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La pared celular que recubre el endospermo de loscereales est formada por carbohidratos complejos quese conocen con el nombre de polisacridos no amilceos-PNA-. La estructura de estas paredes celulares, tanto decereales como de otros ingredientes de uso comn enpiensos, es muy compleja y, dependiendo del tipo demateria prima a evaluar, encontraremos que su perfil enPNA es muy diferente (Tabla1).

Los arabinoxilanos son los PNA mayoritarios en eltrigo, centeno y triticale. Estn formados por cadenaslineales de unidades de xilosa unidas por enlaces -(1-4),con diversas ramificaciones de unidades de-L-arabinofuranosa.

Por otro lado, los -glucanos son los PNA ms abun-dantes en la cebada y avena. Consisten en cadenaslineales de glucosas unidas por enlaces -(1-4) o -(1-3).

En otros ingredientes del pienso, como la soja, elgirasol o la colza, aparecen, en cantidad menor, pero conun marcado efecto antinutricional, otros tipos de PNAcomo las pectinas, los -galactosidos y losbetagalactomananos.

Adems, en los ltimos aos ha crecido el uso desubproductos en la alimentacin de los monogstricos,como los de la produccin de bioetanol -DDGS-, quepresentan una nueva variedad de complejos sustratos.

Polisacricos no amilceos y complejosmultienzimticos; cmo mejorar el valornutricional del pienso

J. Ignacio Fernndezjifernandez@pintaluba.com

David Gonzlez Snchezdgonzlez@pintaluba.com

Tabla 1. Composicin en PNA de diversos ingredientes para piensos (*)

Maz Trigo Centeno Cebada Sorgo Gluten Salvado H soja H colza H girasolfeed trigo

Total PNA 9,7 11,9 15,2 18,6 9,0 35,1 37,4 21,7 22,0 24,0

RSO (#) 0,3 0,6 0,7 0,6 0,1 0,7 1,6 6,0 1,6 1,9

Betaglucanos 0,1 0,8 1,6 4,2 0,1 0,2 2,4 0,1 0,05 0,16

Arabinoxilanos solubles 0,5 1,6 3,2 1,2 0,45 1,4 1,7 1,1 1,6 1,3

Arabinoxilanos insolubles 3,8 6,0 6,5 7,2 2,4 15,8 22,1 3,4 4,4 7,8

Mananos 0,2 0,2 0,2 0,2 0,1 0 0,1 1,3 0,1 0,1

(*) Adaptado de "Carbohydrate and lignin contents of plant materials used in animal feeding". Anim. Feed. Sci. Technol. 67:319-338.Bach Knudsen, K. E.

(#) RSO: oligosacridos de la serie Rafinosa (Rafinosa, Estaquiosa y Verbacosa)

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Por lo tanto, la fraccin de PNA que compone unpienso es mucho ms diversa y compleja de lo que se havenido considerando y diferir significativamente de-pendiendo de la composicin final de la dieta (Figura 1).

Empleo de enzimas carbohidrasas:correcta valoracin de su uso

La composicin en PNA va a determinar el mayor omenor efecto antinutricional y los consiguientes proble-mas intestinales que del mismo puedan derivar, lo que vaa determinar directamente el mayor o menor valornutricional de una materia prima.

El mecanismo exacto mediante el cual los PNAejercen su efecto antinutricional no es comprendidotodava del todo. Las dos explicaciones ms aceptadasincluyen la "teora de la viscosidad" y la "teora de laencapsulacin". La primera propone que los PNA visco-sos o solubles son los responsables del pobre valornutricional de cereales como el centeno, la avena, eltriticale o el trigo ya que la viscosidad provocada por losPNA solubles dificulta la motilidad intestinal, reduciendola correcta difusin de enzimas endgenas y el correctomezclado de la digesta, lo que puede ser responsable dela deficiente digestin y absorcin de nutrientes y de unareduccin de la ingesta de alimento. Este efecto ocurreprincipalmente en pollos y se manifiesta externamentecomo problemas de camas hmedas y heces pastosas

acompaadas de un empeoramiento de laeficiencia alimenticia.

La teora de la encapsulacin est relacio-nada con la barrera fsica que forman los PNAy que restringe el acceso de las enzimasendgenas a los nutrientes ms valiosos-almidn, protena y grasa-, que quedaranencapsulados dentro de las clulas. El efectonegativo consistira en una reduccin o re-traso de la digestin de nutrientes en elintestino delgado lo que implica una menorcantidad de nutrientes disponibles que soneliminados en las heces.

La estrategia ms popularmente acepta-da por sus resultados probados y usada desdehace ya tiempo con el fin de contrarrestarestos efectos negativos es el empleo deenzimas carbohidrasas. En la eleccin delenzima a usar debe primar la composicin enPNA de dicha dieta - sustrato -. Hasta la fecha,

sta consideracin se ha centrado casi exclusivamenteen los PNA mayoritarios por lo que las carbohidrasas deuso ms comn en piensos comerciales son las queincluyen actividades de tipo betaglucanasa y/o xilanasa,.Sin embargo, teniendo en cuenta, como hemos comen-tado, la complejidad del perfil de PNA del sustrato, esdeseable o recomendable el uso de un producto enzim-tico que sea complejo en su composicin en actividadesenzimticas. As, que esta multitud de actividades ase-gurar un rango de actuacin ms amplio -sobre todoslos tipos de PNA- en la mejora del valor nutricional de todala dieta, comparado con aquellos basados en actividadesenzimticas puras centradas solo en los PNA mayoritarios.

La complejidad de las dietas de pollos en cuanto a sucomposicin en PNA plantea dos cuestiones: en primerlugar, cmo puede el efecto o mejora de un preparadoenzimtico imputarse solamente a su accin sobre uningrediente individual? y, en segundo lugar, cmo pue-de esta informacin ser traducida en trminos de valornutricional?

Como hemos comentado, la fraccin de PNA, demanera natural, es radicalmente diversa, con ampliasdiferencias entre los tejidos de la planta, as como entreespecies de plantas. Esta fraccin va, desde la altamenteresistente al ataque enzimtico, ya sea lignificada o fibrahidrofbica insoluble, a la fraccin de PNA ms vulnera-ble de las paredes celulares del endospermo. Esta ltimaes ms susceptible al ataque enzimtico, en cumpli-miento de su funcin estructural en la planta. Durantela germinacin un proceso clave es la degradacin delalmidn, aceite y protena, que exige la destruccin de

Fig. 1. Composicin en PNA de diferentes tipos de frmulas de pollos(RSO: oligosacridos de la serie Rafinosa (Rafinosa, Estaquiosa yVerbacosa)

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la pared celular para elacceso de las propiasenzimas endgenas, loque permiten el creci-miento y desarrollo de laplanta. Esto es anlogo alproblema al que se en-frenta el sistema digesti-vo de los monogstricos,que carece de enzimasendgenas adecuadas ypor eso ponemos nuestroesfuerzo para acceder ala clula mediante la tri-turacin fsica del piensoa travs del molido y, unavez dentro del animal, ensuplementar con enzimascarbohidrasas para poten-ciar el proceso de la des-truccin fsica y con elloel de digestin.

En la naturaleza los organismos emplean una estra-tegia sistemtica para la destruccin enzimtica de untejido diana, empezando por la solubilizacin del polmeroseguido de cerca por la degradacin endoltica propia-mente dicha. La degradacin exoltica lgicamente nopuede ser eficiente hasta que grandes cantidades de losextremos libres del polmero estn expuestos.

Existen otros factores que podran afectar a la degra-dacin del substrato. Estos podrn incluir, en el caso delas enzimas, unas enzimas secundarias y cofactores deenzimas que son especficos de un sustrato determinadoy en el caso de los ingredientes, factores que puedenafectar la actividad enzimtica. Por ejemplo, losinhibidores de tripsina reconocidos desde hace muchotiempo como el principal factor antinutricional en la sojay otras leguminosas y, ms recientemente, los inhibidoresde carbohidrasas en cereales, han planteado preocupa-ciones en cuanto a sus efectos sobre la suplementacinenzimtica de los piensos.

Numerosos argumentos podrn ser utilizados paraexplicar la ventaja de usar complejos multienzimticosadems de la explicacin evidente de que existe simple-mente un mayor rango de enzimas presentes. En untrabajo de Mathloulthi, en 2002 -ver figura 2- se vioclaramente que, al aadir a un substrato rico enarabinoxilanos, una xilanasa purificada, un complejomultienzimtico conteniendo como actividades princi-pales xilanasa y betaglucanasa y adems otras secunda-rias complementarias -endo y exo arabinoxilanasas y

otras-, la mayor degradacin del substrato se obtuvo enel ltimo caso.

Por lo tanto los productos enzimticos que se produ-cen de forma natural sin modificaciones genticas demicroorganismos, a diferencia de los productos querepresentan una mezcla de enzimas nica, aportanefectos sinrgicos.

Empleo de complejos multienzi-mticos: valoracin de sus efectos

En la alimentacin de monogstricos se usan, cadavez ms, formulaciones con una amplia composicin deingredientes, con la creciente incorporacin y depen-dencia de fuentes de energa y protena ricas en fibra,como la de subproductos de otras industrias -DDGS,salvado de trigo, gluten, etc.- que van creciendo enimportancia. Todo ello conduce a que los PNA que com-pondrn estas dietas sern de una enorme complejidady diversidad y requerirn la accin de mltiples activida-des enzimticas. Una enzima basada en una nicaactividad dejara gran parte de estos PNA sin opcin a serdegradados.

Como ya se ha comentado anteriormente, el motivooriginal que supuso la aplicacin de enzimascarbohidrasas en las dietas de avicultura fue contrarres-

Fig. 2. Fracciones liberadas tras la hidrlisis de arabinoxilanos con una xilanasa purificada ycon un complejo multienzimtico (Mathloulthi y col., 2002)

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tar los efectos negativos causados por la fraccin solublede los PNA -xilanos y betaglucanos-. La viscosidad pro-vocada por estos comprometa la utilizacin de nutrientesy como consecuencia los rendimientos productivos delave. Un aspecto a tener muy en cuenta es que, a menudo,los efectos negativos observados en el ave no han sidocorrelacionados particularmente bien con la viscosidadmedida a nivel intestinal. Por ejemplo, el trigo y lossubproductos de trigo producen normalmente muchamenor viscosidad intestinal que la cebada, pero la mejoraque sigue a la aplicacin de enzimas es en muchos casosigual de importante.

Por otro lado, la teora de la encapsulacin explicaraporque en ausencia casi total de PNA solubles en dietasde pollos se han observado y registrado mejoras de losparmetros productivos con la aplicacin de complejosmultienzimticos. Es decir, la barrera que supone la paredcelular para acceder al contenido de la clula nos llevaa concluir que todos los ingredientes siempre se benefi-ciarn de la suplementacin enzimtica.

Un ejemplo claro es el caso de enzimas de origenfngico obtenidas a partir de fermentaciones no OGMy ms en concreto a partir del genero Aspergillus, dondese ha comprobado que, adems de contener una altaconcentracin en enzimas betaglucanasas y xilanasas,stas contienen tambin otras actividades secundarias,entre las que podemos mencionar como ms importan-tes aquellas actividades de tipo celulasas, hemicelulasasy sobre todo del tipo alfa-galactosidasas ybetamananasas.

Este tipo de enzimas usado conxito desde hace tiempo en dietastrigo/cebada, en las que la viscosidades un problema, han demostrado sueficacia tambin en dietas maz-soja,donde la viscosidad no es problem-tica. En la tabla 2 podemos ver unresumen de pruebas realizadas enmaz soja y las mejoras encontradas,cuando se usaban complejosmultienzimticos con varias activi-dades tanto principales comosegundarias.

Pero el reto para el nutricionistade hoy en da es cmo valorar apro-piadamente la degradacin que seproduce del pienso con el uso deenzimas. La degradacin puede serinterpretada de dos maneras: comouna mayor y ms completa utiliza-cin de los contenidos celulares, otambin por el potencial valornutricional de la fraccin de PNA una

vez degradada. El valorar ambas aportaciones resulta devital importancia para conseguir el mayor rendimientodel uso de estos complejos multienzimticos.

Por ejemplo, las unidades de hexosa son transporta-das activamente y utilizadas. Los monmeros de pentosa,sin embargo, son mal utilizados, o incluso txicos enniveles elevados, aunque no estn sujetos a transporteactivo y de ah su pobre absorcin a niveles bajos. Juntocon fragmentos de fibra liberados de componentes de lapared celular, estas fracciones procedentes de la degra-dacin de los PNA proporcionan sustrato para los compo-nentes de la microflora intestinal beneficiosos, actuan-do de forma prebitica y, por lo tanto, promoviendo lasalud intestinal general e indirectamente reduciendo lacarga patognica va exclusin competitiva.

Por lo tanto, asignar valores de matriz a ingredien-tes ms all de los ingredientes tradicionales podraser un enfoque razonable cuando se utilizan comple-jos multienzimticos de amplio espectro y es una delas vas de investigacin que ms inters pueden tenerhoy en da.

En una situacin generalizada de precios al alza delos ingredientes para pienso, el poder utilizar materiasprimas alternativas -subproductos- o poder extraer elmximo de nutrientes de nuestro pienso utilizandoenzimas con amplio espectro de accin pueden serunas soluciones para abaratar los costes de alimenta-cin de las aves.

Tabla 2. Efecto de la suplementacin con complejos multi-enzimticos conteniendo xyl + glu + galac + betamannasa sobreel crecimiento en pollos alimentados con dietas maz soja (*)

ndice de conversin:Test Peso a 14 d, g g pienso/g ganancia de peso

Control Enzima Control Enzima

A 537 546 1,42a 1,36bB 487b 532a 1,46a 1,42bC 492 501 1,44 1,42D 502 508 1,49 1,47E 473 496 1,35a 1,32bF 328 337 1,42 1,40G 334b 354a 1,49a 1,35b

Media 450 468 1,44 1,39

Mejora respectoal control, % 3,9 3,2

(*) Slominski y col., 2006