Los ácidos orgánicos y la reinvención de la industria animal
Tras varias décadas, los acidificantes han sido utilizados en la industria de piensos alimenticios por motivos de preservación y cualidades nutricionales. Dentro de sus múltiples beneficios, sobresalen el control de la proliferación bacteriana, fúngica y de mohos sobre el alimento almacenado para uso animal. Numerosos estudios se han publicado acerca de los efectos potenciales que tiene el uso de acidificantes en la mejora de la digestión, salud intestinal y el efecto promotor de crecimiento en los animales monogástricos. Los ácidos, como otros compuestos químicos, se clasifican en orgánicos e inorgánicos. Los ácidos orgánicos se componen de carbono e hidrógeno y al menos otro elemento adicional. Los ácidos orgánicos que reciben mayor atención son los de cadena corta dado a sus propiedades de preservación y actividad antimicrobiana (Luise et.al, 2020).
Los principales mecanismos por los cuales, los ácidos orgánicos mejoran el rendimiento de producción en los animales se relaciona a una mejor digestibilidad y utilización mineral, además de sus propiedades antimicrobianas respecto a patógenos específicos (Luise et.al, 2020). Dentro de los diferentes ácidos orgánicos, el ácido fórmico y sus derivados (formiato de amonio, K-diformiato, Ca-formiato, Na-formiato) han presentado excelentes resultados en la producción animal, sobre todo en cerdos dentro de las etapas de destete, crecimiento y finalización (Luise et.al, 2020). Por su parte, otro ácido orgánico fundamental en la mitigación de hongos y sobre todo bacterias es el ácido láctico. Los ácidos orgánicos son el mayor grupo de metabolitos producidos por las bacterias ácido lácticas, afectando sustancialmente el crecimiento de hongos al inhibir el desarrollo de su micelio (raíz o parte estructural del hongo). Comparado con los otros ácidos orgánicos, el ácido láctico se produce en grandes cantidades por las bacterias ácido lácticas (Ahmed et.al, 2019). La propiedad antimicrobiana del ácido láctico supera a su actividad antifúngica, no obstante, su combinación con otros ácidos orgánicos potencia la mitigación de los hongos (Liu, et al., 2022).
¿Cómo se comportan el ácido fórmico y el ácido láctico en la dieta animal?
El Formiato de Amonio en el equilibrio del sistema digestivo
El formiato de amonio es la sal derivada de la conjugación del ácido fórmico y el gas amonio o su forma acuosa de hidróxido de amonio. El ácido fórmico se produce fisiológicamente por el metabolismo animal. En la Unión Europea, el ácido fórmico está aprobado como preservante alimenticio, potenciador de higiene, agente saborizante y también como aditivo para silo. El ácido fórmico y sus sales generalmente se aplican de diferentes maneras: libre o micro encapsuladas, individualmente o mezcladas de ácidos. La respuesta de mezclar los ácidos comúnmente es mejor que darlos individualmente. La microencapsulación de estos ácidos evita que exista una rápida disociación del ácido en el estómago, lo que permite que los efectos sean destinados a las partes distales del intestino, donde yace presente la mayor parte de patógenos, incluidos E. coli y Salmonella. Una de las ventajas de usar los ácidos en sales es que son menos irritantes y más solubles en el alimento y en el agua (Luise et.al, 2020).
El ácido fórmico y sus sales tienen acciones indirectas y directas en la población microbiana gástrica que pueden afectar la composición del microbiota en los posteriores tramos del intestino. Los principales mecanismos son la reducción del pH del medio y la penetración junto a la alteración de la homeostasis fisiológica de la célula bacteriana; en otras palabras, la incorporación del ácido genera estrés y posteriormente la muerte de la bacteria. Por ende, la reducción del pH intestinal modifica la composición del microbiota, reduce y elimina las bacterias patógenas (Luise et.al, 2020).
En los balanceados, la aplicación del ácido fórmico tiene como objetivo limitar los niveles de patógenos en el alimento tratado y evitar la contaminación del alimento, además de su preservación en el almacenamiento. Sin embargo, el éxito del ácido se ve influenciado por la calidad y composición del alimento, además de la forma en cómo se administra. Comúnmente, la introducción del ácido fórmico u otro ácido orgánico tiene como enfoque el control de Salmonella en los balanceados para aves y el resto de los animales. Muchos estudios aseveran que la actividad antimicrobiana del ácido fórmico va a depender de varios factores, tales como: la dosis y el tiempo de exposición al ácido fórmico, la cantidad de humedad presente en la matriz del alimento, el nivel de contaminación del alimento y el origen y composición de los ingredientes utilizados para su elaboración (Ricke et.al, 2020). Se han elaborado estrategias para potenciar la actividad del ácido fórmico, como el incremento de su concentración en el alimento altamente contaminado antes de su mezclado, a fin de minimizar posibles daños a los equipos de la fábrica de piensos y los problemas en la palatabilidad de los animales. No obstante, la cantidad de bacterias presentes dependerá mucho de los factores mencionados y sobre todo de los procesos utilizados en la fábrica de piensos.
Finalmente, uno de los puntos a tomar en consideración es la temperatura a la que se exponen los ácidos orgánicos. Si bien, el incremento de temperatura es sinérgico o beneficioso para potenciar la actividad antimicrobiana del ácido orgánico, muchos estudios aseguran que a temperaturas muy elevadas, pueden volatilizarse obteniendo un impacto negativo en su actividad contra microorganismos (Ricke et.al, 2020).
El ácido láctico como protector del bioma intestinal
Como es de conocimiento, el ácido láctico es un metabolito que se lo puede obtener producto de la fermentación de cierto grupo bacteriano, como lo son las bacterias ácido lácticas en cuestión. Las bacterias ácido lácticas son un conjunto de numerosos géneros bacterianos que bajo ciertas condiciones son capaces de brindar beneficios en la alimentación humana y animal. Los miembros de este grupo se caracterizan por proveer múltiples productos o sustancias que regulan el ambiente intestinal como lo son: los ácidos orgánicos (entre ellos el ácido láctico), bacteriocinas, reuterina, diacetyl, peróxido de hidrógeno y metabolitos de bajo peso molecular. Estos productos crean un ambiente que inhibe el crecimiento de bacterias no favorables para el organismo. Sobre la producción de ácidos orgánicos, las bacterias pueden dividirse en homofermentativas y heterofermentativas. Las homofermentativas tras su proceso metabólico solamente generan un solo producto que es el ácido láctico. Al contrario, las heterofermentativas pueden generar varios productos finales como el ácido acético, CO2, etanol y ácido láctico (Brashears et.al, 2005).
En relación con el ácido láctico, su producción tiene una actividad antimicrobiana específica, dado que al no encontrarse disociado y ser lipofílico, atraviesa fácilmente la membrana de la bacteria patógena y disminuye su pH interno, alterando sus funciones metabólicas. Ciertos estudios mencionan que el ácido láctico puede inhibir E. coli a un valor de pH 5. Esto quiere decir que los niveles inferiores de pH a nivel del ambiente intestinal mejoran la actividad de los ácidos orgánicos incorporados. Cada ácido orgánico tiene su propia constante de disociación, por lo que es conveniente combinarlos para obtener una acción efectiva (Brashears et.al, 2005) Por último, cabe mencionar, que el ácido láctico y el resto de los ácidos orgánicos si bien tienen un efecto sobre los patógenos, no afectan las células del epitelio animal debido a la capa de moco que crea un gradiente de pH que sirve como un medio de protección (Vieco et.al, 2019).
En resumen, el ácido láctico y el ácido fórmico (ya sea en forma líquida o sal) son ácidos orgánicos y agentes postbióticos que tienen como finalidad regular y generar un ambiente propicio para el desarrollo de las bacterias propias y benéficas del organismo, mitigando el desenvolvimiento de poblaciones de microorganismos patógenos. La inclusión de estos ácidos tiene un uso tanto en mantener la salud del intestino animal como de preservar y conservar las propiedades de calidad y organolépticas de los alimentos, resaltando que su acción inhibe la instalación de otros agentes como los hongos y sus metabolitos tóxicos, denominados micotoxinas. Los ácidos orgánicos son una herramienta importante en la producción animal y su uso promueve no solo el rendimiento animal, sino la salud sanitaria.
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Referencias Bibliográficas
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Brashears, M., Amezquita, A., & Jaroni, D. (2005). Lactic Acid Bacteria and Their Uses in Animal Feeding to Improve Food Safety. Advances in Food and Nutrition Research, 50, 1-31. doi:10.1016/S1043-4526(05)50001-9
Liu, A., Xu, R., Zhang, S., Wang, Y., Hu, B., Ao, X., . . . Liu, S. (2022). Antifungal Mechanisms and Application of Lactic Acid Bacteria in Bakery Products: A Review. Frontiers in Microbiology, 13(924398), 1-12. doi:10.3389/fmicb.2022.924398
Luise, D., Correa, F., Bosi, P., & Trevisi, P. (2020). A Review of the Effect of Formic Acid and Its Sakts on the Gastrointestinal Microbiota and Performance of Pigs. Animals, 10(887), 1-20. doi:10.3390/ani10050887
Ricke, S., Dittoe, D., & Richardson, K. (2020). Formic Acid as an Antimicrobial for Poultry Production: A Review. Frontiers in Veterinary Science, 7(563), 1-13. doi:10.3389/fvets.2020.00563
Vieco, N., Belguesmia, Y., Raspoet, R., Auclair, E., Gancel, F., Kempf, I., & Drider, D. (2019). Benefits and Inputs from Lactic Acid Bacteria and their Bacteriocins as Alternatives to Antibiotic Growth Promoters During Food-Animal Production. Frontiers in Microbiology, 10(57), 1-17. doi:10.3389/fmicb.2019.00057
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