Partamos de la base de que se utilizan para reducir el PH del alimento, y esto a su vez modula los procesos fisiológicos que intervienen en la digestión de los nutrientes en el aparato digestivo de los animales.
El uso de ácidos orgánicos como preservantes en alimentación animal y humana es muy antiguo. De hecho, el tradicional ensilado de forrajes se basa en las propiedades antimicrobianas del ácido láctico, generado por la fermentación que llevan a cabo bacterias lácticas. También en la Industria alimentaria son conocidos los procesos que emplean este ácido como conservador, tales como el yogur. Sin embargo, el empleo de acidificantes en alimentación animal ha adquirido un considerable interés los últimos años, debido a la necesidad de encontrar alternativas al empleo de varios antibióticos.
Con el término “ácidos orgánicos” se engloba a un grupo de ácidos de cadena corta, en general con no más de siete átomos de carbono. Están formados por grupos carboxilo (grupo funcional), llamados por eso también ácidos carboxílicos. Los ácidos orgánicos se consideran débiles, respecto a los inorgánicos como por ej: clorhídrico, el fosfórico o el sulfúrico.
La acidificación, o reducción del pH, de estos ácidos en solución acuosa se produce mediante la separación de los grupos carboxilo y la liberación de iones hidrogeno (H+).
Criterios para definir la capacidad de un ácido orgánico de reducir el pH del alimento y por ende del tracto digestivo de los animales:
- peso molecular
- número de grupos carboxilo
- constante de disociación
Cuantos más grupos carboxilo por unidad de peso de los ácidos haya, más fuerte va a ser el efecto acidificante.
Por ejemplo, el ácido fórmico tiene mayor efecto de reducir pH que el ácido láctico, ya que el peso molecular del láctico es casi dos veces el del fórmico (presentan cada uno, un grupo carboxilo).
Otra cuestión importante a tener en cuenta es la constante de disociación o pKa. El valor del pKa es el pH al que se encuentra disociado el 50% del grupo carboxilo, mientras que el otro 50% no lo está. El pKa es específico para cada acido. Cuanto menor sea el valor de pKa de un ácido orgánico, mayor será la reducción del pH tanto sea en el alimento como en el tracto digestivo. Por ej. La mayor acidez del ácido fórmico en comparación con el propiónico, se debe al valor de pKa inferior (además del menor peso molecular).
USOS, SUS APLICACIONES Y VENTAJAS
Actúan como conservantes en el alimento balanceado, gracias a las propiedades antimicrobianas, inhibiendo el crecimiento de ciertas bacterias. Influyen positivamente en la higiene de los alimentos, contribuyendo al rendimiento y salud de la granja.
Si bien los ácidos orgánicos no son antibióticos, son capaces de bloquear el crecimiento y proliferación de bacterias patógenas, así como también de hongos y ciertas levaduras no deseadas en nuestras producciones.
Estos efectos antimicrobianos se basan en tres efectos. Por un lado, la acidez de estos ácidos reduce el pH y esto imposibilita el crecimiento y multiplicación de microorganismos patógenos o no deseados, pero además las moléculas acidas tienen afinidad de por los lípidos (lipofilia) y por eso son capaces de atravesar la membrana celular de bacterias patógenas como por ej. Salmonella.
Una vez dentro de las células, los ácidos primero reducen el pH, y esto termina obligando a la bacteria a poner en marcha mecanismos de regulación que gastan mucha energía, y por ende la debilitan. A su vez, los ácidos actúan también inhibiendo la actividad de sistemas enzimáticos como son la multiplicación del material genético (ADN), y por esto, la bacteria o microorganismo, no se puede reproducir. En tercer lugar, las moléculas acidas que están disociadas y que no pueden atravesar la membrana celular, lesionan la estructura proteica, trayendo como consecuencia el aumento de la permeabilidad para minerales (principalmente sodio y potasio). Esto ocasiona el aumento de la presión osmótica, provocando la muerte de la célula.
Aunque su uso es ampliamente conocido y son usados desde hace mucho tiempo, aun no se conoce casos de resistencia microbiana.
El efecto especifico de los diversos ácidos orgánicos frente a distintos patógenos se determina mediante un ensayo para evaluar la Concentración Inhibitoria Mínima (MIC en inglés). Representa la concentración de una sustancia, que alcanza para inhibir el crecimiento y proliferación de determinado microorganismo. Por eso es que cuanto menor sea la Concentración Inhibitoria Mínima, más efectivo será el compuesto.
Según la figura precedente (Figura 1) y en base a lo explicado, por ej., el ácido fórmico es efectivo frente a bacterias como Escherichia colli o Staphylococcus aureus y levaduras como Cándida albicans. En cambio el ácido propiónico supera al fórmico frente a hongos como por ej Aspergillus flavus, que produce aflatoxina (micotoxina).
Todo esto permite como conclusión decir que para combatir bacterias como Escherichia colli, Salmonella, o levaduras, se debe usar preferentemente ácido fórmico. En cambio para conservación de alimentos balanceados donde los hongos tengan presencia importante, el ácido propiónico es el correcto.
Por el efecto antimicrobiano que poseen, los ácidos orgánicos tienen aplicación en 4 aspectos importantes para la nutrición animal:
- Conservación, en alimentos balanceados.
- Efecto antimicrobiano, frente a varios patógenos (E. Colli, Salmonella, Clostridium perfringens, Campylobacter, etc).
- Higiene de agua de bebida, inhibiendo proliferación de “biofilms” (película biológica).
- Efectos en la nutrición propiamente dicha. Reducción del pH, mejora en la digestibilidad de proteínas y fosforo, menor índice de diarreas, mejora en calidad de cama, incremento en consumo de alimento balanceado.
Los ácidos orgánicos son considerados sustancias seguras ya que no abandonan el tracto digestivo y por esto no dejan residuos en los productos. Por otro lado, pueden dar lugar a dificultades de manejo debido a que son sustancias corrosivas.
Los ácidos orgánicos (fórmico, láctico, acético, propiónico, cítrico y fumárico) presentan un efecto más importante en las primeras semanas de vida de los animales. En este periodo una cantidad de material no digerido llega al colón y favorece la proliferación de microorganismos patógenos que producen diarreas. Los ácidos orgánicos mejoran el proceso digestivos, de tal forma que disminuyen el tiempo y retención del alimento, aumentando la ingestión a la vez que se previenen los procesos diarreicos. También pueden ser absorbidos por el animal representando una fuente extra de nutrientes y además pueden inhibir el crecimiento de determinados microorganismos patógenos, ya que reducen el pH del tracto digestivo y además presentan actividad bactericida y bacteriostática, como bien hemos comentado.
Acidificación en agua de bebida
En el caso de la acidificación en agua de bebida es importante recordar el impacto que ésta tiene sobre la salud y el rendimiento de los animales. El agua es el nutriente más importante ya que en condiciones normales un animal ingiere el doble de agua que de alimento, además esta proporción aumenta y llega a ser más importante en períodos donde la ingesta se ve reducida (verano). Por lo tanto, la acidificación del agua de bebida en animales de crecimiento rápido como pollos parrilleros, o en los de alta producción como son gallinas ponedoras o reproductoras ayuda a mantener el equilibrio en la flora a nivel del tracto digestivo y especialmente en las situaciones donde la ingesta de pienso se ve alterada.
