REVISTA BIMESTRAL
AGOSTO - SEPTIEMBRE 2017 I NUMERO 151
CARBOHIDRATOS
» Comisiones
» Capacitaciones

 

Carbohidratos en Nutrición Animal

 
.
   
Ing. Zootecnista Manuel Ramirez
M.P. 00162*13*10
 
   

Cada vez que un profesional de las Ciencias agrarias entabla una conversación con productores pecuarios acerca del tipo de insumos que utilizarán para alimentar a sus animales, aparecen sin dudas los términos energía, hidratos de carbono, fibra y almidón, sólo por nombrar alguno de ellos. Los carbohidratos son la mayor fuente de energía presente en los alimentos de gran parte de las especies pecuarias producidas en nuestro país y suelen representar el 60-70% de la dieta. La principal función de los carbohidratos es aportar energía, ya sea en rumiantes o monogástricos. Un rol secundario, pero esencial, es la capacidad de cierto tipo hidratos de carbono de mantener la salud del tracto gastrointestinal.

Polisacáridos amiláceos y no amiláceos

Los carbohidratos de la ración están constituidos por cantidades relativamente bajas de mono, di- y oligosacáridos, y en mayor medida de polisacáridos (el almidón y los polisacáridos no amiláceos de las paredes vegetales, PNA). Los monosacáridos, disacáridos y el almidón son relativamente bien digeridos en el intestino delgado de monogástricos. Sin embargo, una cierta cantidad del almidón puede resistir la digestión enzimática (almidón resistente), apoyado en la protección de estructuras físicas (Tipo I), la compactación de su estructura granular (Tipo II) o su retrogradación tras el tratamiento térmico (Tipo III).

 
   

Son numerosos los autores que engloban al almidón resistente entre los constituyentes de la fibra dietética. Junto al almidón resistente, los PNA constituyen el principal sustrato que alcanza el intestino posterior de monogástricos (30-50%). La composición de los PNA es también variada y difiere en la composición de sus constituyentes (pentosas, hexosas), sus uniones (α o β), el tamaño, forma (más o menos ramificados) e interacciones con otros componentes. De este conjunto de características se derivan finalmente sus propiedades físicas (solubilidad, retención de agua, viscosidad) y su mayor o menor resistencia a la fermentación microbiana. Entre ellos son destacables los PNA solubles, como los β-glucanos y arabinoxilanos. Su solubilidad y capacidad de retención de agua puede generar un ambiente viscoso que dificulte el tránsito de la digesta en intestino delgado y facilite la colonización de la mucosa por agentes patógenos.

En los cereales los principales PNA son los β-glucanos, la celulosa y los arabinoxilanos, que junto con la lignina constituyen la fibra dietética. En el caso de las legumbres y otros suplementos proteicos, la composición de PNA incluye, además de celulosa, cantidades significativas de galactomananos, arabinogalactanos y pectinas. Sin embargo, su distribución en los alimentos no es homogénea y difiere entre los tejidos de granos y semillas y entre tejidos similares de diferentes ingredientes.
El fraccionamiento de las semillas mediante el procesado (descascarillado, molienda) o su tratamiento térmico posibilita el enriquecimiento y modificación de estas fracciones en diferentes ingredientes y el diseño de fórmulas claramente diferenciadas en su composición de carbohidratos.

Carbohidratos en rumiantes

Si hablamos de rumiantes, una clasificación moderna de los carbohidratos, en conjunto con proteínas, es la empleada en el sistema CNCPS (Cornell Net Carbohydrate and Protein System) de la Universidad de Cornell.
El CNCPS valora el aporte de energía al rumen en términos de carbohidratos estructurales (CS) y no estructurales (CNS), basándose en el esquema de fraccionamiento de la fibra de Goering y Van Soest. Los CS se corresponden con la fibra neutro detergente (FND), corregida detrayendo su contenido en N x 6,25, mientras que los CNS comprenden el resto de los carbohidratos (azúcares, almídón, fructosanas, galactanas, pectinas y β-glucanos) estimados por diferencia entre el contenido en materia orgánica y el de CS, la proteína y el extracto etéreo (MO-CS-PB-EE).

 
   

Cada una de estas fracciones (CS y CNS), define un conjunto heterogéneo de compuestos, por lo que se subdividen en un total de 4 fracciones con distintas características en cuanto a su degradabilidad. A cada subfracción se le atribuye un ritmo de degradación (kd), característico de cada alimento, que junto con una estimación del tiempo de retención del contenido digestivo ruminal o ritmo fraccional de tránsito (kp), permite estimar la proporción de cada fracción que es degradada en el rumen (kd/(kd+kp)) o que lo abandona sin sufrir degradación (kp/(kd+kp)). Cada fracción de carbohidrato degradada en el rumen constituye, por lo tanto, un sustrato de fermentación microbiana que proporciona energía a un ritmo definido por su velocidad de degradación (kd).

Finalmente, el contenido de la dieta en EM o EN, utilizables por el hospedador, se estima a partir de su contenido en TDN. El modelo calcula, a su vez, este último como la diferencia entre el contenido en nutrientes y la excreción fecal de residuos indigestibles de origen alimenticio y microbiano, asumiendo una digestibilidad intestinal característica de cada fracción alimenticia no degradada en el rumen o de origen microbiano.
Este procedimiento, aunque de cálculo tedioso, no requiere técnicas analíticas complejas y permite describir, con una aproximación razonable, el heterogéneo valor nutritivo de los carbohidratos aportados por la dieta, así como su influencia sobre la eficiencia de síntesis microbiana, de cuya estimación se ocupa el submodelo que describe el metabolismo ruminal.

Fibra dietaria

El término “fibra dietaria” incluye todos los polisacáridos incluidos en la dieta de los animales que no pueden ser digeridos por las enzimas secretadas por los monogástricos. Desde el punto de vista químico, el término es ambiguo y artificial, ya que contiene un conjunto extraordinariamente heterogéneo de moléculas distintas, algunas de las cuales, como la lignina, no son polisacáridos. También se menciona a la llamada “fibra soluble”, término aún más artificial que el de fibra dietética, y que incluye esencialmente el mismo grupo de moléculas, exceptuando celulosa y lignina. A pesar de sus limitaciones y ambigüedades, el concepto de fibra continua siendo útil en diversas disciplinas científicas (fisiología vegetal, alimentación animal y humana, química de los alimentos).

Las dos características más importantes que presenta la fibra soluble en el tractodigestivo, y que determinan su efecto sobre el animal, son su capacidad de incrementar la viscosidad de la digesta intestinal y su fácil fermentabilidad. El incremento de la viscosidad producido por las fracciones solubles de β-glucanos y arabinoxilanos de los cereales tiene mayor relevancia en las aves que en otros monogástricos, y suele ir acompañado de una reducción de la digestibilidad de otros nutrientes, especialmente de la grasa, lo que empeora los rendimientos productivos. Por el momento no hay una explicación definitiva para este hecho, si bien, parece que algunos efectos derivados del incremento de la viscosidad intestinal podrían estar implicados en la reducción de la digestibilidad.

 
   

La otra característica digestiva a destacar de los hidratos de carbono que constituyen la fibra soluble es su fácil fermentabilidad, debida a la buena accesibilidad que presentan para la flora microbiana. Así, una fracción significativa de la fibra soluble es degradada antes de llegar al intestino grueso dando lugar a ácido láctico y ácidos grasos volátiles (AGV). El residuo resultante es degradado en el intestino grueso siendo el principal producto de la fermentación los AGV que juegan un papel importante en la fisiología digestiva del animal.

Por una parte, los AGV son la fuente energética preferida por los colonocitos, teniendo especial importancia el butirato. La presencia en el colon de los AGV estimula la proliferación de las células de la mucosa, e incrementa el flujo sanguíneo en la misma y la motilidad intestinal. Estos efectos resultan en un mejor mantenimiento de la integridad de la mucosa que actúa como una barrera para las bacterias y las endotoxinas.

Además, los AGV ejercen un efecto acidificante sobre la digesta intestinal que en estudios in vitro se ha observado que controlan el desarrollo de E. coli, microorganismo potencialmente patógeno. Algunos oligosacáridos también se utilizan como sustrato para algunos microorganismos y de esta forma modificar la composición de la flora microbiana intestinal. Así, parece que tanto los fructo y galacto-oligosacáridos, como los oligosacáridos de la soja son preferentemente utilizados por bifidobacterias y lactobacilos, que los utilizan más rápidamente que otros microorganismos, favoreciendo su desarrollo. Tanto las bifidobacterias como los lactobacilos han sido relacionados positivamente con la salud del animal y constituyen la base de muchos probióticos.

Conclusión

Como vemos el término hidratos de carbono reviste una complejidad superior a solamente considerarlos por su aporte energético y están involucrados tanto en procesos fisiológicos intestinales y ruminales que pueden contribuir de manera positiva o negativa a la salud de los animales. Por ello, esperamos que estos conceptos sirvan de disparador para alertar sobre la importancia del tema y profundizar sobre “qué le damos de comer a nuestros animales”.