Adaptado por: Ricardo Tepper. Alltech Latinoamérica
Feeding times, Vo(8):1, 2003.
Durante la última década ha estado ocurriendo un cambio importante en las plantas de alimentos balanceados del mundo. Cada vez más se están usando enzimas en más raciones. Esto es en parte porque los nutricionistas reconocen los beneficios del uso de enzimas que se ven reflejados en una reducción de los costos de alimentación o una mejora en los parámetros productivos.
Además la producción de bio-combustibles en los Estados Unidos y la propuesta de que el etanol de maíz y el bio-diesel de soja pueden ser usados como alternativas energéticas, es probable que el 60% de los granos producidos en ese país serán destinados para este fin, y se vera limitada la oferta de este tipo de materias primas en la industria de alimentos animales. Es por esto que debemos pensar en buscar herramientas que permitan optimizar las dietas actuales y empezar a considerar responsablemente la entrada de materias primas alternativas.
¿Qué son las Enzimas?
Una enzima es un catalizador biológico que acelera una reacción, en ocasiones hasta en un millón de veces la velocidad a la que ocurriría espontáneamente. A la fecha, los científicos han identificado más de 1,500 enzimas distintas e incluso tienen un sistema lógico para ser nombradas con base en lo que hacen. No es poco común que una sola célula contenga cientos de enzimas. Todas las enzimas tienen las siguientes características: todas son proteínas, todas llevan a cabo reacciones específicas y cada enzima tiene un PH y una temperatura óptimos.
¿Cómo se hacen las Enzimas?
La fermentación sumergida en tanque profundo es la forma típica de producir una enzima. Un microorganismo seleccionado se cultiva en un tanque profundo rico en los nutrientes que ese microorganismo en particular requiere. Conforme el microorganismo crece, digiere esos nutrientes y los convierte ya sea en más microorganismos o en una gran variedad de enzimas. Cada microorganismo está particularmente adaptado para producir una enzima en particular.
La fermentación sumergida generalmente involucra una serie de pasos. Típicamente el microorganismo es un secreto comercial bien protegido de una compañía individual y se conserva en liofilización. De esa forma liofilizada se transfiere a una serie de pasos que por último llevan al fermentador final. Por lo general se recurre a microorganismos modificados genéticamente para maximizar la producción de una enzima en particular. Alrededor del 90% de todas las enzimas industriales, incluyendo las que se usan en los alimentos balanceados, se producen a través de la fermentación sumergida microbiana.
Por otro lado, La fermentación en estado sólido (SSF, por sus siglas en inglés), una alternativa a la fermentación sumergida microbiana para la producción de enzimas, produce complejos enzimáticos con mayores ventajas. En un sistema de SSF, los microorganismos fermentan un substrato sólido. No es un concepto nuevo; su origen se puede rastrear hasta la elaboración de pan en el antiguo Egipto. Los japoneses usaban una forma de SSF para fabricar proteína comestible a partir de materiales de desperdicio. Algunos ejemplos modernos de SSF son la producción de abono orgánico (composta), producción de ensilado, maduración de quesos, cultivo de champiñones etc.
Tecnología de Fermentación en Estado Sólido
Primero se selecciona el microorganismo (bacteria, levadura u hongo) que pueda crecer en sustratos sólidos. El siguiente paso es la preparación del sustrato. Los sistemas SSF pueden utilizar productos secundarios poco procesados tales como salvado de trigo o arroz y otras materias primas baratas fácilmente disponibles.
El sustrato se debe esterilizar a presión para destruir cualquier microbio presente, y se debe ajustar el contenido de humedad del sustrato a 45-50%. El bajo contenido de humedad libre del sustrato es una de las características más importantes de la SSF. La mayor parte del agua está ligada al sustrato, lo que maximiza la exposición de los microbios al aire, lo cual estimula la actividad microbiana y la producción de enzimas. Además, la baja humedad reduce el tiempo de secado y el costo de la energía durante el procesamiento posterior.
El cultivo microbiano seleccionado se siembra en el sustrato esterilizado y se mezcla para crear un material llamado "koji". Se deja que el koji se fermente, lo cual produce el material rico en enzimas que en realidad es lo que está descomponiendo el sustrato.
Ventajas de la Fermentación en Estado Sólido
Los complejos enzimáticos producidos por SSF son cualitativamente diferentes de las producidas por fermentación microbiana sumergida. Los estudios demostraron que una glucosidasa producida con SSF es más resistente al calor, que una producida por fermentación microbiana sumergida.
Al evaluar la fitasa contenida en el complejo enzimático producido con tecnología de SSF mostró mayor estabilidad durante la pe1etización, que una producida con fermentación tradicional. Además, cuando se probó en tres distintas materias primas y un alimento balanceado terminado, la proteasa de SSF tuvo una capacidad de digestión de proteínas, significativamente mayor que el mismo tipo de enzima producida con fermentación microbiana sumergida. Esto significa que el complejo enzimático producido por SSF mejora la eficiencia a1imentaria.
En resumen, los complejos enzimáticos producidos por fermentación en estado sólido presentan varias ventajas:
· Permite incursionar en la incoporación de ingredientes alternativos.
· La presentación en polvo facilita su aplicación en un amplio rango de alimentos para animales.
· Enzimas estables al calor y al almacenamiento.
· Actividad enzimática secundaria, mejor conocida como sinergia entre enzimas..
· Debido a que aumenta la digestibilidad de la raciones, permite generar ahorros en formulaciones, manteniendo el desempeño animal.
