La higienización del pienso es sinónimo de conservación y eliminación de microorganismos patógenos, servir piensos inocuos es una obligación para el fabricante según la normativa de higiene de los piensos, y por su puesto para preservar la salud y bienestar animal.
Por otro lado está la creciente demanda del consumidor sobre la disminución del uso de antibióticos, ya prohibidos de manera preventiva, lo cual ha conducido al ganadero a utilizar una amplia gama de productos para prevenir las enfermedades bacterianas gastrointestinales y promocionar la salud intestinal.
Además, la tendencia, en cuanto a seguridad alimentaria, de los operadores alimentarios es exigir cada vez más el control de bacterias zoonóticas como Salmonella y Campylobacter.
Por tanto, entran en juego dos costes fijos ineludibles, que terminan repercutiendo en el producto final:
- Higienización y conservación de los piensos.
- Prevención de patógenos bacterianos gastrointestinales y promoción de la salud intestinal.
¿Es posible unir la higiene de piensos a la salud intestinal, simplificando y reduciendo costes a la cadena de producción animal? La respuesta es SI.
En este artículo trataremos los puntos clave para mostrar al productor de piensos, técnicos, y ganaderos que es posible un camino conjunto aplicando un único criterio desde la higiene de piensos a la salud intestinal mediante unos conceptos sencillos, una línea de trabajo clara y uniforme, basada en el uso de ácidos orgánicos libres (no disociados) y la reducción del pH de los piensos.
Tratamientos de control microbiológico sobre los piensos:
El control microbiológico de los piensos tiene su fin en ofrecer productos inocuos y seguros, libres de una carga microbiana excesiva que los haga peligrosos para la salud animal. Por su simplicidad, coste y fácil aplicación el sistema que está más extendido, como estrategia de control y aseguramiento de la calidad microbiológica de los piensos, son los programas de tratamiento basados en la combinación de diferentes ácidos orgánicos, siendo el ácido fórmico y propiónico los más utilizados. Dependiendo del nivel de tratamiento objetivo hay que diferenciar los distintos sistemas, aunque son similares tienen matices diferentes:
- Conservación: podría tomarse como un paso previo a la higienización, con ella logramos efecto bacteriostático y fungistático, es decir, evitar el crecimiento. La bajada de pH evita el crecimiento microbiano. También se utilizan sales de ácido con efecto residual cuando el objetivo es conservar granos en el tiempo sobre todo para protegerlos del ataque de hongos durante su almacenaje. El punto de tratamiento suele ser la entrada de materias primas en piquera. La fábrica de piensos industrial, por lo normal, tiene un nivel de rotación de materias primas muy alto que podría no justificar el uso de sales de ácido y si una previa bajada de pH que enlace con los tratamientos posteriores.
- Higienización: se trata de descontaminar la materia prima y piensos de microorganismos indeseables sobre todo Bacterias, ejerciendo un efecto bactericida de eliminación o descenso de la carga total. Este tratamiento se utiliza para poder comercializar un pienso seguro, de calidad e inocuo. Para lograrla hay que utilizar productos basados en ácidos libres ya que tienen capacidad bactericida, pero además hay que trabajar a un pH relativamente ácido que garantice la presencia en el medio de la forma no disociada del ácido. El tipo de ácido usado es muy importante ya que el fórmico tiene un gran perfil bactericida (catalogado como higienizante), pero en colaboración con propiónico no solo ve potenciada su acción higienizante sino también se logra una amplificación de efecto fungicida. El tratamiento clásico de higienización es en mezcladora sobre piensos en harina, ahora bien un planteamiento continuista empezando a trabajar desde la piquera podría ahorrar costes al aunar esfuerzos en una bajada sincronizada del pH.
- Acidificación: se trata de llegar a un pH determinado y cantidad de ácido mínima para fomentar la digestibilidad y salud intestinal, por tanto, disminuir las patologías gastrointestinales sin usar antibióticos. Es una herramienta para el nutricionista en su afán por optimizar la formulación, producción y salud animal, ya que el objetivo es lograr una digestión completa en el estómago que favorezca los procesos fisiológicos del animal. Se pretende alcanzar tal cantidad de ácido libre que colabore con el animal en sus fenómenos digestivos para superar la capacidad tampón del pienso (resistencia a ser acidificado en el estómago) y así activar enzimas y secreciones pancreáticas, con lo cual se logra:
- Barrera estomacal fisiológica para evitar la entrada de patógenos.
- Digestibilidad del bolo alimenticio que favorece un enterocito saludable y microbiota equilibrada.
El ácido Fórmico por su pequeño tamaño y bajo pKa es muy recomendado ya que es el ácido orgánico de mejor balance coste/ efectividad. También se pueden usar otros como Láctico e incluso inorgánicos como Fosfórico, aunque estos últimos no tienen efecto bactericida más allá de la bajada de pH del medio.
Los tipos tratamientos descritos están muy relacionados, reducir el pH (acidificar) también es muy efectivo para eliminar bacterias, tipo Enterobacterias, Salmonella, y E.coli. ya que su pH óptimo de crecimiento está en torno a la neutralidad. De manera que podríamos indicar el siguiente esquema según el tipo y cantidad de ácido usado, así como el nivel en la bajada de pH.
¿Con que producto higienizar?
Para una correcta conservación, eliminación de bacterias, y fomentar la salud intestinal, la reducción del pH usando ácidos orgánicos libres completa una estrategia de elevada eficiencia bactericida contra los principales patógenos gram-, así como nutricional al favorecer la digestión estomacal.
El ácido orgánico libre es más efectivo en la eliminación de bacterias que sus sales. Los ácidos orgánicos en su forma no disociada pueden difundirse a través de la membrana celular bacteriana, al interior de esta, los ácidos se disocian modificando el pH intracelular, alterando la función de la célula bacteriana y provocando su muerte (Partanen, 2001). La única presentación ácida en formato sal que tiene justificación conservante son las amónicas, por el efecto fungicida del propio amoniaco que se libera. Puyalto y Mesiá (2002) publicaron los resultados de un estudio realizado in Vitro sobre el efecto de distintos ácidos y sus sales sobre el crecimiento de Salmonella y E.coli. Comprueban una mayor eficacia del ácido libre frente a la sal. Es obvio que las sales de ácido no reducen el pH con lo que no aportaran nada a nivel de higienización ni acidificación.
Para la higienización debemos llegar a una mínima cantidad de higienizante por peso del pienso o materia prima a tratar, técnicamente definido como CMI (concentración mínima inhibitoria). Esta CMI depende de los principios activos utilizados, pero también de las sinergias aportadas por las diferentes combinaciones, ya que la interacción entre distintos ácidos, así como fitoquímicos (Cinamaldéhido y Bioflavonoides), aumentara la efectividad del producto. La respuesta de las combinaciones es generalmente mejor que a los ácidos individuales (Hardy 2002; Franco et al. 2005).
Concentración mínima inhibitoria de diferentes ácidos (g/Kg) frente a bacterias y hongos (Singh-Verma, 1973; Strauss y Hayler, 2001).
BACTERIA FÓRMICO PROPIÓNICO LÁCTICO
Salmonella Typhimurium 1.00 1.50 3.00
Escherichia coli 1.50 2.00 4.00
Campylobacter jejuni 1.00 2.00 3.00
Clostridium perfringens 1.00 2.50 3.00
HONGOS FÓRMICO PROPIÓNICO LÁCTICO
Aspergillus niger 5.00 5.00 2.50
Fusarium nivale 2.50 2.50 1.25
Cladosporum sp. 1.00 2.50 2.50
Trichoderma viridie 2.50 2.50 2.50
Cuadro basado en Guía para el desarrollo de normas de higienización de los piensos CESFAC, 2007.
De este modo, la eficacia de los ácidos depende de su concentración por lo que la dosis recomendada de un producto comercial es muy importante, sin olvidarnos que estos productos pueden afectar a la instalación por su efecto corrosivo, de modo que el proveedor de higienizante debe tener en cuenta estrategias anticorrosivas que no abusen del uso de sales puesto que la eficacia del producto disminuye, así como trabajar combinaciones que reduzcan el aporte total de ácido.
Los ácidos orgánicos tienen mayor actividad antimicrobiana sobre las bacterias gram-negativas (E. coli, Salmonella, Campylobacter, entre otras) mientras que las sustancias fitogénicas (aceites esenciales) son particularmente activas frente las bacterias gram-positivas (Zhou et al, 2007).
Método de acción antimicrobiana de los ácidos orgánicos y fitoquímicos:
Las formas no disociadas “libres” de los ácidos orgánicos (1) pueden:
- penetrar la pared bacteriana.
- desestructurar la membrana citoplasmática.
- disociarse en el interior celular, reduciendo el pH y conducir a la muerte de la bacteria.
En el caso de las moléculas fitoquímicas, los efectos antimicrobianos estarían causados (2) por:
- el daño en la membrana bacteriana.
- la inhibición de enzimas del metabolismo energético de la bacteria.
- la desnaturalización de determinadas proteínas.
Mecanismo de efecto aditivo o sinérgico de la combinación ácido orgánico + fitoquímico:
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Imagen obtenida artículo publicado 3tres3 (4).
Sustrato y punto de aplicación:
Los tratamientos con ácidos orgánicos suelen ser en forma líquida mediante pulverización. Hay que tener en cuenta el tamaño de partícula del sustrato a tratar, ya que influye la superficie total de la masa a tratar, no es lo mismo tratar un grano entero de cereal, un pellets de subproducto, que una harina. Un grano de maíz puede tener 5-10 mm de diámetro, un pellets de alfalfa puede estar en 5-6 por 13-15 mm y un pienso procesado en un molino de martillos con una criba de 2-3 mm puede dar un tamaño desde 500 micras a 700 micras, así mismo una harina de soja comercial puede promediar 800-900 micras. Por tanto, un producto comercial debe aportar unas indicaciones para su uso dependiendo del sustrato a tratar, por ejemplo, ACIFEED puede usarse desde 0,3 kilos/ton para un pellets de subproducto hasta 1,5 kilos por tonelada para un pienso fino de lechones.
Tampoco es lo mismo tratar en piquera que en mezcladora, debiendo ampliar las dosis respecto a la masa de materia prima vegetal problema a tratar en la mezcladora ya que, junto a la mayor molturación, hay que añadir un incremento de masa aportada de minerales, correctores, grasas, etc. Aunque estos ingredientes en un principio se puedan tomar como inocuos por no ser la matriz ideal para crecer microorganismos objetivo, si aumentan la masa influyendo en la cantidad de producto higienizante empleado pues no podemos olvidar que se tiene que alcanzar una mínima CMI.
- Por ejemplo, si en piquera tratamos un maíz en grano con ACIFEED debemos usar unos 0,5 kilos/ton, ese mismo maíz en mezcladora junto con 10% de un granulo mineral debería ser tratado también a 0,5 litros/ton lo cual sería un 10% más costoso para tratar el maíz problema. Usaríamos 50 litros de producto en piquera para tratar 100 ton de maíz, pero en mezcladora para tratar la misma cantidad de maíz necesitaríamos 55 litros.
Hay que añadir que los tratamientos en piquera tienen un mayor efecto sobre la higiene general de la fábrica, limpieza de la instalación, incluso las plagas de insectos del cereal. Es obvio que mientras el punto de tratamiento sea más precedente mayor seguridad microbiológica aportara en la instalación. Ventajas del tratamiento en piquera:
- Menor coste global de tratamiento.
- Menor perdida por deterioro de las materias primas.
- Minimizar el riesgo de contaminación residual en la instalación.
- Disminuir la incidencia dec plagas.
- Mejorar la higiene general de la fábrica.
Hay que tener en cuenta que normalmente las dosis planteadas por los proveedores de productos están basadas en varias suposiciones:
- Humedad de las materias primas entre 12-14%.
- Humedad de los piensos entre 10-12%.
- Control de entrada para materias primas sobre: polvo, rotos, insectos, etc.
Posiblemente si no estamos dentro de estos rangos, o no se incumplen estas premisas, sería necesario una ampliación de la dosis recomendada.
Acidificación estomacal:
El objetivo fundamental de la acidificación en piensos de aves y cerdos es asegurar el mantenimiento de un pH suficientemente bajo en el estómago/ buche y en los primeros tramos del intestino delgado que permita una digestión correcta de las proteínas de la dieta, evite la invasión y proliferación de gérmenes indeseables, y minimice el riesgo de diarreas.
Para la acidificación el nutrologo tiene en cuenta muchos aspectos del pienso como son su especie de destino, casuística de los animales, valor añadido esperado por el ganadero, y por su puesto la fórmula, ya que a mayor proteína y minerales mayor es la capacidad tampón. La capacidad tampón se define como la resistencia de un alimento a la reducción del pH por parte del ácido gástrico estomacal (HCl). Químicamente, se describe como la cantidad de ácido clorhídrico en miliequivalentes (meq) requerida para bajar el pH de 1 kg de alimento hasta 4.
Cada materia prima, o ingrediente, tiene un valor definido: positivo cuando tiene resistencia a la bajada de pH, en cambio negativo cuando colabora con ella siendo, por tanto, beneficioso para la digestión estomacal. De este modo, medido en meq/ kg para reducir hasta pH=4:
- Trigo y Maíz: +108 y +111 respectivamente. Los cereales no sobrepasan los +150.
- Harina de Soja: +642. Otros ingredientes que aportan proteína como la Colza y harina de Girasol están igualmente por encima de +400.
- Minerales destaca el carbonato con +12932. Muy importante son el bicarbonato y óxido de zinc igualmente con alta capacidad tampón.
- Fosfato dicalcico +3098 en cambio monocálcico +291.
- Ácido fórmico: -13550.
- Ácido propiónico-1358.
- Ácido fosfórico: -8858.
- Formiato cálcico: +3983.
- Propionato cálcico: +11400.
A modo ejemplo, se recomienda que el alimento para lechones tenga una capacidad tampón no superior a 650 meq/kg (5). Usualmente los programas de nutrición modernos incorporan estos valores pudiendo de esta manera el profesional nutricionista equilibrar la dieta según sus necesidades. Cabe destacar en la línea de esta exposición como el ácido fórmico destaca en su capacidad acidificante y de reducción de la capacidad tampón.
Los tratamientos orientados a la acidificación y reducción de la capacidad tampón tienen sentido en la mezcladora pues deben de realizarse individualmente según el tipo de fórmula.
Conclusiones:
- La reducción del pH desde el principio de la cadena como estrategia de conservación e higienización colabora, y ahorra tratamiento, en los pasos posteriores.
- El uso de ácidos orgánicos libres cumple con los criterios de acidificación y eficacia bactericida.
- Dentro de la amplia oferta de ácidos orgánicos destaca el fórmico por su capacidad bactericida y reductora del pH.
- Los productos empleados deben contemplar la protección ante la corrosión de las instalaciones.
- Los tratamientos en piquera deben ser de índole higienizante ya que el coste es mucho menor y mayor la repercusión sanitaria.
- La acidificación nutricional debe realizarse en mezcladora y teniendo en cuenta la fórmula del pienso objetivo.
Por todo lo expuesto anteriormente queda claro que la higiene de piensos y la digestibilidad pueden ir de la mano optimizándose y reduciendo costes totales de fabricación y repercusión para el ganadero. Una estrategia basada en usar conservantes, higienizantes, acidificantes tipo ácidos libres fórmico + propiónico, es una herramienta válida para los objetivos planteados: higienización y salud intestinal. Incluso dar un paso más mediante una estrategía más ambiciosa respecto al control de bacterias zoonóticas (Salmonella y Campylobacter) y trofismo del enterocito incluyendo fitoquímicos, prebióticos y postbióticos.
La línea de productos nutrofeed abarca esta estrategia innovadora, junto con el uso de excipientes anticorrosivos que no afectan a la reducción del pH. De este modo el criterio de acidificación y uso de ácidos libres queda garantizado.
Otros productos de la gama Nutrofeed:
- KONTROL+: conservante total de materias primas y mixturas a base de ácidos orgánicos, sus sales y fitoquímicos.
- PREHONBAC: conservante para materias primas y piensos a base de ácidos orgánicos, sus sales y tensoactivos.
- ACIFEED H2O: antical y reductor del pH para agua de bebida a base de ácido orgánico con alta riqueza y quelante de metales divalentes.
- EMULFEED: rehidratante y optimización de la granulación a base de ácidos orgánicos, sus sales y emulsificantes.
- TOXIFEED: secuestrante de micotoxinas para piensos desde sencillos para Aflatoxinas a productos completos que abarcan la hepatoprotección.
Bibliografía consultada:
(1) Advances in Pork Production. 2005; 16: 169.
(2) Pharm. 2013, 6: 1451-1474.
(3) Pathogens. 2015; 4: 137-56.
(4) Aceites esenciales y ácidos orgánicos contra E. coli (1+1=3). 3tres3, 18 de febrero 2019. Albert van Dijk y Gonny van Helvoirt.
(5) P on November 9, 2018.
Partanen, K. 2001. Organic acids their efficacy and modes of action in pigs. Gut Enviroment of Pigs. Nottingham University Press: 201-218.
Puyalto, M., Mesià, J. (2002). Efectividad “in vitro” de ácidos sales y combinaciones frente a microorganismos intestinales. Albéitar 52: 42-43.
Zhou et al, 2007. Efecto sinérgico de timol y carvacrol combinados con quelantes y ácidos orgánicos contra Salmonella typhimurium. J Food Prot (2007) 70 (7): 1704-1709.
Singh-Verma, S.B. (1973). Sicht. Landwirthsch. Forschung. Sonderheft 28/11: 95-114.
Strauss, G. y Hayler, R. (2001). Kraftfutter 4: 147-151.
Autor de la publicación
Departamento alimentación animal y calidad NUTROFARinfo@nutrofeed.es
