Los Hidroxioligoelementos protegen los nutrientes del alimento y mejoran el aporte de microminerales en monogástricos

Publicado el 02/14 | por Detlef Kampf | Nutrición, Sin categoría
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Dr. Detlef Kampf
Orffa Additives, Werkendam, The Netherlands

Artículo publicado en “Feed International”

Importancia y función de los oligoelementos

Los oligoelementos desempeñan funciones muy complejas en el metabolismo animal y sus deficiencias puedan dar lugar a trastornos generales

La correcta suplementación de oligoelementos para mantener la salud y el óptimo rendimiento del ganado se subestima demasiado a menudo. El hecho de que los oligoelementos desempeñen funciones muy complejas en el metabolismo animal y sus deficiencias puedan dar lugar a trastornos generales por su importancia en muchas funciones fisiológicas, requiere que sea necesario proporcionárselos a los animales a través de la alimentación. Por otra parte, un elevado aporte de algunos de ellos, como por ejemplo de zinc o de cobre, tiene también efectos positivos específicos sobre la salud intestinal.

Impacto en la biodisponibilidad de los oligoelementos

Se sabe que la biodisponibilidad de los oligoelementos es diferente entre las diversas especies debido a la anatomía del tracto digestivo de cada una de ellas. Además, la capacidad de absorción de dichos oligoelementos por el intestino disminuye al aumentar la edad de los animales. Por otra parte, estudios recientes muestran que la disponibilidad de los oligoelementos depende de la salud y también del nivel de estrés del ganado. Sin embargo, la biodisponibilidad de los oligoelementos depende más de una serie de factores como la fase de producción, el nivel de oligoelementos del que ya disponga fisiológicamente el animal, el tipo de enlacies químicos en que se presenten dichos microminerales, la dosis a la que se suministren y el nivel de antagonistas que inhiben su absorción presentes en la dieta (Flachowsky 2000). Esto hace que se requiera una alta biodisponibilidad de dichos oligoelementos a suministrar para garantizar así un aporte suficiente para el animal, incluso a una baja concentración en el pienso, pudiéndose buscar posibles efectos positivos adicionales.
Para la absorción de zinc, manganeso y cobre es muy importante tener en cuenta las interacciones que puedan producirse entre ellos, así como las cantidades de hierro, calcio, fósforo, postasio y sulfuro entre otros antagonistas que estarán en la dieta. Niveles desequilibrados o simplemente demasiado altos de algunos de estos elementos conllevarán la subabsorción de los otros.

Por ejemplo, un exceso de zinc hará que el transporte de cobre a través de los enterocitos (células epiteliales intestinales) quede bloqueado debido a la formación de la metalotioneína intestinal. Este hecho también se clasifica como una deficiencia de cobre secundaria.

Otros factores que afectan la disponibilidad de los oligoelementos son, por ejemplo, las micotoxinas, la fibra cruda, los taninos y el ácido fítico (Schenkel y Flachowsky 2002).

 

IntelliBondCaracterización y diferenciación de los oligoelementos

Los diversos aditivos para piensos aprobados como fuentes de oligoelementos se pueden distinguir en función de su disponibilidad para el animal. 

Los más conocidos y ampliamente usados ​​como fuentes de minerales son las fuentes inorgánicas, como sulfatos y óxidos, que tiene diferentes valores de disponibilidad principalmente debido a su solubilidad en el medio acuoso del tracto digestivo. A los sulfatos se les atribuyen un valor superior de biodisponibilidad que a los óxidos. Un producto con muy baja solubilidad como por ejemplo, el óxido de cobre, no debería utilizarse en la alimentación del ganado por su escasísima biodisponibilidad. Por otro lado, la alta solubilidad de los sulfatos, sin embargo, proporciona la desventaja de, en el caso por ejemplo del sulfato de cobre, generar muchos iones de cobre muy reactivos (altamente  pro-oxidantes que inician y aceleran la oxidación), que promueven reacciones adversas con componentes de la alimentación (degradación y daño a los ingredientes sensibles, tales como vitaminas o grasa, así como la formación de radicales libres y peróxidos nocivos e incluso la reducción de la palatabilidad de los piensos) (Miles et al. 1998; Lu et al. 2010; Pang y Applegate 2006; Shurson et al. 2011).

En contraste con las fuentes inorgánicas, los oligoelementos ligados orgánicamente (quelatos) son estables en la dieta y la absorción por parte del animal se mejora debido a su estructura química.

Su ventaja es por lo tanto superior al aislarse de la alta solubilidad de las fuentes inorgánicas, y también en verse reducidas las respuestas inhibitorias de la absorción (reacciones antagónicas a los complejos insolubles) en el tracto digestivo. Los efectos positivos de los enlaces orgánicos con elementos inorgánicos se han confirmado en numerosos estudios científicos (Kincaid et al. 1997, Nockels et al. 1993, Wedekind et al. 1992). Sin embargo, una detallada y adecuada evaluación de la calidad de los oligoelementos ligados orgánicamente debe tenerse en cuenta para asegurar su correcta quelación y puede ser fácilmente verificada por métodos analíticos simples (Helle y Kampf 2008).

Una nueva categoría de minerales, conocida como hidroxioligoelementos (nombre comercial: IntelliBond®), pertenecen al grupo de las fuentes de oligoelementos inorgánicos, pero se presentan en forma de estructura químicamente estable muy similar a las que presentan los oligoelementos ligados orgánicamente.

Los enlaces covalentes y una estructura única en matriz cristalina proporcionan una estabilidad fiable, que diferencia a los hidroxioligoelementos tanto de las fuentes orgánicas como de las inorgánicas. En contraste con el sulfato de cobre, estos productos son difícilmente solubles a pH neutro, hecho que proporciona una mayor estabilidad del oligoelemento en el intestino. Se liberan menos iones de estos oligoelementos reactivos en el tracto digestivo superior, hecho que está asociado a un menor número de interacciones con otros componentes del alimento. Ya existen numerosos estudios que demuestran la mejor protección de los componentes del pienso en comparación a los sulfatos (Lu et al. 2010; Miles et al 1998; Pang y Applegate 2006).

La estructura cristalina  no soluble a pH neutro y estable de los hidroxioligoelementos permite liberarlos lentamente a lo largo de todo el intestino delgado generando una mayor absorción de estos elementos viéndose incrementados además los efectos sobre la salud intestinal (Allee et al. 2011; Luo et al. 2005; Miles et al. 1998).Orffa-Intellibond

Efectos de diferentes fuentes de oligoelementos en el pienso

Una estabilidad mejorada de los ingredientes sensibles del pienso debida al uso de fuentes de oligoelementos más estables y no reactivas como quelatos o hidroxioligoelementos en comparación con los sulfatos ya ha sido demostrada en un gran número de estudios (Miles et al. 1998; Lu et al. 2010; Luo et al. 2005; Banks et al. 2004; Liu et al. 2005; Pang y Applegate 2006; Shurson et al. 2011; Kampf 2012). Todos estos resultados se basan en las características no higroscópicas y no reactivas (y por tanto también no pro-oxidativas) de estas fuentes de oligoelementos.
Por ejemplo, el oligoelemento cobre en forma de sulfato de cobre a una dosis alta mostró, en contraste con el cobre incorporado en forma de hidroxioligoelemento (IntelliBond®), un impacto negativo muy marcado sobre la estabilidad de la vitamina E del pienso (Lu et al. 2010; Gráfico 1).

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Gráfico 1: Impacto de diferentes fuentes de cobre en la concentración de Vitamina E en pienso a lo largo del tiempo (Lu et al. 2010)

Dosis crecientes de sulfato de cobre tuvieron, debido a su alta solubilidad y por lo tanto alta reactividad (formación de complejos insolubles con el fitato) un impacto negativo significativo sobre la hidrólisis del fósforo fítico, mientras que tanto el cobre incorporado en forma de hidroxioligoelemento o en forma de quelato de lisina no influyó en la hidrólisis del fósforo (Pang y Applegate 2006; Gráfico 2).

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Gráfico 2: Impacto de dosis crecientes de diferentes fuentes de Cobre en la actividad fitasa (hidrólisis) sobre el fósforo fítico (Pang and Applegate 2006)

Efectos de las diferentes fuentes de oligoelementos en monogástricos

Se han realizado múltiples trabajos con monogástricos en los que diferentes fuentes de oligoelementos estables como quelatos o hidroxioligoelementos han confirmado mejores efectos en comparación con los sulfatos por lo que se refiere a una biodisponibilidad mejorada, eficacia intestinal y mejora de la salud intestinal (Luo et al. 2005; Miles et al. 1998; Nollet et al. 2008; Wedekind et al. 1992).
Por ejemplo, en broilers se midió una mayor biodisponibilidad del cobre en forma de hidroxioligoelemento en contraste con el sulfato de cobre (Klasing y Naziripour 2010). El uso de zinc hidroxioligoelemento en broilers proporcionó una mayor ganancia diaria, mejor conversión del pienso, y mayor número de Kgs obtenidos de pechuga (Parr et al. 2013; Gráfico 3).

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Gráfico 3: Impacto de diferentes fuentes de Zinc en el peso corporal y la conversión en broilers (Parr et al. 2013)

A dosis crecientes de cobre en forma de hidroxioligoelemento en lechones hasta el nivel de 200 ppm proporcionaron un aumento significativo de la ganancia media diaria superando al sulfato de cobre significativamente también a 200 ppm (Allee et al. 2011; Gráfico 4).

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Gráfico 4: Impacto de dosis crecientes de hidroxicobre en la ganancia de peso en lechones (Allee et al. 2011)

La suplementación de oligoelementos juega un papel esencial tanto en el mantenimiento de la salud como en el óptimo rendimiento productivo del ganado. Cuando consideramos el suministro de oligoelementos como algo no fundamental dentro del global de la dieta, debemos tener en cuenta que incorporar la dosis adecuada en terminos de biodisponibilidad real y cantidad necesaria aprovechable es crucial para el animal. Esto requiere un conocimiento preciso de la composición del pienso y si es posible, de la disminuida disponibilidad de los oligoelementos por las interacciones con otros ingredientes. El suministro de oligoelementos puede ser mejorado mediante el uso de fuentes de oligoelementos de alta calidad tales como los quelatos orgánicos, sin embargo, la evaluación de la calidad real del mineral orgánico utilizado es esencial. Otra nueva forma de oligoelementos de alta calidad son los hidroxioligoelementos, que se caracterizan por una excelente estabilidad y propiedades de manejo junto con una alta respuesta fisiológica equivalente o incluso superior a la de los minerales orgánicos. Los efectos positivos de los quelatos e hidroxioligoelementos en la alimentación (mayor estabilidad de los diferentes componentes del pienso y de los ingredientes sensibles del mismo), así como en los animales (mayor biodisponibilidad e incremento de salud intestinal) han sido ya confirmados en numerosas publicaciones.

Allee et al. (2011): Effects of Feeding Tribasic Copper Chloride or Copper Sulfate on Growth and Efficiency of Nursery Pigs. Proc. Trace mineral conference, Munich (Germany), ISBN 978-3-8316-4215-1, 110-113.

Banks et al. (2004): The effects of copper on the efficacy of phytase, growth, and phosphorous retention in broiler chicks. Poult. Sci., 83, 1335-1341.

Flachowsky (2000): Spurenelemente. In: Engelhardt, Breves (eds.) Physiologie der Haustiere. Enke Verlag, Stuttgart, ISBN 3-7773-1429-3, 609-620.

Helle and Kampf (2008): Analytical possibilities to differentiate Trace Element-Amino Acid-Chelates. In: Schlegel et al. (eds.) Trace elements in animal production systems. Wageningen Academic Publishers, ISBN 978-90-8686-061-6, 247-249.

Kampf (2012): Untersuchungen des Einflusses der Kupferquelle und -dosierung auf die oxidative Stabilität verschiedener Futterfette. Proc. BAT conference, Freising (Germany), ISBN 978-3-00-039148-4, 220-223.

Klasing and Naziripour (2010): Bioavailability of copper sources to broiler chicks when fed below the copper requirement. Proc. ADSA-PSA-AMPA-CSAS-ASAS joint meeting, Denver, Colorado, W224.

Kincaid et al. (1997): Zinc Oxide and Amino Acids as Sources of Dietary Zinc for Calves: Effects on Uptake and Immunity. J. Dairy Sci., 80, 1381–1388.

Liu et al. (2005): Layer performance and phytase retention as influenced by copper sulfate pentahydrate and tribasic copper chloride. J. Appl. Poult. Res., 14(3), 499-505.

Lu et al. (2010): Effect of Dietary Supplementation with Copper Sulfate or Tribasic Copper Chloride on the Growth Performance, Liver Copper Concentrations of Broilers Fed in Floor Pens, and Stabilities of Vitamin E and Phytase in Feeds. Biol. Trace Elem. Res., 138 (1-3), 181-189.

Luo et al. (2005): Effects of dietary supplementation with copper sulfate or tribasic copper chloride on broiler performance, relative copper bioavailability, and oxidation stability of vitamin E in feed. Poult. Sci., 84, 888-893.

Miles et al. (1998): The Effect of dietary supplementation with copper sulfate or tribasic copper chloride on broiler performance, relative copper bioavailability, and dietary prooxidant activity. Poult. Sci., 77, 416-425.

Nockels et al. (1993): Stress Induction Affects Copper and Zinc Balance in Calves Fed Organic and Inorganic Copper and Zinc Sources. J. Anim. Sci., 71, 2539-2545.

Nollet et al. (2008): Effect of Different Levels of Dietary Organic (Bioplex) Trace Minerals on Live Performance of Broiler Chickens by Growth Phases. J. Appl. Poult. Res., 17:109–115.

Pang and Applegate (2006): Effects of Copper Source and Concentration on in Vitro Phytate Phosphorus Hydrolysis by Phytase. J. Agric. Food Chem., 54, 1792-1796.

Parr et al. (2013): Evaluation of zinc sources for broiler performance and breast meat yield. Proc. International Poultry Scientific Forum, T98.

Schenkel and Flachowsky (2002): Zur Spurenelementversorgung landwirtschaftlicher Nutztiere – Trace elements demand of productive livestock. Kraftfutter/FeedMagazine, 318-321.

Shurson et al. (2011): Effect of metal specific amino acid complexes and inorganic trace minerals on vitamin stability in premixes. Anim. Feed Sci. Technol., 163, 200–206.

Wedekind et al. (1992): Methodology for Assessing Zinc Bioavailability: Efficacy Estimates for Zinc-Methionine, Zinc Sulfate and Zinc Oxide. J. Anim. Sci., 70, 178-187.

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