Comparación de métodos para proteger la proteína de soja en el rumen para el bypass

Optimizar la utilización de proteínas en la dieta de rumiantes requiere considerar cuidadosamente cómo se procesan las fuentes proteicas para minimizar la degradación ruminal y maximizar los aminoácidos disponibles para la absorción intestinal. Específicamente para la proteína de soja, una valiosa fuente de aminoácidos esenciales, varios métodos de protección buscan lograr lo que se conoce como proteína no degradable en el rumen (PNDR) o proteína de bypass. La eficacia de estos métodos va más allá de simplemente aumentar la PNDR; abarca el mantenimiento o soporte de la digestibilidad intestinal y el suministro final de proteína metabolizable al animal.

Cropenta Insight

Al evaluar proteínas protegidas del rumen, los formuladores suelen centrarse en los valores de PNDR, pero la digestibilidad intestinal es igualmente crucial. Según la documentación del producto, un producto como Bypass Soy Protein MP, derivado de harina de soja no modificada genéticamente y melaza tratada mediante una reacción de Maillard controlada, muestra una PNDR calculada alta al ser evaluado a una tasa de paso constante, junto con una digestibilidad intestinal casi completa de esta PNDR. Este equilibrio entre la protección ruminal y la alta digestibilidad intestinal es clave para la entrega precisa de aminoácidos en las dietas de rumiantes.

Comprendiendo la Cinética de Degradación Ruminal y la Protección

La cinética de degradación ruminal describe cómo las proteínas de la dieta son descompuestas por los microorganismos ruminales. Los parámetros clave incluyen la fracción soluble (S), la fracción lavable pero insoluble (W-S), la fracción potencialmente degradable (D), la fracción no degradable (U) y la tasa de degradación fraccional por hora (Kd) ^[1]. La degradación efectiva y la PNDR subsiguiente se calculan a partir de D, Kd y una tasa de paso fraccional asumida (Kp), que se estima a partir del consumo y la producción, no se mide directamente con la técnica de la bolsa de nailon. Es importante señalar que los valores de PNDR solo son comparables cuando se evalúan a la misma tasa de paso asumida ^[2].

Diversos métodos buscan alterar esta cinética para proteger la proteína de soja de una degradación ruminal extensa. Estos incluyen el tratamiento térmico, los tratamientos químicos y las reacciones con azúcares reductores. Sin embargo, un procesamiento excesivo puede tener efectos perjudiciales, reduciendo potencialmente tanto la degradación ruminal como la digestibilidad intestinal posterior ^[3].

Tratamientos Térmicos y Químicos para la Protección Ruminal

El tratamiento térmico es un enfoque común para proteger las proteínas. Puede alterar la estructura proteica, haciéndola menos accesible a las enzimas microbianas en el rumen. El grado de calor, la duración y el contenido de humedad durante el procesamiento influyen en la extensión de la protección. Por ejemplo, el procesamiento termomecánico, a veces combinado con la facilitación enzimática, puede reducir los factores antinutricionales y potencialmente contribuir a la digestibilidad de nutrientes en la harina de soja ^[3]. Sin embargo, el impacto exacto en la degradación ruminal y la digestibilidad intestinal requiere una evaluación cuidadosa.

También se han empleado tratamientos químicos, como los que involucran lignosulfonatos, para proteger proteínas. Estos tratamientos buscan crear complejos que resistan la descomposición microbiana en el rumen. Sin embargo, la eficacia puede variar. Investigaciones sobre harina de colza tratada con lignosulfonato, por ejemplo, encontraron que, si bien influía en la proteína no degradable en el rumen (UDP) en comparación con la harina no tratada, el aumento fue sustancialmente menor de lo que a menudo se esperaba o declaraba en la información del producto ^[4]. Históricamente, el tratamiento con formaldehído se utilizaba para crear proteínas altamente resistentes, pero su uso ya no está permitido debido a preocupaciones sobre residuos y seguridad.

Reacción de Maillard en la Protección de la Proteína de Soja

Otro enfoque para proteger la proteína de soja implica reacciones de Maillard controladas. Esta reacción ocurre entre azúcares reductores (como glucosa, fructosa o xilosa) y grupos amino libres, particularmente el grupo épsilon-amino de la lisina. A través de una serie de pasos que involucran bases de Schiff y productos de Amadori, se forman las melanoidinas. Cuando se controla, este proceso puede hacer que la proteína sea más resistente a los microorganismos ruminales, al mismo tiempo que permite que el ácido y las enzimas del abomaso y el intestino delgado liberen los aminoácidos. Sin embargo, las reacciones de Maillard excesivas pueden llevar a la destrucción de la lisina reactiva, afectando así la digestibilidad general y la palatabilidad ^[2].

Por ejemplo, según la documentación del producto, Bypass Soy Protein MP, una proteína protegida del rumen derivada de harina de soja no modificada genéticamente, se produce utilizando una reacción de Maillard controlada con azúcares reductores C5 y C6 seleccionados de melaza tratada. Este proceso, diseñado para controlar la distribución del azúcar, la penetración de la temperatura, la humedad, el tiempo de procesamiento y la homogeneidad, busca crear melanoidinas que resistan la descomposición microbiana en el rumen. Posteriormente, la desnaturalización ácida en el abomaso y la digestión enzimática subsiguiente en el intestino delgado están destinadas a liberar los aminoácidos ^[2].

Evaluación de la Digestibilidad Intestinal y la Proteína Metabolizable

Un alto porcentaje de PNDR por sí solo no garantiza el valor nutricional; debe ir acompañado de una digestibilidad intestinal adecuada. La proporción de proteína no degradada en el rumen que se digiere en el intestino delgado, medida por ejemplo con la técnica de la bolsa de nailon móvil en vacas con cánulas duodenales, es un indicador crucial. Si la PNDR tiene una baja digestibilidad intestinal, suministra poca proteína utilizable al animal. Por ejemplo, la documentación del producto para Bypass Soy Protein MP reporta una PNDR calculada superior al 80% a una tasa de paso asumida del 6%/h, con la digestibilidad intestinal de la proteína no degradada en el rumen reportada como cercana al 100% ^[2]. Esta evaluación integral, que combina tanto el porcentaje de PNDR como su digestibilidad intestinal, proporciona una imagen más precisa y holística de la verdadera contribución nutricional de la proteína al suministro de proteína metabolizable del animal.

Los sistemas de valoración de proteínas nutricionales, como el sistema holandés DVE/OEB, el sistema alemán nXP/RNB, el INRA PDI o la proteína metabolizable CNCPS, traducen estas características de degradación y digestibilidad en valores de formulación. Estos sistemas ayudan a determinar la proteína digestible disponible para el animal y el balance proteico ruminal. Los valores difieren entre sistemas y dependen de la tasa de paso asumida ^[2].

Desafíos en la Medición y Aplicación

Es importante diferenciar entre los métodos in-vitro e in-situ para evaluar la degradación proteica. Las pruebas de degradación proteica in-vitro, que a menudo utilizan métodos enzimáticos o de fraccionamiento, pueden correlacionar mal con las mediciones in-situ realizadas en vacas fistuladas al rumen. Esta discrepancia es particularmente evidente para las proteínas protegidas por calor y por Maillard, donde los métodos in-vitro pueden sobrestimar la protección ruminal en decenas de puntos porcentuales en comparación con las mediciones in-vivo. En consecuencia, los valores declarados basados en métodos in-vitro pueden no ser comparables con los valores derivados in-situ ^[2].

La elección del método de protección ruminal para la proteína de soja influye significativamente en su valor nutricional para el ganado lechero. Métodos como las reacciones de Maillard controladas buscan equilibrar la resistencia ruminal con la digestibilidad intestinal posterior, contribuyendo así al suministro de proteína metabolizable. Comprender los mecanismos específicos de protección y su impacto verificado en la cinética de degradación ruminal y la digestibilidad intestinal de los aminoácidos es vital para los formuladores que buscan optimizar la utilización de proteínas en las dietas de rumiantes ^[5].

Resumen técnico

Diversos métodos, incluyendo el calor y las reacciones de Maillard controladas, protegen la proteína de soja de la degradación ruminal para influir en su suministro de proteína metabolizable a los rumiantes. Una protección efectiva equilibra la resistencia ruminal con una alta digestibilidad intestinal de la proteína no degradada. La evaluación de estos métodos requiere mediciones in-situ de la cinética de degradación y la digestibilidad intestinal subsiguiente, ya que las pruebas in-vitro pueden sobrestimar la protección, especialmente para proteínas tratadas con Maillard. La tasa de paso asumida influye en los valores de PNDR, destacando la necesidad de una metodología consistente en las comparaciones.

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