Es común ahora ver ácidos orgánicos o simplemente acidificantes que se utilizan como aditivos para reemplazar los antibióticos promotores del crecimiento. Los acidificantes juegan un papel importante en la salud intestinal de los cerdos en muchos sentidos.
Dos estudios recientes publicados en el Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition (2020), y en el Animals Journal (2020), ofrecen una visión general de los principales beneficios de los acidificantes en la salud intestinal de los cerdos. Su investigación se centró en los beneficios de los ácidos orgánicos en la salud intestinal de los cerdos, tal como se ejercen a través de diferentes modos de acción en el alimento y a lo largo de las TIG en los cerdos. Los modos de acción incluyen la reducción del pH y la capacidad de amortiguación del alimento, acciones antimicrobianas, la modulación beneficiosa de la microflora, el suministro de energía y los factores que influyen en la eficacia
Los ácidos orgánicos pueden clasificarse en 3 categorías funcionales principales:
- ácidos grasos de cadena corta (AGC),
- ácidos grasos de cadena media (MCFA), y
- ácidos tricarboxílicos (TCA)
Los AGCC comunes son el láurico, el cáprico, el caprílico y el caproico, mientras que para los AGCC son los ácidos acético, propiónico y butírico, y para los ATC son el cítrico, el málico y el fumárico. Aparte de estas categorías, hay algunos ácidos orgánicos como el benzoico, el sórbico y el láctico que se utilizan ampliamente en la conservación de alimentos y piensos. Muchos ácidos se utilizan comúnmente como sales de sodio, potasio o calcio. Los beneficios de las sales son: menos olor, fácil manejo durante la fabricación de los alimentos, menos corrosivo y alta solubilidad en el agua en comparación con los ácidos libres.
Explicación de la capacidad de amortiguación de los alimentos
Aquí, los investigadores siguen siendo nosotros de la acción antimicrobiana de los ácidos orgánicos ejercida a través de la reducción del pH del alimento (reduciendo el riesgo de contaminación microbiana para el animal) y por la inhibición directa del crecimiento de bacterias patógenas específicas como la Salmonella. La adición de ácidos orgánicos a las dietas de los lechones es importante, ya que los lechones carecen de la capacidad de acidificar su contenido estomacal mediante el ácido clorhídrico (HCL), y además, el pH gástrico de los lechones se mantiene alto gracias a la capacidad de amortiguación de la dieta. Así pues, el valor del pH del estómago puede mantenerse alto (normalmente un pH de 4-5) después de la alimentación, lo que da lugar a una digestión de las proteínas que no es óptima y a un pH desfavorable para la eliminación de los patógenos. Además de la producción deficiente de HCL, los lechones carecen de suficiente ácido láctico procedente de la fermentación de la lactosa.
Los investigadores destacaron además que los acidificantes mejoran la digestión de las proteínas al reducir la capacidad de amortiguación de los alimentos. El alto pH gástrico perjudica la activación y la función de la pepsina (óptima bajo un pH de 2 a 3,5), reduciendo la eficiencia de la digestión de la proteína. La mejora de la digestión de la proteína significa un intestino más sano: se reducen las fracciones no digeridas que podrían actuar como sustrato para las cepas bacterianas patógenas. Este es el caso en particular de la proteína no digerida, que está vinculada al Clostridium perfringens, la bacteria responsable de la enteritis necrótica. Por otro lado, un pH elevado aumenta la velocidad de vaciado gástrico, reduciendo el tiempo de digestión en el estómago. Además, varios ácidos orgánicos (como el ácido cítrico, fórmico, fumárico y láctico) reducen la excreción ambiental de minerales como el calcio, el fósforo, el magnesio y el zinc, mejorando su absorción y retención. Por ejemplo, el ácido cítrico aumenta la absorción del calcio y el fósforo mediante la quelación del calcio; esto hace que la estructura de la fitato sea menos estable y más accesible a la acción de la fitasa.
Acción antimicrobiana
Los investigadores revisaron que aunque la actividad antimicrobiana difiere entre los ácidos orgánicos, al influir en el pH, la mayoría de los ácidos orgánicos inhiben el crecimiento de las bacterias patógenas. Lo que encontraron es que la eficacia de los ácidos contra las bacterias coliformes sigue este orden: benzoico > fumárico > láctico > butírico > fórmico > ácido propiónico. La proliferación de la mayoría de las bacterias sensibles al pH(E. coli, salmon ela y C. perfringens) se minimiza por debajo del pH 5 mientras que las tolerantes a los ácidos sobreviven. Esto significa que los ácidos orgánicos promueven la proliferación de bacterias benéficas que son tolerantes a los ácidos como el Lactobacillus sp. y el Bifidobacterium sp., creando el estado preferido de equilibrio de microbiota o eubiótica en el intestino. Basándose en los valores ambientales de pH y pKa, los ácidos orgánicos en su forma no disociada pueden difundirse a través de la membrana celular bacteriana y disociarse dentro de la célula, liberando iones H+ y disminuyendo el pH intracelular. Esto inhibe la replicación y el crecimiento de las bacterias, lo que conduce a efectos bactericidas
La eficacia de los ácidos orgánicos varía según el organismo objetivo. Las bacterias Gram positivas (por ejemplo, C. perfringens, Enterococcus spp., Streptococcus spp.) son principalmente susceptibles a los AGCM, mientras que las bacterias Gram negativas (por ejemplo, E. coli, Campylobacter jejuni, Salmonella spp.) son más sensibles a los AGCM. La naturaleza lipofílica de los AGCM les permite tener una actividad antibacteriana más fuerte contra las especies Gram positivas, mientras que la presencia de lipopolisacáridos en la pared celular Gram negativa confiere resistencia a estas especies. Lo que también se observa es que los AGCC en los cerdos aumentan las expresiones relativas de ARNm de los genes relacionados con el desarrollo intestinal, incluidos IGF-1, IGF-IR, GLP-2 y GLP-2R, lo que indica los beneficios de los AGCC en la morfología y el desarrollo intestinal. Tomando un ejemplo, se vio que el ácido butírico promovía la integridad epitelial intestinal, medida a través de sus efectos en el aumento de la expresión relativa de ARNm de unión estrecha, ofreciendo una función de barrera intestinal.
Modulación de la microflora
Aquí los investigadores explicaron además cómo los ácidos orgánicos modulan los patrones de fermentación intestinal. Tomando por ejemplo, el ácido fórmico, el más estudiado; el ácido fórmico o sus sales aumentan el ácido acético y disminuyen las concentraciones de ácido láctico tanto en el íleon como en el contenido del colon. Esto indica un cambio en la composición de la flora intestinal y una modulación de las fermentaciones microbianas con más nutrientes o metabolitos (como el acetato) disponibles para el huésped.
Basándose en su modo de acción antimicrobiano, los ácidos orgánicos pueden inhibir el crecimiento de microorganismos no deseados sensibles al pH, como las Enterobacteriaceae, a la vez que promueven la proliferación de bacterias beneficiosas tolerantes a un pH más bajo. Desde este punto de vista, los ácidos orgánicos pueden ser una herramienta óptima para controlar la disbiosis caracterizada por el sobrecrecimiento de coliformes y la depresión de los lactobacilos, típica del tiempo de destete de los cerdos. Los AGCS reducen el pH y promueven la proliferación de bacterias beneficiosas, ofreciendo así un efecto probiótico en el colon. Lo que los investigadores también encontraron es que, además de los ácidos orgánicos individuales, las mezclas de ácidos orgánicos como SCFA, MCFA y sales de ácidos aumentan los niveles de ácido acético, propiónico y butírico producidos por la fermentación microbiana de los carbohidratos en el intestino grueso. En general, los ácidos orgánicos tienen el potencial de modular las poblaciones de la microflora y, por consiguiente, la producción de metabolitos microbianos a lo largo de la TIG.
Figura 1 – Diversos acidificantes en la nutrición animal.
Suministro de energía
Los ácidos orgánicos pueden tener una función metabólica al mejorar el trofismo de la mucosa intestinal y modular el metabolismo general, en particular para los AGCS. En el intestino grueso de los cerdos, los AGCS son absorbidos rápidamente por el epitelio del colon para desempeñar un papel fundamental en el metabolismo intestinal y energético general. El ácido butírico se oxida casi por completo dentro de la mucosa, sirviendo como fuente de energía preferida para los coloncitos, mientras que el ácido propiónico es recogido por el hígado, donde se convierte en glucosa, y el ácido acético es utilizado en cambio por los tejidos periféricos. El ácido sórbico añadido a los lechones destetados aumenta el rendimiento del crecimiento mediante la modulación del metabolismo de los lípidos y la mejora del sistema de factores de crecimiento similares a la insulina, lo que es particularmente relevante para el desarrollo de las TIG. Además, los investigadores señalan que los cerdos pueden utilizar el ácido fumárico como fuente de energía con una eficiencia cercana a la de la glucosa
Los investigadores también dieron una visión general de las diversas aplicaciones de los acidificantes en la nutrición animal, como se destaca en la figura 1.
Factores que influyen en la eficacia
Varios factores influyen en la eficacia de los acidificantes; factores como la forma física y química (ácido, sal, recubierto o no), el olor y el sabor, la solubilidad, el valor pKa, la concentración mínima de inhibidores, el lugar de acción, la composición de la dieta y la capacidad de amortiguación de los alimentos. El recubrimiento, por ejemplo, asegura la liberación lenta de los ácidos en toda la TIG, y frena los efectos del olor.
