INVESTIGACIÓNEMPRESAS PRODUCTOSINVESTIGACIÓN

Utilización de sales de ácido málicoen rumiantes cebados en intensivoC. Carrasco 1 , S. Garrido l y M. Puyalto2.l lmasde Agroalimentaria SL. 2 Norel, S.A.

En los rumiantes, una gran parte de los componentes orgánicos de la dieta son degradados y fer-mentados en el rumen, de tal modo que la principal fuente de energía la constituyen los ácidosgrasos volátiles (AGV) difundidos a través de la pared ruminal. La proporción entre los AGV produ-cidos varía en función de la naturaleza de los hidratos de carbono empleados como sustrato y suvelocidad de degradación.

os hidratos de car-bono de funciónestructural se de-gradan más lenta-mente en el rú-

men, obteniendo ácido acéti-co como principal productofinal, mientras que el almi-dón es rápidamente fermen-tado por las bacterias amilolí-ticas, produciendo mayorita-riamente ácido propiónico,que sirve como fuente ener-gética y precursor en la sínte-sis de glucosa, proteína y gra-sa corporal. No obstante, lavelocidad de degradación delalmidón depende mucho de

la fuente y por tanto de su na-turaleza, siendo el almidónharinoso (tipo de la cebada oel trigo) mucho más rápida-mente fermentable que el al-midón vítreo (tipo maíz osorgo), aportando por tantoperfiles de fermentación dife-rentes en función de la canti-dad y tipo de fermentación.

El aporte masivo de carbo-hidratos fácilmente fermenta-bles al metabolismo ruminal,estimula el crecimiento de lasbacterias amilolíticas, princi-palmente Streptococcus bo-vis. Esta bacteria, a pesar deno ser la única responsable

de la degradación de los hi-dratos de carbono, tiene granimportancia debido a que elácido láctico es su principalproducto de fermentación, ya que reduce la disponibili-dad de sustratos necesariospara otros microorganismosamilolíticos (Asanuma eHino, 2002). A concentracio-nes bajas, el ácido lácticoproducido es metabolizadopor otras bacterias, entreellas Selenomona ruminan-tium, evitándose así su acu-mulación excesiva. Sin em-bargo, cuando se administrandietas ricas en carbohidratos

rápidamente fermentables, sepuede producir una acumula-ción de ácido láctico en elmen y, en consecuencia, undescenso rápido del pH(Slyter, 1976; Russell e Hino,1985; Russell y Strover,1989). Si el pH desciende pordebajo de seis, las bacteriasS. bovis y Lactobacillus spp.se multiplican y sustituyen alos bacilos Gram negativos,lo que a su vez aumenta laconcentración ruminal deácido láctico (Kimberling,1988; Zorrilla y Rowe, 1993;Goad eta!, 1998). Este des-censo acusado del pH rumi-

nal es el origen de la acidosisruminal (Figura 1), causandouna disminución de la diges-tión de la fibra, el descensode la ingestión de alimentos,diarreas, úlceras ruminales eincluso la muerte. La inciden-cia de acidosis subclínica enrumiantes, aunque no lleguea presentar estos síntomastan drásticos, sí puede redu-cir la absorción de ácidos gra-sos volátiles durante un pe-riodo prolongado de tiempo(Krehbiel eta!, 1995), debidoa una queratinización anor-mal del epitelio ruminal, re-duciendo el aporte de energía

metabolizable. Estas altera-ciones ocasionan pérdidaseconómicas no sólo debidas ala disminución de la produc-ción, sino también a los pro-blemas sanitarios, que ade-más de tener importanciaeconómica, afectan al bienes-tar de los animales (Cerrato-Sánchez eta!, 2006).

En España, los sistemashabituales de producción derumiantes de carne están ba-sados en dietas concentradasmás o menos ricas en energía(0,85-1,05 UFC/kg), y enpaja a libre disposición. Tra-dicionalmente los problemas

de acidosis subclínica eranmuy eficazmente controladospor la adición de monensinasódica, que además teníaotras ventajas adicionalescomo la optimización de lafermentación, o la reducciónde la producción de gases conefecto invernadero. Sin em-bargo, como es sabido, suuso está prohibido desde ene-ro de 2006, por lo que es ne-cesario desarrollar estrategiasque permitan superar el efec-to de la eliminación de esteaditivo.

Métodos alternativos a lautilización de monensinaen dietas para rumiantesParte de la investigación en laalimentación de rumiantesdentro del marco europeo seha orientado a la búsquedade productos alternativos alos antibióticos ionóforos(monensina sódica) para evi-tar la incidencia de la acidosisruminal en rumiantes en cebointensivo. Las principales lí-neas de investigación se hancentrado por un lado, en elestudio del efecto de los áci-dos orgánicos o sus sales,bien como reguladores de laacidez, bien como metaboli-tos intermedios. Por otrolado se están evaluando otrosaditivos, como pueden ser losaditivos de carácter microbia-no, por ejemplo Saccharomy-ces cerevisae (Nisbet y Mar-tin, 1991; Garín eta!, 2001)

La inclusión de sales de ácido málico enlas raciones Unifeed de terneros produjo unaumento significativo del pH ruminal

Mundo Ganadero Octubre'07

ACIDOSIS METABÓLICA

Carbohidratos r ápidamente fermentables

7 Población bacterianaAGV

1 pH

7 7 pH1 S. bov1 Lacto s acili

Ác. lácticoación

cteriana

pH

Estasis ruminalAbsorci ón de DLmalato

Figura 1. Principales factores que intervienen en el desarrollo de la acidosis láctica (adaptado de Cerrato-Sánchez eta!, 2006).

CNE(Azucares y almidón)

Streptococcus bovisBacillus amylophilus

Lactobacillus spp.

Ácido Láctico L-malato

rinwato Oxalacetato

Selenomonas ruminantium pljr-'\\ H2

Succinato Fumarato

Ácido Propiónico

Figura 2. Metabolismo ruminal del ácido láctico y papel del L-malato enel mismo.

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o los extractos vegetales(Hristov eta!, 1999; García-López et al, 1996; Evans yMartin, 2000; Cardozo eta!,2003; Busquet et al, 2004).Asimismo, recientemente sehan abierto nuevas líneas deinvestigación basadas en los"Direct Feed Microbials"(Cerrato-Sánchez et al,2006), que son bacterias vi-vas inoculadas en rumen,como Megaesphera elsdeniio Propionobacterium (Ghor-bani eta!, 2002).

Efecto del malato sobre elmetabolismo ruminalSelenotnona ruminantiumrepresenta hasta un 51°/o delrecuento de bacterias rumi-nales viables en animalesque reciben raciones con al-tas proporciones de concen-trados (Caldwell y Bryant,1966). Cuando esta bacteriase cultiva con glucosa, tienelugar la fermentación horno-láctica (Hobson, 1965). Sinembargo, una vez que se haagotado la glucosa del me-dio, algunas subespecies (S.ruminantium lactilytica)son capaces de fermentar ellactato y emplearlo comofuente de energía (Scheifin-ger et al, 1975; Stewart yBryant, 1988). Para com-prender estos efectos debe-mos partir de que la S. rumi-nantium emplea la vía succí-nica, en la que tanto el mala-to como el fumarato son me-tabolitos intermedios(Gottschalk, 1986). El efec-to de aspartato, el fumaratoy el malato sobre el creci-miento de S. ruminantiumse debe a que éstos compen-san la falta de oxalacetatoasociada con la gluconeogé-nesis, bien transformándoseen éste, en el caso de fuma-rato y malato, o sustituyén-dole, en el caso del aspartato(Lineham eta!, 1978; Martiny Park, 1996). Además, elmalato puede ser un sumide-ro de electrones para el hi-drógeno, lo que aumenta lautilización de lactato porparte de S. ruminantium

(Nisbet y Martin, 1991;Martin y Park, 1996).

De manera resumida, unavez que el ácido láctico pene-tra en una célula bacterianaserá transformado en oxala-cetato y posteriormente enfumarato. El malato actúaaportando un electrón al hi-drógeno del medio, el cualconstituirá el poder reductornecesario para la transforma-ción de fumarato en succina-to, que posteriormente serátransformado en propionato(Figura 2).

La adición de malato a ladieta de rumiantes con unaacidosis subclínica (pH ru-minal 6,0) debida a la ad-ministración de carbohidra-tos rápidamente fermenta-bles puede mejorar la capaci-dad de la bacteria S. rumi-nantium HD4 para utilizarel lactato a ese pH, lo quepermite a su vez evitar undescenso drástico del pH ylos problemas asociados aesta patología.

Al mismo tiempo, nivelescrecientes de malato (0, 4, 7,10 mM) aumentan significa-tivamente la tasa de fermen-tación in vitro del maíz, lacebada, el trigo y el sorgo(Carro y Ranilla, 2003), au-mentando además el creci-miento microbiano para unadosis de 8 mM (Tejido et al,2005). Este mayor creci-

miento puede deberse al au-mento significativo de la pro-ducción de ácidos grasos vo-látiles obtenido, principal-mente debido a la fermenta-ción del propio malato (Teji-do era!, 2005). En concreto,se produce un aumento sig-nificativo de la producciónde ácidos butírico y propió-nico, mientras que la rela-ción acético:propiónico dis-minuye linealmente con ni-veles crecientes de malato(Carro y Ranilla, 2003). Unaumento en la producción deácido propiónico implica unincremento en la disponibili-dad de sustrato para la sínte-sis de glucosa, y por tanto de

la energía disponible para elcrecimiento del animal.

Por otro lado, la inclusiónde malato reduce un 5,4% laproducción de metano endietas con una proporción deforraje:concentrado elevada(20:80; Tejido eta!, 2005) loque aumenta el rendimientoenergético de la ración, y re-duce el impacto ambientalproducido por las emisionesde metano.

Efecto del malato enrumiantes explotados ensistemas de cebointensivoLa adición de ácidos orgáni-cos a la dieta, se puede reali-

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Referencia

Periodo experimental

Tratamiento

Parámetros Productivos*(rango de kg PV)

214-337

400-680

438-680

Control (cebada 21%; trigo 28%)

Control + 0,2% sales de á. málico

Probabilidad

Dieta Unifeed Control con silo de maíz

Dieta Unifeed Control +

20 g/ternero/d sales á. málico

Probabilidad

Dieta Unifeed Control sin silo de maíz

Dieta Unifeed Control +

20g/ternero/d sales de á. málico

Probabilidad

IC (kg/kg)

6,10

5,93

NS

7,62

7,19

NS

4,67

4,42

<0,10

Carrasco eta!, 2007

Experimento 1

Carrasco eta!, 2007

Experimento 2

GMD (kg/d)

1,06

1,08

NS

1,57

1,72

CMD (kg/d)

6,45

6,42

NS

<0,05

Carrasco et a!, 2007

Experimento 3

1,73

1,90

<0,10

Letras diferentes en una misma columna indican diferencias significativas entre tratamientos (P<0,05). NS: no significativo (P>0,05).

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Cuadro I. Efecto de la inclusión de sales de ácido málico sobre la productividad: ganancia media diaria(GMD), consumo medio diario (CMD), e índice de conversión (IC) de terneros en cebo.

Los productos que contienen malato sonaditivos de uso potencial en la alimentaciónde los rumiantes en intensivo que palíanparcialmente la retirada de la monensina sódicazar tanto en su forma de áci-do, en este caso ácido málico(C4H605 ), como en forma desal, principalmente malatocálcico o malato disódico(Castillo et al, 2006). Estu-dios previos realizados in vi-tro (Martin y Streeter, 1995),indican que el efecto del áci-do málico libre en rumen essimilar al del malato disódi-co, aunque su estructura quí-mica implique diferentesefectos sobre el líquido rumi-nal, puesto que el ácido máli-co aporta protones al medio,lo que contribuye al descensodel pH ruminal. Asimismo,otro factor clave es la mayorfacilidad en el manejo de lassales de ácido málico en lasfábricas de pienso que el áci-do orgánico, lo que en la ac-tualidad supone un factorclaro a la hora de adquiriruna u otra fuente.

Recientemente, se han re-alizado estudios in vivo paracomparar el efecto del ácidoy sus sales en terneros encebo (Castillo et al, 2006),sin encontrar diferencias enlos parámetros productivos

debido a la utilización de unau otra fuente del ión malato.Por otro lado, estudios meta-bólicos indican que sólo lassales de ácido málico son ca-paces de contrarrestar el des-censo natural del pH sanguí-neo en una dieta acidogénica(Castillo et al, 2006). De he-cho, el malato disódico pue-de ser efectivo como bufferno sólo por las propiedadesdel ácido orgánico, sino porel aporte del catión de sodio,que puede ayudar a aumen-tar del pH (Castillo et al,2004). Así pues, existe unaacción sinérgica de tal modoque concentraciones de so-dio entre 25 y 100 mM esti-mulan el consumo de L-lac-tato por S. ruminantium enpresencia del 10 mM de iónmalato (Nisbet y Martin,1994).

Los primeros ensayos rea-lizados estudiaron el efectode la inclusión de diferentesdosis de malato en ternerosen cebo. En algunos ensayos,se observó una mejora de losparámetros productivos, y es-pecialmente de la eficiencia

de los terneros al incluir 27,2g/d (Sanson y Stallcup,1984) y 80 g/d (Martin et al,1999) de malato en la dieta.Asimismo, Martin et al(1999), observaron un au-mento lineal del crecimientode los animales a mayor in-clusión de malato en los pri-meros 84 días de cebo. Encuanto a los efectos metabóli-cos de malato, Streeter et al(1994) y Martin eta! (1999)comprobaron cómo éste evitael descenso del pH ruminaluna hora después de la inges-tión del alimento, sin afectara la concentración de propio-nato, butirato o L-lactato.Por otro lado, Kung et al(1982) observó un aumentoen la concentración total deAGV, y especialmente del áci-do propiónico al incluir en ladieta 100 ó 200 mg de malatopor kilogramo de peso vivoen la dieta. No obstante, enotros ensayos no se observóningún efecto sobre los pará-metros productivos (Hill etal, 1997; Martin eta!, 1999),ni sobre la producción deAGV (Montaño eta!, 1999),

ni sobre la ingestión de mate-ria seca, ni la calidad de la ca-nal (Martin et al, 1999; Kunget al, 1982) al incluir malatoen la dieta.

Estudios más recientes rea-lizados siguiendo el sistemade cebo típico de España (Ca-rrasco eta!, 2007. Experimen-to 1) encontraron mejoras nu-méricas en los parámetrosproductivos cuando se inclu-yó en la dieta malato (CuadroI). Por otro lado, la inclusiónde sales de ácido málico endietas Unifeed con o sin ensi-lado de maíz, mejoró el creci-miento de los terneros decebo, especialmente en elcaso en el que la ración no in-cluyó en ensilado de maíz(Carrasco eta!, 2007. Experi-mentos 2 y 3). Asimismo, lainclusión de sales de ácidomálico en las raciones Unife-ed produjo un aumento signi-ficativo del pH ruminal del2,3% como media en ambosensayos a partir de los 30 pri-meros días de administraciónde las dietas.

En corderos de cebo (Cua-dro II), los primeros resulta-dos obtenidos por Garín et al(2001) indicaron un incre-mento de la ingestión de con-centrado y una mejora del ín-dice de conversión del piensocuando se añadía una mezclade levaduras (Saccharomyces

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cerevisae) y sales de ácidomálico en diferentes concen-traciones (0,2 y 0,3%). Eneste caso, la respuesta fuemás elevada a dosis modera-das del producto, ya que ladosis de 0,2% mejoró el índi-ce de conversión en un 7%.Sin embargo, el pH ruminal yel grado de paraqueratiniza-ción de la mucosa ruminal alsacrificio no se vieron afecta-dos por la adición de la com-binación de malato y S. cere-visae, así como tampoco elrendimiento y el grado deconformación de la canal.Posteriormente, Flores et al(2003abc) estudiaron el efec-to de la inclusión de un 0,2%de sales de ácido málico en elconcentrado, que produjo unaumento de la velocidad decrecimiento y una mejora delíndice de conversión cuandolos animales recibieron pien-so granulado, con altos conte-nidos en maíz o cebada, ypaja ad libitum. Los efectosobtenidos fueron más marca-dos para la ración basada encebada, apreciándose cam-bios significativos en el pHdel rumen, que fue más eleva-do, y en las características delepitelio ruminal. Asimismo,

las sales de ácido málico re-dujeron la gravedad de la pa-raqueratosis ruminal y au-mentaron el número de laspapilas ruminales funciona-les. Además, produjeron im-portantes mejoras en la diges-tibilidad del pienso en condi-ciones ad libitum, en especialde la fibra, y puso en eviden-cia el bajo consumo de pajapor los corderos y su incapa-cidad de modificarlo paracompensar lo efectos de alacidosis ruminal (Flores et al,2003a).

Por el contrario, en estu-dios recientes (Cuesta et al,2003; Carro et al, 2006) nose observaron efectos positi-

vos de la suplementación deraciones basadas en cebada(60%) y maíz (30%) conmalato en una dosis de 0,4%ó 0,4% y 0,8% respectiva-mente.

ConclusionesSe concluye que los produc-tos que contienen malato sonaditivos de uso potencial en laalimentación de los rumiantesy que parcialmente palian laretirada de la monensina sá-dica. Además, el uso de lassales de ácido málico impidela aportación de protones alrumen, aporta sodio que pue-de favorecer la regulación delpH ruminal, y reduce el ma-

nejo y la peligrosidad del pro-ducto en fábrica. No obstan-te, los resultados de los traba-jos in vitro e in vivo indicanque la respuesta depende delas características de la racióny el sistema de producción,por lo que probablementesean más efectivos en deter-minadas situaciones. Por otrolado, con la información dis-ponible es dificil determinarla dosis óptima en función delas diferentes condicionesproductivas. Es necesario rea-lizar más ensayos para deter-minar las dosis óptimas demalato en función de las ca-racterísticas de la ración y delsistema de producción. •

Cuadro II. Efecto de la inclusión de sales de ácido málico sobre la productividad -ganancia media diaria(GMD), consumo medio diario (CMD) e índice de conversión (IC)-, y el pH ruminal de corderos en cebo.

Referencia Tratamiento Parámetros Productivos*

GMD (g/d) CMD (g/d) IC (g/g) pH rumen

Carro et al, 2006 Control (50% cebada, 30% maíz) 278 784 3,03

Control + 0,4% sales de ác. málico 307 861 2,94

Control + 0,8% sales de ác. málico 276 787 3,03

Probabilidad NS NS NS

Cuesta eta!, 2003 Control (50% cebada, 30% maíz) 292 821 3,01

Control + 0,4% sales de ác. málico 308 891 3,10

Probabilidad NS NS NS

Flores eta!, 2003bc Control (cebada 66%) 259b 948a 3,81 a 6,87b

C - cebada + 0,2% sales de ác. málico 330a 923a 2,88b 7,05ab

Control (maíz 60%) 299a 913a 3,25b 6,94ab

C - maíz + 0,2% sales de ác. málico 307ab 844b 2,90a 7,13a

Probabilidad 0,01 0,01 <0,01 0,02

Garín eta!, 2001 Control 262 846 3,26a 6,71

Control + 0,2% sales de ác. málico y S. cerevisae 263 743 3,03b 6,68

Control + 0,3% sales de ác. málico y S. cerevisae 254 805 3,17ab 6,68

Probabilidad NS 0,05 0,05 NS

• Letras diferentes en una misma columna indican diferencias significativas entre tratamientos (P<0,05). NS: no significativo (P>0,05).

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