PROTEASAS: Innovación en alimentación Importantes beneficios para la producción de pollos

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1 PROTEASAS: Innovación en alimentación Importantes beneficios para la producción de pollos A. Smith y R. Martínez-Alesón DSM Nutritional Products Jornadas Profesionales Avicultura Sevilla Mayo 2012 ricardo.martinez-aleson@dsm.com Qué es una Proteasa? Las proteasas: (también denominadas peptidasas) son enzimas que rompen los enlaces peptídicos de las proteínas. Se sintetizan y se encuentran de forma natural en los seres vivos. Interviniendo en la digestión de las proteínas, facilitando su degradación, absorción y metabolismo. 1 1

2 Proteína una creciente preocupación mundial El mundo, se enfrenta a una creciente demanda de proteína de alta calidad, principalmente por dos factores: El crecimiento de la población Después de 2050 la expectativa de población superará los millones de personas (casi el doble, en no mas de sesenta años ) Mas ingresos disponibles En algunos países Menos ingresos en otros millones Population (Billions) Year Un desafío para los productores de pollos Mayor Producción de carne Cada vez con recursos mas limitados A un precio asequible para el consumidor Sin perjudicar el medio ambiente en que vivimos La proteína es un nutriente caro esencial para el crecimiento de los animales. Los productores necesitan emplear alimentos eficaces y fuentes de proteína cada vez mas eficientes y digestibles Como aprovechar mejor, y de forma mas eficaz los recursos proteicos de los que disponemos, es un desafío creciente que nos permitirá optimizar estos recursos 3 2

3 Las demandas de los consumidores y la legislación presionan favoreciendo una producción mas profesionalizada Los criterios de los consumidores cambian Buscan alimentos sanos Consumidores cada día mas informados Presión sobre los productores: Bienestar animal (Podo dermatitis) Reducción de uso de antibióticos Reducción de conservantes en los alimentos Reducción en el impacto medioambiental SEGURIDAD ALIMENTARIA 4 Pero Tenemos una ventaja Trabajamos en el sector que produce 5 3

4 6 Por qué Podemos necesitar una proteasa? Imagenes de pollos de carne a los 55 días, Estirpes consrvadas de 1957, 1977 and 2007, Marcada diderencia en desarrollo corporal y tamaño de pechuga. (Martin Zuidh / Alberta University) 7 4

5 Por qué Podemos necesitar una proteasa Digestibilidad de la proteína en pollos Sin RONOZYME ProAct: 100g Proteína Excretada 22% Digestible 78% Con RONOZYME ProAct: 100g Proteína Excretado 16% Digestible 84% Mejora la Productividad: Mejora del medio ambiente: *En 2011 se han sacrificado en España alrededor de 550 millones de pollos 8 Cómo puede una proteasa ayudar al productor de pollos? Las Proteasas permiten: Aumentar la digestibilidad de la proteína Reducir el coste de alimentación/reduce el coste del kg de carne producido Reducir el sustrato indigestible (en el intestino), para la proliferación de bacterias patógenas Mejorar el microbismo, sanidad, e inmunidad intestinal Reducir el consumo de agua y su excreción Reducir la excreción de nitrógeno Permite un mayor aprovechamiento de los nutrientes de cereales de producción local Aumenta la rentabilidad 9 5

6 Las proteasas en la actualidad.. Las podemos encontrar: (en el intestino o ) formando parte de complejos multiezimáticos, en dosis y con estabilidad variables En productos mono enzimáticos preparados y producidos exclusivamente para alimentación animal, buscando una alta concentración de proteasas que permanecen estables tras los procesos de fabricación de Piensos y Activas a nivel intestinal. 10 Qué características hacen que una proteasa tenga éxito en alimentación animal? La proteasa ideal para la alimentación deberá : Permanecer estable en el pienso, después de los procesos de fabricación Mantenerse estable en el intestino His Gly Pro Ala Degradar las diferentes proteínas del pienso Complementar la acción de las proteasas endógenas 11 6

7 RONOZYME ProAct ha sido desarrollado para su aplicación específica en alimentación animal Proteasa bacteriana producida a partir de Bacillus licheniformis Proteasa PURA (>95% de actividad proteasa única) Serin proteasa Demostrada eficacia in vitro Estable en los procesos de fabricación de piensos Estable a ph bajo Demostrada eficacia in vivo Consistentes mejoras productivas 12 ENZIMAS EN FORMULACIÓN DE PIENSOS: Para que cualquier enzima. sea eficaz Las enzimas son proteínas: Las enzimas pueden perder su estructura, Por acción del tiempo De la temperatura De la presión De la humedad De la luz O al entrar en contacto con ciertos metales Ácidos / bases Sales Desinfectantes, antimicrobianos, antibióticos Todos estos elementos, nos los encontramos en las condiciones habituales de producción de piensos 13 7

8 Efectos complementarios Modelo estándar de digestibilidad in vitro para monogástricos, test complementario para evaluar la eficacia de las proteasas Pienso Enzima a analizar Muestra digerida Análisis Grado De hidrólisis (DH) Pepsina ph 3 1 h Pancreatina ph 7 4 h Análisis Proteína soluble Los resultados demuestran al mismo tiempo la permanencia, acción y eficacia de las proteasas 14 Comparación del efecto de diferentes proteasas (de diferentes complejos enzimáticos) sobre el grado de hidrólisis proteica (HD) y el nivel de proteína soluble en el modelo de digestión in vitro. Únicamente RONOZYME ProAct aumenta el grado de hidrólisis proteica, lo que indica un efecto intrínsico como Proteasa El incremento en la solubilidad de los productos A y B pueden ser el resultado de otras actividades 15 8

9 Excelente termo estabilidad: Excelente termo estabilidad INTRÍNSICA de RONOZYME ProAct como se de muestra con pruebas diferenciales de Scanning Calorimetry 16 Estabilidad a la granulación RONOZYME ProAct y en los silos Retention (%) C 80 C 90 C Tras la granulación 3 meses de almacenamiento Conclusión: excelente estabilidad a la granulación de RONOZYME ProAct. Demostrada en piensos de pollos granulados a distintas temperaturas 17 Source: DSM, Switzerland, Report VFP

10 Estabilidad a la granulación en pienso de pollos, procesado: 4 temp. Recovery, % Source: Kolding, Nov Mash 75C 85C 90C 95C Holding time in conditioner 30 Sec 60 Sec 90 Sec 120 Sec 18 Formulación del producto CT -Coated Termo estable Media micras Fibras de Celulosa Multi-Capa de Aceite vegetal micras Partículas libres de polvo Enzimas estabilizadas protegidas frente al calor y humedad con una matriz de hidratos de carbono y minerales 19 10

11 Polvo (Heubach test) Muestra A-02. Muestra AL. 20 Source: DSM, Switzerland, 2008, Gadient Para que un enzima sea eficaz Estabilidad intestinal ph 8 ph 7 ph 3 ph 5,5 ph 5,5 ph 6,

12 Estabilidad intestinal Relative activity (SAAPF-pNA substrate) in products with protease content after incubation with pepsin at ph 3 (1.5h; 40 C). Source: NOVOZYMES, Denmark 22 Efectos Complementarios Las aves producen proteasas (que actúan a nivel intestinal) y son capaces de degradar la proteína del alimento Son suficientes estas proteasas? 23 12

13 Activa en un amplio rango de fuentes proteicas, distintas materias primas Source: NOVOZYMES, Denmark 24 Las enzimas endógenas no son capaces de digerir toda la proteína Ingrediente Lys Met+Cis Thr Val Arg Ile Trp Avg Maíz Sorgo Trigo H. de soja H. de colza S. Algodón Girasol S. trigo S. arroz H. huesos H. plumas Fuente: varios aut. Para M.P. convencionales sólo es digestible el 80-90% de los aa 10-20% permanece indigestible! Ésta prot, no digerida, es el sustrato para las proteasas añadidas en el alimento 25 13

14 RONOZYME ProAct aumenta la digestibilidad in vivo, la dig. ileal de los aa de las MP habitualmente empleadas en formulación 125% Improvement (% Control) 120% 115% 110% 105% 100% Lys Met Cys Thr Val Ile Leu Arg Corn Soy Bean Meal Full Fat Soy Canola Meal Corn DDGS Meat & Bone Meal Poultry Meal Feather Meal 26 Commercial trials support pen study conclusions Field trial 4 houses (68,400 birds) receiving control dietary program and 4 houses (68,480 birds) treatment dietary program (0-45d) Diets & feeding Maize, wheat, soya, rapeseed meal, premix. Crumble/ pellets with water ad libitum Treatments Control: Commercial feeding program (with NSP/ Phytase enzyme) Treatment: Low CP/AA feeding program (4% resp. lower than the control) + RONOZYME ProAct at 200g/tonne Measurements FCR, weight gain, EBPF 27 14

15 Reduce feed costs, maintain performance Weight gain, g Liveweight g FCR (Day 45) A A Control diet Treatment diet FCR, kg/kg European Broiler Performance Index Control diet Treatment diet Weight gain, FCR and Performance Index at least maintained with a feed program with lower cost 28 Dietas con baja PB inducen reducción del consumo de Agua, heces con menos contenido acuoso, incidencia en la calidad de la cama Dietary crude protein Improve digestibility Reduce levels in the diet -1 pt of CP Decrease nitrogen excretion Decrease of water intake Van Middelkoop and Van Harn, ,7% of water intake Decrease quantity of excreta Decrease excreta moisture Decrease litter moisture/nitrogen content

16 Pododermatitis at 14 days (%) Dietas bajas en proteína tienen un efecto importante sobre la sanidad intestinal y el bienestar animal Reduce la excreción de nitrógeno en las heces reduce el sustrato de crecimiento de bacterias patógenas Reduce la cantidad de nitrógeno y la humedad de las Camas R. incidencia de dermatitis plantar, quemaduras de tarsos y pechugas 8% Dry litter 53% Humidified litter Addition of water to litter at 0, 3, 4, 5, 7 and 9 days (Hess, 2009) Broilers fed low protein diets formulated with Ronozyme ProAct have reduced water intake, litter moisture and footpad lesions at 42 days of age Water intake (g/b/d) T1 T2 T W: F ratio (g/g) Litter DM % T1 T2 T Footpad Score (1-5) Water intake W:F ratio Litter DM Footpad score T1: Positive control, standard dietary nutrient content + phytase and xylanase T2: Negative control, reduced crude protein (-3%) and amino acid (-3%) from 0-42 days T3: T2 supplemented with 200mg/kg feed Ronozyme ProAct Source: SAC July

17 El Nitrógeno como contaminante Emission of Greenhouse Gasses: CO 2 - from fertilizer production from use of energy N 2 O - from application of N-fertilizers and manure CH 4 - from ruminants, from paddies Global warming Agriculture is responsible for 60% of global N 2 O emissions and 50% of global methane emissions Emission of nitrate: NO 3 : from use of fertilizers from manure Agriculture is main source of nitrate pollution Nitrate pollution of ground water is also a health issue Emission of ammonia: NH 3+ : from use of fertilizers from manure In W Europe 92% of ammonia emissions are agricultural Ammonia is also an animal health issue 32 Nutrient enrichment Algal blooms oxygen depletion Acidification Acid rain Proteasas y Medio ambiente Consumo de pienso N en las heces sin Proteasa Prot Pienso N N Excret. Pienso Cama con Proteasa Prot Pienso N N Excret

18 34 23/05/2012 NOVOZYMES PRESENTATION El uso de Proteasas reducen la emisión de contaminantes al medio ambiente N 2 Inert gas Fertilizer production NH 4 NO 3 NH 3 N 2 O NO x Reduced content of feed N N in manure Reduced content of manure N NH 3 N 2 O NO x Reactive compounds Organic N in plants NO 3 34 Reduced emission of environmentally harzardous nitrogen compounds Producción de pollos en España con el uso Ronozyme ProAct*. Ammonia production could be reduced by Amount of nitrogen applied to land could be reduced by Amount of land required for disposal of manure could be reduced by** Amount of extra broilers which could be reared without need for extra land** Potential GHG reduction would be equivalent to removing this many cars from the road 1157 MT 1838 MT 6489 HA 28 Million 7960 *assumes (500 ) M)broilers/year with average liveweight of 2.6kg ** applicable in EU where max. 170kg N/ha/year is allowed 35 18

19 Aplicación RACIONAL de enzimas en alimentación aviar Es importante manejar este concepto para aplicar combinaciones enzimáticas con el máximo beneficio (Actividad primaria / actividades secundarias) El empleo de Ronozyme ProAct es totalmente compatible con el uso de otras enzimas (carbohidrasas Fitasas ) 36 Conclusiones Proteasas específicamente desarrolladas para alimentación de las aves RONOZYME ProAct 1. Reduce el coste de alimentación (mejora la digestibilidad de la PB.) 2. Reduce el consumo de agua, 3. Mejora la sanidad intestinal, calidad de la cama (parámetros de bienestar animal) 4. Reduce en impacto medioambiental de la producción avícola)- Reduce las emisiones de nitrógeno huella de carbono) 5. Mejora la rentabilidad de la producción El éxito esta en los detalles!! 37 19

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