Por:
Juan Antonio Manríquez H.
Fundación Chile
La digestibilidad es una forma de medir el aprovechamiento de una alimento, es decir, la facilidad con que es convertido en el aparato digestivo en sustancias útiles para la nutrición. Comprende dos procesos, la digestión que corresponde a la hidrólisis de las moléculas complejas de los alimentos, y la absorción de pequeñas moléculas (aminoácidos, ácidos grasos) en el intestino.
La digestibilidad constituye un indicador de la calidad de la materia prima que a veces varía notablemente, de una especie a otra; a priori se deberían esperar valores muy distintos en las especies carnívoras, herbívoras u omnívoras. La experiencia muestra sin embargo, que en los peces se observan a menudo, valores muy similares en especies, incluso zoológicamente diferentes; es así como un salmónido, un robalo y un turbot digerirán casi de la misma forma las proteínas de harina de pescado. Así mismo, si se estudia en una especie dada, la influencia de la edad del animal, su estado fisiológico, e incluso la salinidad y la temperatura, a menudo se encuentran diferencias, insignificantes. Por ejemplo, aunque el tiempo de tránsito del bolo digestivo sea mucho más breve en los animales pequeños que en los grandes, la digestibilidad es la misma en los dos casos. La temperatura acelera el tránsito sin afectar la utilización de las proteínas. Esta constancia se explica por dos condiciones:
Los dos procesos (hidrólisis y absorción) son rápidos.
Casi nunca llegan a ser “limitantes” ya que los potenciales de hidrólisis y de absorción sobrepasan siempre las necesidades del animal.
La digestibilidad es uno de parámetros utilizados para medir el valor nutricional de los distintos insumos destinados a alimentación acuícola, debido a que no basta que la proteína u otro elemento se encuentre en altos porcentajes en el alimento (o en sus insumos) sino que debe ser digerible para que pueda ser asimilado y, por consecuencia, aprovechado por el organismo que lo ingiere. La digestibilidad, por lo tanto, constituye una excelente medida de calidad y ello ha suscitado la idea medirla de diferentes formas, in vitro al someter las proteínas a una digestión artificial por pepsina que es una enzima que se encuentra en el estómago de los animales superiores o in vivo que es método que se explicará ha continuación. En gran medida disminuciones en la digestibilidad estarían indicando tratamientos térmicos poco controlados en el caso de las harinas de pescado (Au & Bidart, 1992).
El proceso digestivo en las especies acuícolas piscícolas se debe a la acción de distintas enzimas digestivas, dentro de las que se encuentran, las enzimas proteolíticas (endoproteasas, exoproteasas y peptidasas) que presentan una actividad extremadamente elevada, superior o igual a la de los vertebrados omnívoros. Los únicos enlaces no hidrolizables por el pez (como por los otros vertebrados) son los puentes disúlfuros (cisteina-cisteina), por lo cual la queratina llega a ser indigerible.
El conjunto de las enzimas glicolíticas es, a la inversa, poco activo en los salmónidos. Esta característica no tiene, ciertamente, nada de sorprendente puesto que hubiese sido asombroso descubrir una elevada actividad glicolítica en un pez carnívoro. Podemos sorprendernos incluso, por la presencia de amilasa tanto en los salmónidos como en todos los peces carnívoros ya sean marinos o de agua dulce, pero se debe recordar, al respecto, que la amilasa hidrolisa también el glucógeno de las presas naturales. De cualquier forma, los salmónidos rompen parcialmente o totalmente los enlaces de tipo α de los azucares simples y del almidón, pero no los enlaces de tipo β de los compuestos celulósicos o similares. Se debe señalar aquí una excepción: en el caso de la quitinasa y de la quitobiasa que hidrolisan la quitina (verdadera “celulosa animal”) componente de la caparazón de muchos invertebrados. Estas enzimas están presentes en el tubo digestivo de la trucha donde contribuyen a la digestión de las envolturas externas de los insectos o crustáceos, atrapados por ella en el ambiente natural. Los componentes celulósico propiamente dichos (constituyentes de las paredes de las células vegetales), que sufren cierto ataque de parte de las enzimas bacterianas en los omnívoros terrestres, no son hidrolizádas en los salmónidos donde la flora es aproximadamente 10 veces más reducida que en los homeotermos terrestres.
Todos los salmónidos tienen una elevada actividad lipolítica aunque este sistema enzimático puede ser poco eficiente a baja temperatura, las grasas más o menos sólidas se emulsionan difícilmente a temperatura inferior a la de su punto de fusión.
El problema de la determinación de la digestibilidad in vivo es esencialmente el establecimiento de un balance apropiado entre los nutrientes que entran a partir de los alimentos y de los que salen a través de las heces. Hay dos métodos posibles: el método de recolección total consistente en la recolección cuantitativa de las heces emitidas que corresponden a uno o muchos alimentos, y el método con indicador que ha sido desarrollado para obviar los problemas de la recolección cuantitativa usando un marcador inerte indigerible; el marcador más frecuente usado es el óxido crómico (Edin, 1918) que es incorporado al alimento y luego analizado en él y en las heces.
Ambos métodos presentan ventajas inconvenientes, en el caso del método de recolección total, una de sus ventajas es que puede ser usado para evaluar dietas vivas y piensos, cuantificando los nutrientes aportados por la dieta y excretados en las heces, y por diferencia obtener el porcentaje de nutrientes asimilado por el organismo. La mayor desventaja de este método, es la necesidad de recolectar la totalidad del material fecal excretado por los peces, lo que en la realidad es muy difícil de lograr, además que se presenta el inconveniente que no todos los elementos excretados corresponden a los incorporados por la ración diaria de alimento (Choubert et al., 1979). La principal ventaja del método con indicador es la no necesidad de una recolección total, sino que sólo basta una muestra tomada al azar que contenga el indicador. Una de las desventajas de éste método es la lixivización que sufren las heces al estar en contacto con agua circulante. Al respecto es necesario ser muy uniforme en la realización de todos los procedimientos de manera que todas las muestras sufran el mismo grado de lixivización y los resultados continúan siendo válidos, porque son comparativos. En virtud a los antecedentes anteriormente expuestos, se prefiere utilizar el método indirecto.
Para la determinación de la digestibilidad del alimento se utiliza la siguiente fórmula (CDA = Coeficiente de Digestibilidad Aparente):
CDA = 1 
En el caso de la determinación de la digestibilidad los nutrientes la ecuación es la siguiente:
CDA= 
Estas determinaciones se denominan “aparentes” porque no se ha corregido la posible interferencia que involucra la excreción de materia fecal de origen endógeno (descamación de las células digestivas, enzimas secretadas en el lumen, bacterias). Para obtener el Coeficiente de Digestibilidad Real (CDR), se debe alimentar en forma paralela otro set de peces con una dieta control libre del elemento que se quiere evaluar (Hardy, 1989).
CDR =1 
Los dos coeficientes varían según las leyes simples, esquematizadas en la Fig. 8.1. Estas curvas muestran una gran constancia de la utilización digestiva: el rendimiento de los procesos prácticamente no están influenciado por la cantidad ingerida. En otros términos, cuando el animal consume grandes cantidades, su rendimiento digestivo no disminuye.
Figura 8.1. Relación entre Coeficiente de Digestibilidad Aparente (CDA) y el Coeficiente de Digestibilidad Real (CDR) en función de la ingesta de alimento (tomado de Gilaume, 1991).
Las dificultades más serias en los dos métodos, antes señalados, es la recolección de representativas de las heces de peces. Varias técnicas han sido propuestas y usadas:
Presión abdominal, Nose (1967)
Succión anal, Windell et al. (1978)
Disección, Phillips et al. (1948)
Cámaras metabólicas, Post et al. (1965)
Decantación de las heces, Cho & Slinger (1979)
Filtración continua del agua desde los estanques de peces, Ogino et al. (1973).
Cinta transportadora mecánica de material fecal, Choubert et al. (1979).
Todas estas técnicas tienen sus ventajas y desventajas, dependiendo del objetivo que se persiga, Se prefirió utilizar el método de Cho & Slinger (1979) por su sencillez para la recolección de las heces, la poca manipulación y stress que sufren los peces, la simplicidad de los estanques y porque cumple con los requerimientos para realizar determinaciones de digestibilidad aparente en forma comparativa.
Se utiliza una modificación del método propuesto por Cho & Slinger (1979), que consiste en mantener en estanques especialmente diseñados, con fondo inclinado y una columna de decantación, de 60 dm3 de capacidad útil, 4 kg de trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss) de aproximadamente 30 g de peso vivo (esto es en el caso de alimentos para salmónidos, si se quiere evaluar la digestibilidad de otros alimentos es necesario cambiar la especie). Con un adecuado control de su manipulación, que consiste en ajustar el flujo de agua a niveles en que produzca la mayor depositación de heces en la columna de decantación (entre 0.08 y 0.12 dm3/s, según el tipo de alimento) se logra recolectar material fecal que resultan mínimamente contaminado con alimento no consumido y expuesto a un grado similar de lixivización.
Se utiliza agua dulce recirculada con una temperatura máxima controlada en 14°C, tratada con filtro biológíco y filtro de arena. Tres veces por semana se miden las siguientes características fisicoquímicas del agua:
A través de éste método es posible evaluar la digestibilidad de un pienso o de alguno de sus insumos, p. ej. harina de pescado. En este último caso, el insumo se incorpora a nivel de 50% en una dieta semi-purificada a la cual se le agrega óxido crómico al 0.5% (Tabla 8.1.).
| % Insumos | Control | Análisis de insumo | Análisis de alimento |
|---|---|---|---|
| Caseína | 49.6 | 24.7 | |
| Gelatina | 8.7 | 4.3 | 4.3 |
| Dextrina | 15.0 | 7.5 | |
| Aceite de pescado | 10.0 | 5.0 | |
| Cloruro de colina | 1.0 | 0.5 | |
| Mezcla vitamínica | 2.0 | 1.0 | |
| Mezcla de minerales | 4.0 | 2.0 | |
| Alfa celulosa | 7.7 | 3.7 | |
| Carboximetil-celulosa | 1.5 | 0.8 | |
| Oxido crómico | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| Insumo a analizar | 50.0 | ||
| Alimento a analizar | 95.2 |
Para asegurar su total ingestión, la ración diaria del alimento se restringe al 2% del peso vivo total en el estanque, perfectamente repartida en 3 porciones durante el período entre recolección y limpieza. En primer término, se alimenta por tres días para el acostumbramiento de los peces al alimento y a la ingesta del óxido crómico; en los cuatro días consecutivos se continua con el ritmo de alimentación. Una hora después de la última ración se realiza una limpieza profunda para eliminar el alimento no consumido y la heces acumuladas durante el día en los estanques y columna de decantación, cambiando las 3/4 partes del agua. En la mañnana del día siguiente se realiza la recolección de las heces en tubos de centrífuga y se centrífuga a 1,200 g por 20 minutos, una vez eliminado el sobrenadante se secan las heces en una estufa a 50°C por 24 horas (Manríquez & Romero, 1993).
La determinación del óxido crómico se realiza siguiendo el método de Bolin et al. (1952), en él cual el óxido crómico (Cr2 O3) es convertido al correspondiente cromato por digestión con ácido. Se utiliza molibdato de sodio como catalizador de la reacción. Para cuantificar la concentración de cromo se lee la absorbancia en un espectrofotómetro a 350 nm de longitud de onda y se realiza una comparación con una curva estándar que se obtiene a partir de dicromato de potasio.
Para tal efecto, se toma una muestra de 0.1 g de pienso y heces secas y se le agrega 15 cm3 de solución digestiva, se deja reposar por 12 h, luego se colocan los matraces en una plancha calefactora (400–450°C) por 1 h, se revuelven los matraces y se dejan 30' más, luego se dejan enfriar los matraces y el contenido es traspasado a matraces de aforo de 100 cm3 enrazando con agua destilada. Paralelamente se realiza un blanco con todos los reactivos pero sin muestra. Finalmente se lee la absorbancia de muestras y blanco a 350 nm de longitud de onda, y se resta a la lectura de las muestras el valor del blanco, estos resultados se comparan con una curva de calibración para obtener la concentración del óxido crómico.
A continuación se ilustra un uso práctico de la determinación in vivo de la digestibilidad en la conservación del medio ambiente. Resulta de indiscutible conveniencia procurar minimizar el posible daño ambiental que causaría la salmonicultura, especialmente en los lagos del sur de Chile, debido a depositación de alimento que no ha sido ingerido ni digerido y que aumenta la materia orgánica en los sedimentos puesto que una digestibilidad deficiente de los alimentos acuícolas ocasiona problemas importantes de contaminación de nitrógeno, fósforo y materia seca. Distintos estudios realizados en Europa señalan que entre el 10–25% del alimento es descargado al ambiente y acumulado sobre los sedimentos en las cercanías del las balsas-jaulas. Dicho rango depende directamente de la digestibilidad del alimento.
Por la demostrada capacidad de la salmonicultura para generar empleos y divisas, conviene tomar todas las precauciones para que continúe siendo una actividad sustentable, sin dañar al medio ambiente. La digestibilidad del alimento para salmónidos tiene gran influencia sobre la potencial contaminación causada, por lo que todos los países desarrollados han establecido rígidas normas al respecto, como son máximos niveles de nitrógeno y fósforo, mínimos niveles de contenido energía de crecimiento y metabolizable y tesa de conversión (Tabla 8.2).
| Item | 1989 | 1990–91 | 1992 |
|---|---|---|---|
| Tasa conversión alimento | 1.2 | 1.1 | 1.0 |
| Energía bruta (MJ/kg) | >23 | >24 | >25 |
| Energía metabolizable (%) | >70 | >74 | >78 |
| Contenido nitrógeno (%) | <9 | <9 | <8 |
| Contenido fósforo (%) | <1.1 | <1.1 | <1.0 |
| Contenido cenizas (%) | <1 | <1 | <1 |
En Chile, debido a su excepcional calidad se emplean altos niveles de harina de pescado en la fabricación de alimentos para salmones, lo cual redunda en niveles inconvenientemente altos de fósforo (2%), los que al exceder los requerimientos del pez, son excretados, resultando muy eutroficantes. Una forma de disminuir dicha concentración es sustituir parcialmente la harina de pescado por otros suplementos de menor contenido fosfórico, como son la harina de sangre o el gluten de maíz, con el inconveniente de que se deteriora la digestibilidad de los alimentos. Por lo tanto, debe buscarse una solución de compromiso que no disminuya demasiado la digestibilidad, por cuanto causaría un aumento en la contaminación por excesiva excresión de elementos no digeridos (Romero & Manríquez, 1993).
Con este propósito se formularon alimentos experimentales con bajo contenido fosfórico, un máximo de 2% de fibra cruda, un mínimo de 3.5 Kcal/kg de energía metabolizable y de 45% de proteína. Al analizar su digestibilidad (Tabla 8.3.), se observa que las fuentes de proteína de origen animal (H. de P. deshuesada y H. de sangre) tienen una mayor digestibilidad que la de origen vegetal (gluten). El caso de la H. de pluma su baja digestibilidad puede explicarse por el alto contenido de queratina de difícil digestión para los peces.
| Nuevo insumo | Fósforo % | Digest. m.s. % | E.S.M. |
|---|---|---|---|
| Harina de plumas | 1.3 | 76.62 | 0.60 |
| Gluten de maíz | 1.0 | 79.62 | 0.36 |
| Harina de pescado deshuesada | 1.2 | 84.18 | 0.60 |
| Harina de sangre | 1.3 | 85.46 | 0.25 |
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