Tradicionalmente, las xilanasas se aplicaban para la liberación de nutrientes, lo que se traducía en beneficios de aumento de peso (4-5 libras/2-3 kg) y una mejor relación de conversión alimenticia (en 3 a 4 puntos). Con un beneficio de mortalidad del 1% que se calcula que ahorra hasta 67,50 dólares por cerdo, muchos productores de cerdos de los Estados Unidos están utilizando una xilanasa por su efecto indirecto en la reducción de la mortalidad y la eficiencia alimentaria. Se ha demostrado que la mortalidad se reduce en aproximadamente un tercio al añadir una xilanasa a la dieta. Las xilanasas descomponen los arabinoxilanos de cadena larga, liberando nutrientes unidos por estructuras complejas de fibras que de otro modo serían excretados. Los productos finales de la degradación del arabinoxilano pueden variar, dependiendo de la xilanasa, lo que probablemente sea el resultado de la eficacia de la enzima para descomponer el arabinoxilano y otros efectos secundarios. Aunque se ha sugerido que la descomposición completa del arabinoxilano es ventajosa (es decir, se libera más energía), la descomposición completa en xilosa (X1) se ha asociado negativamente con la digestibilidad de los nutrientes. El aumento de la xilosa en la dieta da lugar a una reducción del crecimiento y a un aumento de la ingestión de agua, que es probablemente un mecanismo utilizado para eliminar la xilosa del cuerpo. El perfil de los xiloligómeros producidos por las xilanasas puede diferir, dependiendo del producto enzimático y de la susceptibilidad del sustrato a éste. Los xilo-oligómeros producidos pueden desempeñar un papel importante en el mantenimiento de la funcionalidad intestinal cuando hay problemas de salud.

Funcionalidad intestinal

Los xilo-oligómeros de cadena pequeña son fermentados por bacterias en el tracto gastrointestinal distal, lo que da lugar a un cambio hacia bacterias más beneficiosas. Cuando los xilo-oligómeros son fermentados por estas bacterias beneficiosas en el intestino inferior, producen ácidos grasos de cadena corta (AGCC). Uno de ellos, el butirato, tiene efectos beneficiosos en la función gastrointestinal, incluyendo la reducción de la inflamación y el aumento de la integridad del epitelio intestinal. Además, se ha demostrado que el butirato mejora el rendimiento del crecimiento en los animales de producción, altera la composición de la microbiota y modifica la actividad metabólica del ecosistema microbiano en el intestino. En la ausencia – o reducción – de una fuente de carbohidratos en la parte inferior del intestino, las bacterias se vuelven putrefactas, utilizando la proteína como fuente primaria de nutrientes. La descomposición de las proteínas conduce a un aumento de los niveles de ácidos grasos de cadena ramificada (BCFA) y amoníaco, y es, por lo tanto, indicativo de un intestino menos saludable. Se ha demostrado que el suministro de xiloligómeros como resultado de la descomposición del arabinoxilano mediante la suplementación con xilanasa reduce los BCFA.

Figura 1 – Suplemento del estibiótico a las diferentes etapas de la dieta de los cerdos.

Suplementos para los estigmas

Se ha estudiado la posibilidad de añadir xilo-oligómeros directamente a la dieta de los animales y se han demostrado varios beneficios: mejor integridad intestinal, enzima endógena y modulación de la respuesta inmunitaria. La inclusión de XOS en las dietas de los cerdos destetados mejora la función inmunológica y el crecimiento de la capa de la mucosa intestinal, así como la diversidad de la microbiota intestinal. De hecho, una dieta suplementada con xilanasa y un XOS específico acelerará y aumentará favorablemente la capacidad fermentativa del microbioma del intestino posterior. La suplementación de los xilo-oligómeros tiene una tasa de inclusión muy baja, por lo que no puede ser simplemente un sustrato que genere una cantidad de producto final. En lugar de ello, la baja cantidad debe ser una señal para que el microbioma utilice la fibra. Parece que cualquier aditivo que tenga la capacidad de estimular un microbioma que degrada la fibra para aumentar la fermentabilidad sin convertirse en el sustrato debe ser definido como «estibiótico». Se ha demostrado que la suplementación con estibióticos mejora el rendimiento en comparación con el grupo de control, tanto en los ensayos de viveros como en los de cultivo (Figura 1). Este mecanismo dual proporciona los mismos efectos positivos de la xilanasa añadida mencionada anteriormente, y luego ayuda a acelerar ese proceso al proporcionar a los xilo-oligómeros una señal para que el microbioma empiece a utilizar la fibra. En los estudios en los que se administró esta combinación a cerdos, se observó una reducción del factor de necrosis tumoral alfa, una disminución de los aminoácidos de cadena ramificada y un aumento de la concentración total de VFA presente en la sangre. Los cerdos que consumieron esta combinación estuvieron bajo menos estrés, mantuvieron una mejor salud intestinal y aumentaron la fermentación de los AGC positivos, lo que les permitió rendir mejor que el grupo de control. También se observa un cambio en las bacterias presentes en el tracto gastrointestinal inferior, con bacterias más beneficiosas que producen el grupo de clostridios XIV y las poblaciones de bacilos, y menos proteobacterias, incluidas las poblaciones de Escherichia coli y Salmonella spp

Carbohidrasa

Los carbohidratos son un activo, ya que los productores de cerdos y los nutricionistas aplican estrategias de alimentación que pueden mejorar el rendimiento y la salud del rebaño. En un ensayo reciente, los cerdos con un sistema de salud cuestionado tuvieron un mejor rendimiento en términos de crecimiento y habitabilidad cuando se les ofreció un carbohidrato que los cerdos sin suplemento. Sin embargo, la respuesta de la carbohidrasa toma algún tiempo. Al suplementar xilo-oligómeros además del carbohidrato, se puede reducir el tiempo de respuesta y lograr una mejor respuesta. En un ensayo separado, en el que los cerdos también experimentaban un desafío natural para su salud, los cerdos recibieron una dieta suplementada con xilo-oligómeros y xilanasa, y se observó una mejora en la capacidad de vida en comparación con el grupo de control (96,2% frente a 87,6%) y el tratamiento con xilanasa (91,4%) (Figura 2).

La mejora de la fermentación de la fibra intestinal inferior tiene efectos beneficiosos en términos de rendimiento animal, función intestinal y habitabilidad. Los aditivos alimentarios que estimulan la fermentación de la fibra en el intestino inferior (estibióticos), como Signis, pueden utilizarse para lograr este objetivo.