Sustitutos de antibióticos para alimentos respaldados por estudios: Guía de aplicación de aditivos de ácidos orgánicos para alimentos

Con el avance continuo de la reducción del uso de fármacos antibacterianos en la industria de cría animal en todo el mundo, las empresas de alimentos para animales y los grupos de cría están buscando alternativas más estables y sostenibles a los antibióticos para alimentos.

Los sustitutos de antibióticos para alimentos comúnmente utilizados actualmente incluyen:Aditivos de ácidos orgánicos para alimentos, probióticos, prebióticos, sinbióticos, aditivos de origen vegetal para alimentos, enzimas para alimentos, péptidos antibacterianos y bacteriófagos.

Entre ellos, los aditivos de ácidos orgánicos para alimentos pueden cubrir al mismo tiempo la conservación de los materiales para alimentos, la higiene de los alimentos terminados, la gestión de la acidez y el entorno digestivo del animal, por lo que generalmente son adecuados como base importante para un plan integral de reducción de antibióticos. Pero es necesario clarificar: ningún aditivo para alimentos puede sustituir completamente los antibióticos terapéuticos en todas las condiciones, y la enfermedad animal aún debe ser diagnosticada y tratada de forma规范 por un veterinario.

¿Por qué la industria de alimentos para animales necesita buscar sustitutos de antibióticos?

La Unión Europea prohibió el uso de antibióticos como estimulantes de crecimiento a partir del 1 de enero de 2006; el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Ruralidad de China, en la resolución número 194, establece que a partir del 1 de julio de 2020, las empresas productoras de piensos ya no deben producir piensos comerciales que contengan aditivos de medicamentos con propósitos de crecimiento; la FDA de EE. UU. también ha cancelado el uso de antibióticos importantes para el cuidado médico con fines productivos como el crecimiento, y exige que el uso de dichos medicamentos en piensos se realice bajo la supervisión de un veterinario.

Estas políticas no significan que los animales de producción alimentaria no puedan usar antibióticos en cualquier circunstancia, sino que exigen que las empresas de cría reduzcan el uso innecesario, utilicen los antibióticos principalmente para el tratamiento, el control de enfermedades y la prevención necesaria, y refuercen la supervisión veterinaria y la gestión de los antibióticos.

Por lo tanto, la "sustitución de antibióticos" no es simplemente encontrar un producto para sustituir a los antibióticos, sino que se reducirá la dependencia de los animales de antibióticos a través de diversas medidas como la nutrición del pienso, la calidad de los materiales primos, la gestión del tracto gastrointestinal, la bioseguridad, el control ambiental y la prevención de enfermedades.

7 soluciones comunes de sustitución de antibióticos en piensos

Las revisiones de grandes estudios y los análisis metaestadísticos muestran que los aditivos alimenticios no antibióticos como probióticos, prebióticos, ácidos orgánicos, aditivos de origen vegetal, enzimas y péptidos antibacterianos tienen el potencial de reducir el uso de antibióticos, pero los efectos no son completamente consistentes bajo diferentes animales, productos, dosis y condiciones de producción.

1. Aditivos alimenticios de ácidos orgánicos

¿Qué son los aditivos alimenticios de ácidos orgánicos?

Los aditivos alimenticios de ácidos orgánicos son productos alimenticios funcionales que utilizan ácido fórmico, ácido propiónico, ácido láctico, ácido cítrico, ácido butírico y sus sales o fórmulas compuestas como componentes principales, y se utilizan en materias primas alimenticias, piensos combinados, agua para animales o sitios de cría.

Los productos comunes incluyen:

• Ácido fórmico y formatos;
• Ácido propiónico y propionatos;
• Ácido láctico;
• Ácido cítrico;
• Ácido butírico y butiratos;
• Ácidos orgánicos compuestos;
• Ácidos orgánicos recubiertos;
• Acidificantes líquidos.

El 'ácido orgánico' es un concepto de clasificación química y no es equivalente a 'alimento certificado orgánico'.

¿Cómo funcionan los aditivos alimenticios de ácidos orgánicos?

Regular el medio ambiente de alimento y digestión

Los ácidos orgánicos pueden el pH de la materia prima alimenticia, el agua o las partes específicas del tracto digestivo según sus propiedades propias, creando diferentes condiciones de entorno para el proceso digestivo y la gestión microbiana.

Apoyar la gestión de riesgos microbianos

Parte de los ácidos orgánicos no disociados pueden atravesar la membrana celular de ciertos microorganismos y disociarse dentro de las células, afectando el equilibrio ácido-base y el proceso metabólico de los microorganismos.

La capacidad de acción de los ácidos orgánicos sobre diferentes microorganismos está afectada por factores como la especie de ácido, el pKa, la solubilidad en lípidos, la concentración utilizada, el pH del medio y el tiempo de contacto.

Mejorar las condiciones de conservación de la alimentación

El propiónico y los propionatos se utilizan comúnmente para la preservación antifúngica de granos, materias primas de alimentación y alimentos terminados; el formico y sus productos combinados se utilizan comúnmente para acidificar la alimentación, la higiene de las materias primas y la gestión de la alimentación líquida.

Soporte para la digestión de la nutrición

Un plan de acidificación razonable puede afectar la digestión de proteínas, la utilización de minerales, el entorno de las enzimas digestivas y la flora intestinal. Sin embargo, el análisis Meta muestra que el efecto promedio de los ácidos orgánicos puede ser inferior al de los antibióticos tradicionales para fomentar el crecimiento, y existe una diferencia obvia bajo diferentes condiciones de ensayo.

Por lo tanto, los aditivos de ácidos orgánicos para alimentación deben diseñarse según la especie animal, la edad, la fórmula de la alimentación y el objetivo de aplicación, en lugar de simplemente aumentar la cantidad añadida.

¿Por qué los ácidos orgánicos son adecuados como base del plan integral de reducción de antibióticos?

En comparación con algunos aditivos que solo actúan en el interior del animal, los aditivos de ácidos orgánicos para alimentación pueden actuar en varios procesos al mismo tiempo:

1. Almacenamiento de materias primas de alimentación;
2. Preservación de alimentos terminados de alimentación;
3. Proceso de producción y transporte de alimentación;
4. Sistema de agua potable y alimentación líquida;
5. Entorno de digestión del tracto gastrointestinal del animal;
6. Gestión de la higiene en el lugar de cría.

Esto significa que los ácidos orgánicos no solo pueden utilizarse como productos de nutrición animal, sino también pueden formar parte del sistema de gestión de la calidad de la alimentación y el control de riesgos en la cría.

Sin embargo, los estudios muestran que cuando hay un desafío microbiano elevado, el uso solo de ácidos orgánicos no necesariamente puede alcanzar todo el efecto de los antibióticos tradicionales para fomentar el crecimiento, por lo que es más adecuado combinarse con probióticos, enzimas, aditivos de origen vegetal, medidas de bioseguridad y medidas de nutrición precisa.

2. Probióticos

Los probióticos suelen ser microorganismos vivos que pueden ejercer un efecto beneficioso sobre el huésped bajo condiciones de uso adecuadas. Las cepas comunes en los alimentos animales incluyen lactobacilos, bacilos espóricos y levaduras, entre otras.

Los probióticos pueden actuar de las siguientes maneras:

• Competir con microorganismos perjudiciales por nutrientes y sitios de adherencia;
• Producir ácido láctico, bacteriocinas u otros productos metabólicos;
• Apoyar la barrera intestinal;
• Regular la respuesta inmunológica local;
• Mejorar la digestión y utilización de algunos nutrientes.

El efecto de los probióticos tiene una fuerte especificidad de cepa, no se puede juzgar el valor del producto solo según el nombre de la cepa. También es necesario prestar atención al número de células vivas, el número de cepa, la capacidad de resistencia al ácido y a las sales biliares, la estabilidad de la peliculización y el número de células vivas al final del período de vigencia durante la compra.

3. Prebióticos y sinbióticos

Los prebióticos son sustratos que pueden ser utilizados por microorganismos intestinales específicos y que brindan beneficios saludables potenciales al huésped. Las direcciones comunes incluyen oligosacáridos de manosa, oligosacáridos de fructosa, xiloligosacáridos y otros carbohidratos funcionales.

Los prebióticos se utilizan generalmente para:

• Proporcionar sustratos de fermentación para bacterias benéficas;
• Regular la estructura de la flora intestinal;
• Adsorber o perturbar algunos microorganismos perjudiciales;
• Apoyar la barrera intestinal y la función inmunológica.

La combinación de prebióticos y probióticos se denomina generalmente sinbiótico. Sin embargo, el producto combinado no necesariamente produce automáticamente una acción sinérgica, y aún es necesario verificar si la cepa, el sustrato y el animal objetivo coinciden.

4. Aditivos alimenticios de origen vegetal

Los aditivos alimenticios de origen vegetal también se denominan extractos vegetales o fitases, y pueden contener aceites esenciales, polifenoles, saponinas, taninos y otros componentes activos vegetales.

Los ingredientes comunes incluyen:

• Oregano;
• Tomillo;
• Canela;
• Ajo;
• Romero;
• Plantas cítricas;
• Pimientos y otras plantas aromáticas.

Los aditivos alimenticios de origen vegetal pueden involucrar varios aspectos como el consumo, la secreción de líquidos digestivos, el estado antioxidante y el entorno microbiano. Una revisión de estudios de 2024 sostiene que los aditivos de origen vegetal se han convertido en una dirección importante de investigación de sustitución de antibióticos en la producción animal, pero su efecto puede verse afectado por la fuente vegetal, el método de extracción, el contenido de sustancias activas y la combinación de fórmulas.

5. Enzimas alimenticias

Las enzimas alimenticias no son productos antibacterianos en el sentido tradicional, su principal valor es aumentar la liberación y la eficiencia de utilización de los nutrientes en la dieta.

Los enzimas alimenticias comunes incluyen:

• Fitasas;
• Xilanasa;
• Beta-glucanasa;
• Proteasa;
• Amilasa;
• Celulasa.

Al reducir la entrada de nutrientes no digeridos al intestino posterior, las enzimas pueden reducir indirectamente los sustratos disponibles para microorganismos perjudiciales y ayudar a mejorar la calidad de las heces y la eficiencia de la conversión de alimentos.

La selección de enzimas necesita combinarse con la estructura de los ingredientes. Por ejemplo, en dietas de tipo trigo, maíz y pienso de soja o dietas con subproductos de alta fibra, se necesitan diferentes combinaciones de enzimas.

6. Peptidos antimicrobianos

Los peptidos antimicrobianos son sustancias activas compuestas por aminoácidos que pueden interactuar con la estructura celular de algunos microorganismos.

En comparación con los antibióticos de amplio espectro, algunos peptidos antimicrobianos tienen características potenciales como una velocidad de acción rápida y un riesgo de residuo relativamente bajo. En la evaluación integral de sustitutos de antibióticos para cerdos, los peptidos antimicrobianos muestran cierto potencial de aplicación en la etapa de lechones destetados.

Se deben prestar atención especial a su aplicación comercial:

• Costo de los ingredientes;
• Estabilidad gastrointestinal;
• Tolerancia a la procesamiento;
• Ubicación de liberación efectiva;
• Evaluación de seguridad;
• Requisitos de registro en diferentes países y regiones.

7. Fagos

Los fagos son una clase de virus que pueden infectar bacterias específicas. Debido a su especificidad de huésped, los fagos pueden desarrollar planes de control preciso para Salmonella, Escherichia coli u otras bacterias objetivo.

La ventaja de los fagos es que su acción en las bacterias objetivo es relativamente precisa y puede tener un impacto menor en las no objetivo. Pero esta especificidad también es una limitación: cuando los cepas de bacterias en las granjas cambian, la combinación original de fagos puede no cubrir las nuevas cepas objetivo.

Los fagos también enfrentan problemas como estabilidad de producción, tolerancia a la procesamiento de alimentos, almacenamiento, modo de administración y aprobación regulatoria, por lo que actualmente son más adecuados como medidas complementarias para el riesgo de patógenos específicos.

¿Cuál es el mejor efecto de los sustitutos de antibióticos para alimentos?

No hay ningún sustituto de antibióticos para alimentos que pueda mantener el mejor efecto en todos los animales, todas las dietas y todos los entornos de cría.

La selección real debe determinarse según el problema principal:

Tanto los estudios relacionados como la práctica industrial muestran que un único sustituto difícilmente puede todas las funciones como el crecimiento promotor, la prevención y el tratamiento de enfermedades, etc. La ruta más realista es establecer un plan de integración integral.

¿Cómo elegir aditivos alimenticios de ácidos orgánicos?

1. Clarificar el objetivo de aplicación

Primero determine para qué se utiliza principalmente el producto:

• Prevención de la pudrición de los alimentos para animales;
• Conservación de las materias primas;
• Acidificación de los alimentos para animales;
• Gestión del agua para beber;
• Salud intestinal de los cerdos recién nacidos;
• Producción de aves de corral;
• Alimentación líquida;
• Transporte a larga distancia y ambientes de alta temperatura y humedad.

Se deben elegir diferentes tipos de ácidos y formas de producto según los diferentes objetivos de aplicación.

2. Verificar el contenido de ácido efectivo

Al la hora de la compra, no solo debe comparar el precio por tonelada del producto, sino que debe revisar:

• Contenido de ácidos como ácido fórmico, ácido propiónico, ácido láctico, etc.;
• Contenido total de ácidos orgánicos;
• Proporción de ácido libre y sales de ácido;
• Proporción de humedad y portador;
• Tecnología de recubrimiento o liberación controlada；
• Cantidad recomendada de adición；
• Coste de ácido efectivo por tonelada de alimento.

3. Selección según la etapa del animal

La fisiología digestiva de los cerdos destetados, los cerdos de engorde, los pollos de engorde, las gallinas ponedoras, los animales acuáticos y los rumiantes es diferente, por lo que no se debe utilizar la misma fórmula de ácidos orgánicos.

4. Evaluación de la capacidad tampónica del alimento

La dieta con alto contenido de proteína, alto contenido de minerales o con una proporción más alta de materias primas específicas puede tener una mayor capacidad tampónica, y es necesario evaluar el efecto acidificante real combinando la estructura de la dieta.

5. Preocupación por la aceptabilidad y la seguridad

Los ácidos orgánicos concentrados pueden ser irritantes y corrosivos. Se necesita evaluar:

• Consumo de alimento por el animal；
• Olor del producto；
• Material del depósito；
• Bombas de transporte y tuberías；
• Equipo de pulverización；
• Protección de los operarios；
• Requisitos de SDS y etiquetas.

6. Validación a través de datos de producción

Se recomienda realizar primero ensayos control de pequeña escala y luego evaluar según los siguientes indicadores:

• Índices de moho y bacterias en la alimentación para animales;
• Plazo de conservación de la alimentación para animales;
• Volumen de alimento consumido;
• Aumento diario de peso;
• Relación alimento-carne o alimento-huevo;
• Tasa de diarrea;
• Tasa de muerte y culling;
• Costo total de uso por tonelada de alimentación para animales.

Ideas de aplicación integral de ácidos orgánicos de la Grupo Addeasy

La Grupo Jiayijia puede dividir las soluciones de sustitución de antibióticos en la alimentación para animales en cinco dimensiones de aplicación interconectadas centrándose en la tecnología de ácidos orgánicos:

Materias primas de alimentación para animales

Según el contenido de agua, el tiempo de almacenamiento y el riesgo microbiano de materias primas como maíz, trigo, harina de soja, subproductos y materias primas de alto contenido de agua, se desarrollan planes de conservación y acidificación de las materias primas.

Calidad de la alimentación para animales

Centrándose en la prevención de moho, conservación, estabilidad de transporte y gestión de higiene en el proceso de producción del alimento terminado, se eligen ácido fórmico, ácido propiónico y sus sales o productos compuestos.

Salud intestinal

Según las etapas fisiológicas de animales de granja, aves, acuáticos y rumiantes, se diseña combinaciones de ácidos orgánicos, sales de ácidos, ácidos recubiertos y otros aditivos funcionales.

Nutrición digestiva

Combinar ácidos orgánicos con enzimas, probióticos, productos de origen vegetal y fórmulas precisas para mejorar el entorno de utilización de la alimentación para animales, en lugar de usar productos acidificantes únicos de forma aislada.

Sitio de cría

Combinando el agua para beber, la alimentación líquida, los depósitos, las tuberías de transporte, la higiene ambiental y la bioseguridad, se forma un plan de gestión continua desde la producción de alimentos hasta el sitio de cría.

El objetivo de este plan multidimensional no es simplemente afirmar "sustitución completa de antibióticos", sino apoyar a las empresas de cría a reducir gradualmente la dependencia de antibióticos no necesarios al reducir los riesgos en las etapas de producción de alimentos y cría.

Preguntas frecuentes

¿Los aditivos alimentarios de ácidos orgánicos pueden sustituir completamente a los antibióticos?

No se puede sustituir completamente de forma sencilla.

Los aditivos alimentarios de ácidos orgánicos se pueden utilizar para la conservación de alimentos, la acidificación, la gestión microbiana y el apoyo al entorno digestivo, pero no pueden sustituir el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades bacterianas por parte del veterinario.

¿Cuál es la diferencia entre el ácido fórmico y el ácido propiónico?

El ácido fórmico suele centrarse más en la acidificación de alimentos, la higiene de los materiales de origen y la alimentación líquida; el ácido propiónico suele centrarse más en la prevención de la moho y la conservación de los granos y los alimentos terminados.

Los productos de ácidos orgánicos compuestos pueden combinar diferentes tipos de ácidos según el objetivo de aplicación.

¿Se pueden utilizar ácidos orgánicos y probióticos al mismo tiempo?

Se puede evaluar el uso combinado.

Los ácidos orgánicos cambian principalmente el entorno de alimentos y digestión, mientras que los probióticos actúan a través de microorganismos vivos. Al utilizarse, se debe evaluar si la acidez afecta la actividad de los probióticos y se debe planificar adecuadamente la ubicación y el método de adición.

¿Cuanto mayor sea la cantidad añadida, mejor será?

No.

Una cantidad añadida demasiado baja puede dificultar alcanzar el objetivo, mientras que una cantidad demasiado alta puede afectar la aceptabilidad, aumentar el riesgo de corrosión y el costo de uso. Debe determinarse según la concentración del producto, la humedad de los alimentos, la etapa del animal y el objetivo real.

¿Cuál es la diferencia entre ácidos orgánicos líquidos y sólidos?

¿Cómo elegir entre ácidos orgánicos líquidos y sólidos?

La elección final debe combinar el equipo de la fábrica, el escenario de aplicación y las condiciones de logística.