in grondstoffen bij slachtkuikens. In: “Stikstof en fosfor in de voeding van éénmagige landbouwhuisdieren in relatie tot de mestproblematiek. Productschap voor Veevoeder”. ‘s-Gravenhage, Kwaliteitsreeks nr. 23, Hoofdstuk 8. van der Klis, J.D. & Versteegh, H.A.J., 1996. De opneembaarheid van van fosfor en de afbraak van inositolfosfaten bij verschillende plantaardige grondstoffen. Het effect van het gehalte opneembaar fosfor en calcium bij vleeskuikens. Rapport ID-DLO 96.033. van der Klis, J.D. and Blok, M.C. 1997. Definitief systeem opneembaar fosfor pluimvee. CVB-documentatierapport nr. 20. September, 1997.Centraal Veevoederbureau, Runderweg 6, 8219, Lelystad, The Netherlands. van Niekerk, J. & van der Klis, J.D. 1995. Final report:Determination of bioavailability of different phosphorus sources. Irene Animal Production Institute, Private Bag X2, Irene, 0062, South Africa.
Appendix 1 Composición química de Alimentos indicando las distintas Fracciones de Fósforo. Van der Klis & Blok, 1997. (CVB, Lelystad, the Netherlands)
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||