Gemma González-Ortiz1* y Gustavo Cordero2*
*Doctor/a en Veterinaria
1Research Manager, AB Vista, Reino Unido
2Global Technical Manager, AB Vista, Reino Unido
El consumo de fibra dietética lleva consigo diferentes particularidades en función de su origen, composición, concentración y propiedades fisicoquímicas. Durante décadas ha sido un nutriente subestimado por considerarse un antinutriente, sin embargo, cada vez hay más evidencias científicas que se apoyan en sus múltiples beneficios. La fibra no hidrolizada por la microbiota intestinal en los tramos posteriores del intestino será expulsada por las excretas perdiendo una oportunidad de fuente de energía para el animal.
Este resumen pretende resaltar de forma muy general algunos aspectos fundamentales de la definición de la fibra dietética, así como de las propiedades fisicoquímicas a tener en cuenta en la formulación de los piensos con implicaciones en la composición de la microbiota intestinal. Además, se ponen de manifiesto algunos de los beneficios observados por el uso de estimbióticos en avicultura que han supuesto un avance genuino en el reconocimiento de nuevos aditivos capaces de mejorar la utilización de la fibra dietética.
Palabras clave: fibra dietética, solubilidad, fermentabilidad, viscosidad, microbiota intestinal, estimbiótico.
Dietary fibre use optimization in poultry
Consumption of dietary fibre can have detrimental or beneficial effects depending on the origin, composition and concentration, and physiochemical characteristics of the fibre sources. For decades, dietary fibre was considered an antinutrient and strategies to mitigate excess soluble and total dietary fibre were developed. However, recent scientific evidence indicates there are multiple benefits of dietary fibre consumption, including fibre an energy source and modulator of the gut microbiome.
The aim of this summary is to highlight the fundamental definition of dietary fibre, as well as describing the physiochemical properties of dietary fibre. The later will have implications on intestinal microbiota and gut function and health. The summary will also highlight some of the observed benefits from the use of stimbiotics in poultry. This novel research has revealed genuine progress in the recognition of new additives developed specifically to improve the utilisation of dietary fibre.
Keywords: dietary fibre, solubility, fermentability, viscosity, intestinal microbiota, stimbiotic.
A diferencia de lo que ocurre en nutrición humana o incluso en rumiantes, la fibra dietética ha sido el nutriente que menos ha interesado en el área de nutrición de animales monogástricos por considerase un factor antinutricional y diluyente de la densidad energética y otros nutrientes del alimento. Tal ha sido el desinterés de la fibra dietética en monogástricos durante años, que en una encuesta publicada por Angel y Sobara (2014) a veterinarios y nutricionistas del sector avícola, puso en evidencia su limitada confianza entre los expertos del sector en comparación con el nivel de conocimiento de otros sustratos como los fitatos, las proteínas y los aminoácidos, la grasa o el almidón.
La respuesta al menor conocimiento se debe en gran medida a la diversidad de definiciones propuestas para la fibra dietética en la literatura, además de sus características fisicoquímicas, sin olvidar las diferentes técnicas analíticas para su determinación y el efecto diluyente de la dieta. Todos estos factores han propiciado un nivel de confusión en el concepto de la fibra, sus ventajas e inconvenientes, y por lo tanto es esencial fomentar la investigación básica y aplicada especialmente en animales monogástricos.
La fibra dietética está compuesta por polímeros de carbohidratos que se encuentran en las paredes celulares de los vegetales y que no son digestibles por el animal. Estos polímeros, oligosacáridos o polisacáridos, tienen un peso molecular variable en función del nivel de polimerización o número de carbohidratos unidos en la cadena principal de la molécula y de las ramificaciones asociadas a otros monómeros de carbohidratos y otros compuestos. Los oligosacáridos tienen un rango de entre 2 y 9 unidades monoméricas mientras que los polisacáridos se caracterizan por tener más de 10 unidades monoméricas, siendo estructuras realmente complejas. Es con seguridad la definición de Choct (2015) la que describe de la mejor manera la definición de la fibra dietética para un nutricionista animal (figura 1), ya que considera su composición en función de los elementos principales, pero también teniendo en cuenta lo que determinan los métodos analíticos más tradicionales empleados en nutrición.
Para Choct (2015), la fibra dietética se compone de la suma de la lignina y los polisacáridos no amiláceos (PNA), y a su vez, los PNA engloban la celulosa, la hemicelulosa y las pectinas. Si bien la lignina no es un carbohidrato, carbohidrato, es tratado como tal por su estrecha asociación a las paredes celulares de los vegetales y a los PNA y porque los métodos analíticos más comunes incluyen la determinación de la lignina en las técnicas (Bach Knudsen, 2014). Su estructura está compuesta por varios alcoholes orgánicos y presenta anclajes a la celulosa y otros PNA, lo cual la hace totalmente intransigente, incluso a la degradación de la microbiota intestinal. Las pectinas son polímeros muy complejos y variables en composición y estructura, especialmente abundantes en leguminosas, las cuales son parcialmente fermentadas por la microbiota intestinal.
Las celulosas son polímeros lineales de ß-1-4-glucosas dispuestas de tal manera que son totalmente insolubles y resistentes a la degradación enzimática por parte de la microbiota intestinal. Finalmente, los ß-glucanos y los arabinoxilanos se clasifican dentro de las hemicelulosas y representan una proporción muy elevada de los PNA en los cereales. Los ß-glucanos son polímeros de glucosas unidas entre sí mediante enlaces ß-1-3 y ß-1-4. Esta disposición de los enlaces de glucosa los hace parcialmente susceptible a la hidrólisis enzimática por parte de la microbiota intestinal en el intestino.
Por el contrario, los arabinoxilanos son polímeros de xilosas a las que se le anclan arbitrariamente monómeros de arabinosas y a estas se les pueden unir otros compuestos como el ácido ferúlico y/o grupos acetilo formando una estructura de mayor complejidad.
Los arabinoxilanos son más resistentes a la hidrólisis enzimática por parte de la microbiota intestinal que habita el intestino grueso que los ß-glucanos y es por ello que el empleo de enzimas exógenas como las xilanasas es una práctica habitual en avicultura. Por esta razón, los arabinoxilanos terminan concentrándose en los tramos posteriores del intestino sin terminar de ser hidrolizados por la microbiota intestinal.
Además de la composición estructural de la fibra dietética, es clave poder evaluar el impacto de sus propiedades fisicoquímicas. La solubilidad, la viscosidad y la fermentabilidad son aspectos que tienen un profundo efecto en la fisiología digestiva, pero también en la diversidad y densidad de las poblaciones microbianas en el intestino (Morgan, 2019). La solubilidad de la fibra dietética dictamina la digestibilidad de los nutrientes, ya que depende del tipo de polímero, su estructura química y su asociación con otros componentes de las paredes celulares. La superficie de los PNA hace que estos se unan a otras partículas del alimento después de la ingestión, lo que reduce la accesibilidad de los nutrientes a la exposición de las enzimas endógenas y a la posterior absorción (Cummings y Englyst, 1987). Es fundamental entender que la solubilidad de la fibra no está directamente relacionada con la viscosidad (Morgan et al., 2019).
Por otro lado, la viscosidad no es específica de un tipo de carbohidrato en concreto, ni incluso de los enlaces entre ellos, pero el comportamiento de la viscosidad sobre la digestión de los nutrientes y absorción es similar independientemente de la fuente de los PNA. El perfil de los PNA de los cereales de invierno como el trigo, cebada, centeno y la avena con respecto a su capacidad de hidratación (o viscosidad) de la digesta se comporta de forma semejante, ya que estos tienen la propiedad de atrapar el agua del medio formando geles, influyendo en el retraso del tiempo de tránsito, la sensación de llenado, la actividad de la microbiota, la fisiología y funcionalidad intestinal y las perdidas endógenas, resultando en una menor capacidad de digestión y absorción. En cambio, los PNA insolubles no forman geles y en general aceleran el ritmo de tránsito de la digesta, ejerciendo una acción abrasiva y raspando la integridad de la mucina de la mucosa intestinal a lo largo del tracto gastrointestinal, incrementando las pérdidas endógenas y la estimulación de la motilidad intestinal además de reducir la oportunidad de proliferación de los microorganismos patógenos (Mateos et al., 2019). Toda la fibra dietética sin hidrolizar que alcanza los tramos posteriores del intestino tiene el potencial de ser utilizada como sustrato por la microbiota intestinal, ser fermentada y liberar ácidos grasos volátiles de cadena corta que serán utilizados a su vez por los propios microorganismos que habitan el tracto gastrointestinal o absorbidos por el epitelio intestinal aportando otra fuente de energía para el hospedador.
Este artículo aparece en el número 9 (marzo de 2024) de Avium. Suscríbete aquí para tener acceso completo a este y otros contenidos de la revista.