Ingredientes alimenticios alternativos: concentración energética y en nutrientes, digestibilidad y niveles recomendados de inclusión

Ingredientes alimenticios alternativos: concentración energética y en nutrientes, digestibilidad y niveles recomendados de inclusión

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Hans H. Stein
University of Illinois
XXVII CURSO DE ESPECIALIZACIÓN FEDNA


La dieta tradicional maíz-soja ha sido utilizada con éxito por la industria porcina en Estados Unidos durante más de 50 años. El maíz y la soja se complementan mejor que la mayoría del resto de los ingredientes, en términos de cubrir las necesidades nutritivas de los cerdos en crecimiento y de las cerdas reproductoras.


Introducción

Con los recientes aumentos en los costes del maíz y de la soja es, sin embargo, necesario buscar alternativas a estos ingredientes tradicionales, no para encontrar algo mejor que la mezcla maíz-soja, sino principalmente para identificar ingredientes que puedan ser mezclados para elaborar una dieta más barata que la tradicional. Los cerdos pueden rendir bien cuando son alimentados con muchas combinaciones diferentes de ingredientes. Por tanto, el desafío para los nutricionistas es identificar cuál de estas combinaciones resulta más económica para cubrir sus necesidades sin cambios en sus rendimientos productivos.


Coproductos del maíz

La industria del maíz en Estados Unidos da lugar a la producción de varios coproductos que pueden incluirse en dietas para ganado porcino. La utilización del maíz para la producción de etanol, sirope de maíz, harina de maíz, o de otros productos para la industria o para consumo humano, resulta a menudo en la producción de coproductos o subproductos que no pueden utilizarse para su uso primario y quedan por tanto disponibles para la industria de la alimentación animal.
La fermentación del maíz para la producción de etanol o de bebidas resulta en la producción de granos secos de destilería (DDG) que pueden o no ser mezclados con los solubles antes de ser desecados. Los granos de destilería secos con solubles (DDGS) son el producto obtenido si los solubles se añaden a la DDG antes de su desecación. Los DDGS tradicionales contienen entre un 9-12% de extracto etéreo, pero si la grasa se extrae de los solubles antes de que se añadan a los DDG se obtiene un producto desengrasado.
A veces el maíz se descascarilla y se le extrae el germen antes de la fermentación. En este caso los granos de destilería producidos tienen un elevado contenido en proteína (HP-DDG). El germen de maíz que se separa del endospermo puede también utilizarse en la alimentación de ganado porcino. Si el maíz se utiliza para producir grits o harina, se obtiene otro coproducto denominado hominy feed que también puede incluirse en dietas de porcino. La industria de molienda en húmedo da lugar a la producción de coproductos que están disponibles igualmente para la alimentación animal. Con este proceso, el maíz se limpia y se le puede o no extraer el germen para obtener aceite de maíz para consumo humano y harina de germen de maíz para alimentación animal. El maíz puede también molerse y lavarse para obtener salvado y producto libre de salvado. El salvado se procesa posteriormente para obtener el gluten feed de maíz que se usa en alimentación animal. El producto libre de salvado se centrifuga para separar el gluten y el almidón. El gluten se procesa posteriormente para dar lugar al gluten meal de maíz y comercializarse como ingrediente para piensos, mientras que el almidón se lava y se purifica para destinarse al consumo humano.

Por lo tanto, al menos nueve coproductos diferentes del maíz están disponibles para alimentación animal. Estos productos tienen diferentes características y composición en nutrientes y en energía para ganado porcino (tablas 1 y 2). La mayor limitación para el uso de estos ingredientes en dietas de porcino es la concentración de fibra que permanece en los productos y que determina frecuentemente sus niveles de inclusión en el pienso. Se han realizado un número de experimentos con DDG, DDGS y HP-DDG que permiten documentar los efectos de diferentes niveles de inclusión (Cook et al., 2005; Whitney et al., 2004, 2006). Los resultados de estos ensayos permiten concluir que niveles de inclusión entre un 20 y un 30% de DDG, DDGS y HPDDG normalmente no afectan a los rendimientos productivos. En determinadas circunstancias la inclusión de niveles superiores a un 30% puede ser recomendada (Cromwell et al. 2010; Widmer et al., 2008; Kim et al., 2009). Para el germen de maíz la información disponible es limitada, pero al menos puede incluirse un 15% en dietas para cerdos en cebo (Widmer et al., 2008; Lee et al., 2011). Para otros coproductos del maíz tales como el hominy feed, gluten meal, gluten feed y harina de germen no hay trabajos publicados. Sin embargo, en base a su concentración en fibra y proteína pueden aconsejarse niveles de inclusión de entre un 20 y un 40% de hominy feed y de un 20% para el resto.

Debido a la mayor concentración de fibra en los coproductos del maíz con respecto al grano, su digestibilidad energética es inferior (Pedersen et al., 2007; Stein et al., 2009). Sin embargo, la concentración total de energía es superior en los DDG, DDGS, HP DDG y en el germen que en el grano (tabla 2). Para el gluten meal, gluten feed, hominy feed y la harina de germen, la información sobre su digestibilidad energética es limitada, pero en todos estos casos se espera que contengan menos energía digestible que el grano. 
La digestibilidad del fósforo es mayor en los DDG, DDGS y HP DDG que en el grano ya que la fermentación reduce la cantidad de fósforo fítico (tabla 2; Widmer et al., 2007; Almeida and Stein, 2010). Sin embargo, para los otros coproductos del maíz la digestibilidad del fósforo es similar a la del grano.
La digestibilidad de la mayor parte de los aminoácidos en los subproductos de maíz es menor que en el grano (Stein et al., 2006c), excepto en el caso del gluten meal. En algunos productos la disponibilidad de la lisina es relativamente baja como consecuencia del daño térmico producido durante su desecación (Pahm et al., 2008b).


Otros cereales y coproductos de cereales

Aunque el maíz es con diferencia el grano de cereal más utilizado en la alimentación porcina en Estados Unidos, otros granos de cereales tales como la cebada, trigo y sorgo pueden también ser utilizados. Mientras que se cree que el trigo y el sorgo pueden reemplazar completamente al maíz en los piensos, la inclusión de cebada debería restringirse a menos de un 60% de la dieta suministrada a cerdos en crecimiento y cebo. En cambio, la cebada puede reemplazar completamente al maíz en piensos suministrados a cerdos en período postdestete y a cerdas reproductoras. La cebada contiene más fibra y menos almidón que el maíz y el trigo, que es la razón de los menores niveles de inclusión en dietas de crecimiento y cebo. El triticale y el centeno pueden también utilizarse en piensos de porcino a niveles de entre un 20 y un 40%, mientras que la avena puede usarse hasta niveles de un 30% en la mayor parte de los piensos de ganado porcino. La producción de triticale, centeno y avena es, sin embargo, muy baja en Estados Unidos y por tanto no están disponibles habitualmente para la alimentación de porcino en cantidades apreciables.

El sorgo y el trigo pueden utilizarse también para la producción de etanol, lo que resulta en la obtención de los DDGS correspondientes. Los DDGS de sorgo y de trigo pueden utilizarse en dietas de porcino a los mismos niveles de inclusión que los del maíz. Las tercerillas de trigo son un coproducto de la industria de producción de harina que se incluye a menudo en piensos de porcino. Son ricas en fibra soluble y pueden emplearse en piensos de cerdos a niveles de hasta un 30%. Algunos ensayos sugieren que el valor nutritivo de las tercerillas de trigo es comparable al de la cebada pero inferior al del maíz por su menor concentración en almidón y su mayor contenido en fibra neutro detergente (FND). El valor nutritivo de las tercerillas de trigo
puede cambiar entre diferentes partidas con variaciones en la concentración de FND, proteína bruta, lisina y fósforo entre un 29,9 y 30,1%, 14,6 y 17,8%, 0,62 y 0,72% y 0,70 y 1,19%, respectivamente (Cromwell et al., 2000). La digestibilidad del fósforo es relativamente alta en las tercerillas de trigo pero la digestibilidad de la energía y de los aminoácidos es baja (NRC, 1998; Huang et al., 1999). La concentración de nutrientes y de energía en este tipo de ingredientes se muestra en la tabla 3, mientras que la digestibilidad de la energía y de los nutrientes se presenta en la tabla 4.

Guisantes

Los guisantes se han incluido en piensos de porcino en la zona Pacífico Noroeste durante varias décadas, pero en el Medio-Oeste, que es donde se producen la mayor parte de los cerdos, su grado de utilización es muy bajo. Sin embargo, con los recientes incrementos en la producción de guisantes en el norte del Medio-Oeste, hay una mayor disponibilidad de este ingrediente. Los guisantes tienen un perfil nutritivo intermedio entre el maíz y la soja (Stein et al., 2004; Stein y Bohlke, 2007). La digestibilidad de la mayor parte de los aminoácidos es similar a los de la soja (tabla 5), pero la proteína de guisante tiene una concentración relativamente más baja de metionina, cistina y triptófano. Por tanto, estos aminoácidos pueden resultar limitantes cuando los guisantes se incluyen en las fórmulas. La concentración en energía digestible (3.864 kcal/kg MS) de los guisantes es similar a la del maíz, pero los guisantes contienen menos energía metabolizable (3.741 kcal/kg MS) en relación con el maíz (Stein et al., 2004). La concentración de fósforo en los guisantes es de aproximadamente un 0,44% y su digestibilidad aparente en el total del tracto digestivo de un 55 y 65% respectivamente en piensos sin o con fitasa microbiana añadida (Stein et al., 2006a).

La lisina y el triptófano son los primeros aminoácidos limitantes en piensos basados en maíz y guisantes, pero debido a las relativamente bajas concentraciones de metionina, cistina y treonina digestible en guisantes, resulta también necesario prestar atención a los contenidos en estos aminoácidos. A menudo es necesario incluir fuentes cristalinas de metionina, treonina y triptófano en piensos elaborados a base de guisantes para formular una dieta equilibrada en todos los aminoácidos esenciales. En contraste, la inclusión de lisina cristalina y de fuentes inorgánicas de fósforo puede reducirse como consecuencia de las relativamente altas concentraciones de estos nutrientes en guisantes. 
La concentración de la mayoría de los nutrientes en los guisantes es intermedia entre el maíz y la soja. Por tanto, si se incluyen guisantes en la fórmula las proporciones de maíz y soja disminuyen. Como regla práctica, un 3% de guisantes reemplaza aproximadamente un 2% de maíz y un 1% de harina de soja si se incluyen fuentes cristalinas de metionina, treonina y triptófano para equilibrar la concentración en aminoácidos esenciales. Al mismo tiempo, la incorporación de lisina cristalina y fosfato monocálcico (o fosfato bicálcico) se reduce.
Los cerdos toleran bien los guisantes y el consumo no se ve afectado por su presencia en el pienso. Trabajos recientes indican que los guisantes pueden incluirse en dietas para lechones desde las dos semanas postdestete a un nivel de inclusión de al menos un 36% y que es posible incluir hasta un 48% en fases posteriores (Stein et al., 2010). A estos niveles de inclusión no se han observado efectos negativos sobre los rendimientos productivos.

Para crecimiento y cebo, los guisantes pueden incorporarse en concentraciones de hasta un 60-70% en los piensos sin afectar a la productividad (Petersen y Spencer, 2006; Stein et al., 2006b). A estos niveles de inclusión, toda harina de soja queda reemplazada por los guisantes sin influir en el consumo o ganancia de peso o en la eficacia alimenticia. Se han observado menores pérdidas de agua en la canal y un color más adecuado del músculo longissimus dorsi en cerdos alimentados con dietas que contenían guisantes, y otras características de la canal no resultaron afectadas. Igualmente, la palatabilidad de las chuletas y de la carne picada no resultó afectada por la inclusión de guisantes en el pienso (Stein et al., 2006b).

Harinas de soja procesadas

Mientras que la harina de soja puede utilizarse como único suplemento de proteína en piensos para cebo y reproductoras, las fuentes de proteína animal se emplean habitualmente en piensos de lechones ya que la harina de soja puede dar lugar a efectos antigénicos (Li et al., 1990; 1991; Sohn et al., 1994). Por tanto, es una práctica común limitar la inclusión de proteína de soja en piensos de lechones y emplear fuentes proteicas más costosas tales como proteína láctea, harina de pescado y proteínas de sangre como fuentes primarias de aminoácidos en esos piensos. Sin embargo, trabajos recientes han demostrado que el  procesado de la harina de soja puede resultar en la eliminación de los antígenos, con lo que podría ser utilizada como fuente primaria de proteína en piensos de lechones. Dos nuevos productos de soja, HP 300 y PepSoyGen, libres de alérgenos de soja, han sido introducidos recientemente en el mercado norteamericano. El HP 300 se produce incubando harina de soja en presencia de una mezcla de enzimas que resultan en la eliminación de los antígenos de soja (Cervantes-Pahm y Stein, 2010; Goebel y Stein, 2011). Los oligosacáridos y azúcares de la harina de soja son también extraídos durante el proceso lo que resulta en un ingrediente que contiene aproximadamente un 53% de proteína bruta (tabla 7; Zhu et al., 1998; Cervantes-Pahm y Stein, 2010). La digestibilidad de los aminoácidos en el HP 300 es superior a la de la harina de soja convencional (tabla 7; Cervantes-Pahm y Stein, 2010), por lo que se piensa que este ingrediente puede ser bien tolerado en piensos para lechones.
PepSoyGen (NutraFerm, North Sioux City, SD) se produce por fermentación de la harina de soja en presencia de Aspergillus oryzae y Bacillus subtillis. En el proceso se extraen antígenos, factores antinutritivos, oligosacáridos y azúcares (tabla 7; Hong et al., 2004; Yang et al., 2007; Cervantes-Pahm y Stein, 2010). PepSoyGen contiene aproximadamente un 10% más de proteína que la soja convencional pero el perfil de aminoácidos y su digestibilidad ileal estandarizada es similar (tabla 7; Cervantes-Pahm y Stein, 2010). La inclusión de PepSoyGen en piensos de lechones en sustitución de la harina de soja convencional mejora los rendimientos productivos (Feng et al., 2007) por lo que parece posible que pueda emplearse en estas dietas reemplazando fuentes más costosas de proteína animal.


Tomado de “Cría y Salud en Bovino y Porcino en Medicina Veterinaria” Axon comunicacion