Cómo mitigar el aumento de la viscosidad y la oxidación asociados con los cereales recién cosechados
El trigo y la cebada, aunque se utilizan desde hace décadas en la alimentación de monogástricos, son muy variables en términos de valor nutricional. En algunos países pueden contribuir hasta en un 60% al contenido total de energía de los piensos para monogástricos.
- Ambos granos se caracterizan por un contenido relativamente alto de arabinoxilanos y betaglucanos solubles en agua.
- Estos son componentes de los polisacáridos no amiláceos (PNA) con una capacidad de retención de agua muy alta, lo que puede conducir a una mayor viscosidad de la digesta, asociada con excretas y camas húmedas.
Imagen 1. Cereales
Por lo tanto, la alimentación con altos niveles de trigo y cebada en dietas de monogástricos requiere del uso de xilanasas y betaglucanasas para, entre otras cosas, disminuir la viscosidad de la digesta intestinal.
En consecuencia, el valor nutricional de ambos cereales se vuelve más consistente, reduciendo también el riesgo de camas húmedas y los problemas que conllevan.
Imagen 2. Grano de trigo
¿Podríamos entonces predecir el efecto de las enzimas NSP, según los valores de viscosidad inicial del trigo y la cebada de diferentes orígenes?
Muy a menudo se encuentra que los cereales recién cosechados tienen una viscosidad más alta en comparación con los granos almacenados durante más tiempo.
Imagen 3. Almacenamiento del grano
Los altos niveles iniciales de viscosidad en los cereales implican un menor valor nutricional debido a su impacto negativo en la viscosidad de la digesta intestinal. ¿Podríamos entonces predecir el efecto de las enzimas NSP, según los valores de viscosidad inicial del trigo y la cebada de diferentes orígenes?
- También está reportado en la literatura y por parte de los granjeros que alimentar a las aves con cereal recién cosechado puede tener efectos perjudiciales sobre el crecimiento y la eficiencia alimenticia.
- Cuando se cosecha el cereal, hay varios procesos biológicos que continúan, incluidas reacciones enzimática tales como la actividad de la enzima lipoxigenasa, que desencadena reacciones oxidativas.
- Al moler los granos, la enzima se libera y se vuelve activa.
- Por lo tanto, cuando se alimenta a cerdos o aves con este cereal recién cosechado se pueden generar problemas, resultando a menudo en una productividad significativamente menor.
Curiosamente, este fenómeno parece desaparecer si el mismo cereal cosechado se almacena por un período de al menos 1 a 3 meses (Cadogan et al., 2002).
- Debido a esto, los productores generalmente almacenan los cereales antes de usarlos para la producción de piensos compuestos.
- Sin embargo, esta práctica no siempre es factible debido a la falta de disponibilidad o de fondos para el almacenamiento.
Ya en 1968, Connolly y Spillane reportaron que los cerdos irlandeses estaban experimentando enfermedades y pérdida de productividad después de haber sido alimentados directamente con cereal cosechado durante los veranos húmedos, cuando las condiciones de secado eran malas. Sin embargo, hay escasez de información sobre la raíz del problema y gran parte de la información existente es anecdótica, en forma de informes de los granjeros afectados.
Imagen 4. Cosecha de trigo
«Sindrome del cereal recién cosechado»
El impacto negativo del “síndrome del cereal recién cosechado” puede ser sustancial.
- Además de comprometer el bienestar animal, a menudo se requiere atención veterinaria para los animales afectados o incluso pueden ocurrir pérdidas asociadas con una mayor mortalidad y una reducción de la productividad.
- Además, los granjeros tienen a menudo que comprar piensos complementarios para apoyar la producción hasta que el cereal de nueva cosecha sea seguro para alimentar al ganado.
- También es probable que el “síndrome del cereal recién cosechado” tenga un impacto negativo en la huella ambiental de la producción, ya que los granjeros podrían necesitar comprar piensos o cereales importados que a menudo son menos sostenibles.
Imagen 5. Huella ambiental
La aplicación de antioxidantes al alimento puede ser una estrategia efectiva para reducir el riesgo de efectos perjudiciales de la alimentación con cereal recién cosechado y los informes anecdóticos de los granjeros sugieren que esto es efectivo.
Estudio
Por lo tanto, se llevó a cabo un estudio que investigó la diferencia en el estado oxidativo y la viscosidad de cereales recién cosechados en comparación con cereales de la cosecha del año anterior, y se evaluó la capacidad de:
- KEMZYME® PLUS dry, un complejo multi- enzimático, y
- Paradigmox® White Dry, una combinación sinérgica de butilhidroxitolueno, galato de propilo y ácido cítrico (Kemin Europa N.V.),
para controlar respectivamente la viscosidad y la oxidación en cereales recién cosechados y cereales de cosechas anteriores.
Material y Métodos
Ensayo de reducción de viscosidad:
- Se analizaron un total de 20 muestras de cebada y 19 muestras de trigo, de diferentes orígenes europeos, en el Customer Laboratory Service de Kemin en Bélgica.
- Las muestras mezcladas con 0 g/t (control), 500 g/t o 5000 g/t de KEMZYME® Plus Dry, se incubaron durante 1 hora a 40°C con agitación continua.
- Los extractos se centrifugaron y se midió la viscosidad de los sobrenadantes (Método LB-IV- 20/119-E)
- La viscosidad se expresó en centipoises (cP).
Ensayo de mitigación oxidativa:
- Se recolectaron muestras de trigo de invierno y cebada de invierno de nueva y vieja cosecha de toda Escandinavia.
- Las muestras de la nueva cosecha se recogieron el día de la cosecha y se enviaron de inmediato al Customer Laboratory Service de Kemin en Bélgica.
- Los granos de cosecha antigua se recogieron de varios lugares donde habían estado almacenados desde la cosecha del año anterior.
- Las muestras se molieron y analizaron a su llegada para determinar su índice de peróxidos, luego se almacenaron a temperatura ambiente y se analizaron semanalmente para determinar el índice de peróxidos durante las siguientes cuatro semanas.
- Las muestras de los cereales de nueva cosecha se dividieron en 2 alícuotas por muestra.
- Una muestra se trató con 100 g/t de Paradigmox® White Dry mientras que la otra permaneció sin tratar como muestra Control.
- Los índices de peróxidos se midieron semanalmente durante 4 semanas.
Resultados y discusión
Ensayo de reducción de viscosidad
- En la Figura 1 se muestra un resumen de los resultados.
- Se realizó una regresión no lineal sobre la reducción de la viscosidad, utilizando una adaptación de la ecuación de Michelis Menten para construir modelos de predicción tanto para los cereales (trigo y cebada) como para las diferentes dosis de aplicación (0, 500 y 5000 g/t de pienso).
Figura 1. Efecto de KEMZYME® Plus dry sobre la reducción de la viscosidad en trigo (wheat) y cebada (barley).
Se obtuvieron las siguientes ecuaciones para predecir la reducción de la viscosidad del trigo y la cebada de acuerdo con la viscosidad inicial para ambas dosis de aplicación:
- 500 g/t: Reducción de la viscosidad (%) = -112,317 + 132,929 x 0,861viscosidad inicial
- 5000 g/t: Reducción de la viscosidad (%) = -84,822 + 148,841 x 0,605viscosidad inicial
Como era de esperar, tanto para el trigo como para la cebada, cuanto mayor sea la viscosidad inicial, se puede observar una mayor reducción de la viscosidad después de la suplementación con KEMZYME® Plus dry.
Imagen 6. Suplementación con KEMZYME® Plus dry
Ensayo de mitigación oxidativa
Al comparar el trigo y la cebada de invierno de cosecha nueva y vieja, los resultados revelan que existe un patrón consistente de oxidación primaria para ambos cereales.
- Cuando se muelen los granos, el índice de peróxidos aumenta significativamente durante la primera semana (Figuras 2 y 3).
- Después de la primera semana, los índices de peróxidos comienzan a descender, alcanzando nuevamente sus niveles iniciales alrededor de las 3 semanas después de la molienda.
- Hacia la cuarta semana, se observa un segundo pico en el índice de peróxidos.
- En general, los cereales recién cosechados tuvieron índices de peróxido de entre 10 meq/kg, hasta 20 meq/kg en el primer y segundo pico, lo que indica una oxidación primaria significativa.
Sin embargo, en los granos de cosecha antigua, aunque siguiendo el mismo patrón, el índice de peróxidos se mantuvo generalmente por debajo de 10 meq/kg.
Se ha demostrado que la alimentación con componentes de la dieta con altos índices de de peróxidos tiene efectos perjudiciales sobre el rendimiento productivo del animal (McGill et al., 2011), así como efectos nocivos sobre el valor nutricional del alimento y la subsiguiente rentabilidad de la producción (datos internos de Kemin).
Figura 2. Comparación del índice de peróxidos para trigo de invierno de cosecha vieja (old harvest) y nueva (new harvest)
Figura 3. Comparación del índice de peróxidos para cebada de invierno de cosecha vieja (old harvest barley) y nueva (new harvest barley)
Cuando se aplicaron 100 ppm de Paradigmox® White dry a la cebada y al trigo recién cosechados, el índice de peróxidos disminuyó significativamente, reduciendo la severidad de la oxidación (Figuras 4 y 5).
Esto confirma que, de hecho, se produce oxidación después de la molienda, y que la hipótesis de que el “síndrome del cereal recién cosechado” esté relacionado con la actividad de la lipoxigenasa es realmente viable.
Figura 4. Valores comparativos de peróxidos de trigo de invierno de nueva cosecha con o sin 100 ppm de Paradigmox® White dry
Figura 5. Valores comparativos de peróxidos de cebada de invierno de nueva cosecha con o sin 100 ppm de Paradigmox® White dry
Si bien la actividad de la lipoxigenasa no puede confirmarse con los resultados de este estudio, se sabe que la lipoxigenasa puede aumentar los índices de peróxidos (Ishibashi et al., 2017).
- La oxidación de los cereales observada en este estudio es significativa y es muy probable que tenga implicaciones en el rendimiento productivo cuando estos cereales se usen para alimentar al ganado (datos internos de Kemin).
- Sin embargo, incluso a dosis muy bajas de 100 ppm, el uso de Paradigmox®White Dry pudo demostrar reducciones significativas en el índice de peróxidos.
Se ha demostrado que el uso de antioxidantes brinda un retorno sustancial de la inversión al mitigar las pérdidas de rendimiento y prevenir la degradación del valor nutricional (datos internos de Kemin) y, por lo tanto, debe tenerse en cuenta como un factor a considerar para mantener un rendimiento y una rentabilidad de producción óptimos.
Los resultados de este estudio indican que el potencial de KEMZYME® Plus dry para reducir la viscosidad en trigo y cebada es mayor en el caso de cereales recién cosechados – que es cuando más se necesita.
Está sobradamente demostrado en la literatura que una reducción de la viscosidad puede contribuir a:
- Un menor crecimiento bacteriano en el intestino delgado, asociado a la posterior deconjugación de las sales biliares y la consecuente reducción de la eficacia de la emulsificación de lípidos;
- Aumentar el contacto entre el alimento y las enzimas digestivas, mejorando así la digestibilidad de los nutrientes (principalmente almidón, proteína y lípidos)
- La prevención de la aparición de heces húmedas y pastosas y, en consecuencia, problemas de salud y devaluación de las canales; y, en última instancia,
- Mejores parámetros de rendimiento productivo, como eficacia alimenticia y la velocidad de crecimiento.
Además, es probable que los efectos perjudiciales observados cuando se alimenta a las aves de corral con cereales recién cosechados estén relacionados con reacciones de oxidación.
Paradigmox® White dry es una solución nutricional eficaz para reducir el nivel de oxidación que se produce en los cereales recién cosechados. Por lo tanto, el uso rutinario de un antioxidante en el pienso es una estrategia de gestión de riesgos recomendada, en particular cuando se incluyen trigo y/o cebada recién cosechados, con el fin de prevenir el “síndrome del cereal recién cosechado, y salvaguardar la rentabilidad de la producción.
