Cada vez está más extendido el uso de ácidos en los sistemas productivos ganaderos.
Un empleo adecuado de los ácidos en el agua de bebida o en los piensos para los animales de producción, ofrece unos resultados muy positivos por varias razones. Sin embargo, la amplia variedad de los mismos y sus diferentes estructuras y propiedades, producen cierta confusión a la hora de elegir un tipo de ácidos u otros.
En este artículo, vamos a intentar aclarar cuáles son los ácidos que nos ofrece el mercado en la actualidad y veremos qué criterios debemos emplear para decidir los ácidos adecuados para nuestros intereses.
TIPOS DE ACIDOS:
Podemos distinguir claramente dos tipos de ácidos totalmente diferenciados por su origen, estructura y características. Estos son: Acidos inorgánicos y ácidos orgánicos.
ACIDOS INORGANICOS:
Un ácido inorgánico es un compuesto de hidrógeno y uno o más elementos (a excepción del carbono) que, cuando se disuelve en agua u otro disolvente, se rompe o disocia, produciendo iones hidrógeno.
Dentro de los ácidos inorgánicos, existen dos tipos:
Hidroácidos: No contienen oxígeno. Son ácidos binarios formados por la combinación del hidrógeno con un elemento no metal. Se nombran empleando la palabra genérica ácido seguida del nombre en latín del elemento químico no metálico con la terminación hídrico. A los hidrácidos se les considera como los hidruros de los elementos de los grupos VI y VII.
Ejemplos:
H2S (ac) ácido sulfhídrico
HI (ac) ácido yodhídrico
HBr(ac) ácido bromhídrico
HF(ac) ácido fluorhídrico
HCl(ac) ácido clorhídrico
En estado gaseoso no son ácidos.
Oxácidos: Contienen oxígeno. Son ácidos ternarios que resultan de la combinación de un óxido ácido con el agua; por tanto, son combinaciones de hidrógeno, oxígeno y un no metal. Se pueden considerar a efectos de formulación como el resultado de la adición de una molécula de agua a la de un anhídrido; por lo tanto, la valencia con la que actúa el no metal es la positiva. Estos compuestos se nombran con la palabra ácido, seguida del nombre del anhídrido, del que se considera derivado.
Ejemplo:
PO3 + H2O → H3PO3 ácido fosforoso
SO3 + H2O = H2SO4 ácido sulfúrico
H3PO42 = ácido ortofosfórico
Las diferencias entre los dos tipos resultan claras, los hidroácidos no contienen Oxígeno mientras que los oxiácidos sí. Los hidroácidos son compuesto binarios y los oxiácidos son ternarios.
¿Cuáles son los usos de los ácidos inorgánicos?
Los ácidos inorgánicos se emplean como catalizadores en reacciones químicas y se encuentran en gran variedad de industrias: metalistería, madera, textiles, colorantes, petróleo, fotografía, desoxidantes, industria de explosivos, bactericidas, etc.
¿Cuándo se emplean los ácidos inorgánicos en la producción ganadera?
Actualmente, los ácidos inorgánicos se están usando en el día a día de nuestras explotaciones con un objetivo principal: reducir el pH del agua de bebida. El motivo por el cual es interesante reducir en ocasiones el pH del agua es porque a ciertos niveles de pH se inhibe considerablemente el crecimiento bacteriano en el agua. Por tanto, si conseguimos mantener en las granjas un nivel adecuado del pH del agua, evitamos que los animales estén ingiriendo poblaciones bacterianas indeseables.
Es muy importante saber el tipo de agua con el que se está trabajando, ya que no es lo mismo tener como origen aguas muy alcalinas (duras) que aguas con un pH neutro. Se considera un pH neutro cuando el agua tiene un nivel de 7. Por este motivo, hay que estudiar el nivel de pH óptimo para cada granja, para una explotación que tenga el agua con un pH de 9 resultará óptimo reducir ese pH en torno a 7. Sin embargo, si el agua de origen tiene un pH de 7 , intentaremos reducirlo a un pH de 5,5- 6.
A nivel práctico, se está utilizando el ácido ortofosfórico como reductor de pH ya que a dosis muy pequeñas es capaz de reducir rápidamente el pH del agua de bebida.
ACIDOS ORGANICOS:
Ácidos orgánicos. Son compuestos oxigenados derivados de los hidrocarburos que se forman al sustituir en un carbono primario dos hidrógenos por un oxigeno que se une al carbono mediante un doble enlace, y el tercer hidrogeno por un grupo (OH) que se une mediante un enlace simple.
Los ácidos orgánicos son una variedad de ácidos que se concentran en los frutos de numerosas plantas.
Dentro de los ácidos orgánicos también existen diferentes tipos, según el número de grupos carboxilo.
Monocarboxilicos, presentan un solo grupo carboxílico.
Dicarboxilicos, presentan dos grupos carboxílicos.
Tricarboxilicos, presentan más de dos grupos carboxílicos.
Ejemplos:
Acido fórmico = CH2O2
Acido láctico = H3C-CH(OH)-COOH (C3H6O3).
Acido propiónico = CH3CH2COOH
Acido butírico = C4H8O2
Los ácidos orgánicos, a diferencia de los ácidos inorgánicos, contienen átomos de Carbono y por su estructura pueden ser de cadena corta, media o larga.
¿Cuáles son los usos de los ácidos orgánicos?
Los ácidos orgánicos se utilizan en la industria textil, tratamiento de pieles, como antisépticos, fabricación de insecticidas, colorantes, conservantes de alimentos, elaboración de medicamentos, de bebidas refrescantes, elaboración de jabones, etc.
¿Cuándo se emplean los ácidos orgánicos en la producción ganadera?
Hace mucho tiempo que los ácidos orgánicos se usan en alimentación animal para la conservación del pienso y su protección contra su deterioro. Los ácidos orgánicos principalmente reducen el pH del pienso y a su vez modulan los procesos fisiológicos propios de la digestión de los nutrientes en el tubo digestivo del ganado.
Además de reducir el pH del pienso, también son capaces de reducir el pH del agua de bebida y tienen una acción bactericida que sirve de utilidad como estrategia para controlar ciertas patologías en los animales de producción.
El término «ácidos orgánicos» describe un grupo de ácidos grasos de cadena corta, generalmente con no más de siete átomos de carbono
Los ácidos orgánicos están formados por uno o más grupos carboxilo (R-COOH) como grupo funcional, pudiéndoles denominar también ácidos carboxílicos (tabla 1). En comparación con los ácidos inorgánicos, como el clorhídrico, el fosfórico o el sulfúrico, los ácidos orgánicos se consideran ácidos relativamente débiles o blandos.
La acidificación (reducción del pH) de los ácidos orgánicos en solución acuosa se produce mediante la disociación (separación) de los grupos carboxilo y la liberación de iones H+.
De este modo, son tres los criterios los que determinan básicamente la capacidad de los ácidos orgánicos de reducir el pH en el pienso y en el tubo digestivo del ganado :
- peso molecular,
- número de grupos carboxilo,
- y constante de disociación
En principio, cuantos más grupos carboxilo por unidad de peso de ácido orgánico haya, más potente será el efecto acidificador.
De este modo, entre otras cosas, el ácido fórmico tiene un mayor efecto reductor del pH en comparación, por ejemplo, con el ácido láctico, porque el peso molecular del ácido láctico duplica casi el del ácido fórmico, presentando cada uno de estos compuestos un grupo carboxilo.
Además del peso molecular y el número de grupos carboxilo, para la acidez es decisiva la constante de disociación o pKa. El valor pKa indica el pH al que se halla disociado el 50 % de un grupo carboxilo mientras el 50 % restante no lo está, y es específico para cada ácido orgánico.
Por regla general, cuanto menor sea el valor pKa de un ácido orgánico, mayor será el efecto reductor del pH en el pienso o el tubo digestivo del ganado. Los compuestos con varios grupos carboxilo como el ácido málico y el ácido cítrico cuentan con varias constantes de disociación.
La mayor acidez del ácido fórmico en comparación con el ácido propiónico se debe, además de al menor peso molecular, al valor pKa claramente inferior.
Campos de aplicación y ventajas
Los ácidos orgánicos actúan como conservantes de los piensos aunque, al mismo tiempo, gracias a sus propiedades antimicrobianas, inhiben el crecimiento de determinados gérmenes.
Los ácidos orgánicos contribuyen a una mejora importante de la higiene de los piensos e influyen positivamente en el rendimiento y la salud de la cabaña ganadera
Los ácidos orgánicos se emplean en la alimentación animal debido a su marcado efecto antimicrobiano. Si bien no son antibióticos, son capaces de inhibir e impedir el crecimiento y la proliferación de bacterias patógenas, así como de hongos y levaduras no deseados.
El concepto actual sobre la acción antimicrobiana de los ácidos orgánicos se basa principalmente en tres efectos distintos. Por un lado, la acidez de los ácidos orgánicos reduce el pH hasta el punto de que imposibilita o limita mucho el crecimiento y la multiplicación de muchos microorganismos patógenos o indeseados pero, además, las moléculas ácidas no disociadas son lipófilas y capaces de atravesar la membrana celular de bacterias patógenas como, por ejemplo, las salmonelas.
- En el interior de la célula, los ácidos reducen el pH, lo que obliga al microorganismo a poner en marcha unos mecanismos de regulación que consumen mucha energía, lo cual, a su vez, lo debilita.
- Asimismo, los ácidos inhiben la actividad de determinados sistemas enzimáticos, como por ejemplo los que son necesarios para la multiplicación del material genético, el ADN y, por consiguiente, el microorganismo no es capaz de reproducirse.
- Y, en tercer lugar, las moléculas ácidas disociadas que no pueden atravesar la membrana celular dañan su estructura proteica. Como resultado, se modifica su permeabilidad para los minerales, como el sodio y el potasio. La consecuente variación de la presión osmótica de la célula provoca la muerte de esta.
Si bien los ácidos orgánicos llevan empleándose en la alimentación animal desde hace muchos años, no se conocen resistencias.
Efectos diversos frente a los microorganismos
El efecto específico de los diversos ácidos orgánicos frente a los microorganismos relevantes para la producción o la alimentación animal puede determinarse y compararse con la ayuda de un ensayo de laboratorio relativamente sencillo procedente de la biología.
En este ensayo se determina la Concentración Inhibitoria Mínima (siglas en inglés, Minimal Inhibitory Concentration o MIC) que es la concentración de una sustancia que, en condiciones estandarizadas, basta para inhibir el crecimiento y la proliferación de un microorganismo.
Cuanto más baja sea la concentración inhibitoria mínima o MIC, más efectivo será el compuesto.
Mientras que el ácido fórmico es especialmente efectivo frente a bacterias patógenas como Escherichia coli o Staphylococcus aureus y levaduras indeseadas como Candida albicans, el ácido propiónico le supera relativamente frente a hongos como Aspergillus flavus, que puede producir aflatoxina.
Ello permite deducir que para combatir las bacterias patógenas, como Salmonella, E.coli, o las levaduras, es preferible emplear ácido fórmico puro o mezclas de ácidos con una elevada proporción de ácido fórmico.
En cambio, para la conservación de piensos en los que los hongos tengan un papel importante, conviene utilizar ácido propiónico puro o mezclas de ácidos con una elevada proporción de este ácido.
Las concentraciones determinadas en el ensayo de MIC solo permiten deducir una jerarquía de los ácidos orgánicos en relación con su efecto antimicrobiano. Estas concentraciones de ácido determinadas en el laboratorio no son adecuadas para su aplicación práctica en el pienso.
El pienso presenta una capacidad de tamponado más o menos elevada, por eso se necesitan concentraciones superiores para asegurar la efectividad
Dado su efecto antimicrobiano, los ácidos orgánicos encuentran aplicación en cuatro campos principales dentro de la alimentación animal:
- Conservación
Piensos simples, piensos compuestos, ensilados
- Lucha contra microorganismos patógenos
Salmonella,Escherichia coli, Clostridium perfringens, Campylobacter.
- Higienización del agua de los bebederos
Prevención de película biológica
- Efectos nutricionales
Reducción del pH, mejora de la digestibilidad de proteínas y fósforo, disminución de la diarrea, mejora en la calidad de la cama, incremento de la ingesta de pienso.
LA INTERESANTE SINERGIA ENTRE LOS ACIDOS ORGANICOS Y BIOFLAVONOIDES:
Existen consistentes estudios en los que se demuestra una sinergia significativa entre algunos ácidos orgánicos y ciertos bioflavonoides. Los bioflavonoides son sustancias vegetales, moléculas hidrosolubles, y representan una gran parte de los colorantes vegetales amarillos, rojos y azules. Suelen encontrarse en la parte blanca interna de la piel de los cítricos; ya se han descubierto hasta la fecha alrededor de 7. 000 bioflavonoides.
Esta sinergia reside en la capacidad de los bioflavonoides para aumentar la permeabilidad de las membranas celulares de las bacterias patógenas. Los ácidos orgánicos actúan de manera muy eficaz cuando se encuentran en un medio ácido (estómago) pero en cuanto el medio se alcaliniza (intestino delgado), los ácidos orgánicos se disocian y pierden en gran parte su capacidad antimicrobiana. Es por eso que los bioflavonoides actúan como llave de entrada para esos ácidos que ya se encuentran disociados en el intestino delgado y puedan producir la lisis de bacterias patógenas. Según diversos estudios, esta combinación resulta efectiva para el control de bacterias como la Salmonella, Clostridium o Escherichia coli. De manera aplicada, se pueden usar este tipo de combinaciones para el control de muertes súbitas en cerdas o problemas de salmonelosis en porcino o especialmente en avicultura.
CONCLUSIONES:
Si lo que buscamos en nuestra explotación es sólo reducir el pH del agua para inhibir el crecimiento bacteriano en la misma, podemos inclinarnos por la elección de un ácido inorgánico. En el ratio calidad/precio, el ácido ortofosfórico es el más utilizado en la actualidad.
Si queremos conseguir un efecto anitimicrobiano en el sistema digestivo, además de reducir el pH del agua, tenemos que buscar una combinación de ácidos orgánicos. Dependiendo de los patógenos que queramos controlar podemos decidirnos entre unos u otros, por ejemplo si queremos hacer un control de Staphylococus aureus podríamos utilizar alguna combinación con ácido laúrico. Si queremos un control sobre salmonella o clostridium, usaremos ácido fórmico, láctico y propiónico. Si queremos inhibir el crecimiento de hongos, lo más indicado será una combinación con altas concentraciones de ácido propiónico.
Si queremos un efecto muy marcado a nivel de seguridad digestiva, sería recomendable utilizar alguna combinación de ácidos orgánicos con bioflavonoides o aceites esenciales, los cuales van a potenciar el efecto de los ácidos orgánicos.
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Cada vez está más extendido el uso de ácidos en los sistemas productivos ganaderos.
Un empleo adecuado de los ácidos en el agua de bebida o en los piensos para los animales de producción, ofrece unos resultados muy positivos por varias razones. Sin embargo, la amplia variedad de los mismos y sus diferentes estructuras y propiedades, producen cierta confusión a la hora de elegir un tipo de ácidos u otros.
En este artículo, vamos a intentar aclarar cuáles son los ácidos que nos ofrece el mercado en la actualidad y veremos qué criterios debemos emplear para decidir los ácidos adecuados para nuestros intereses.
TIPOS DE ACIDOS:
Podemos distinguir claramente dos tipos de ácidos totalmente diferenciados por su origen, estructura y características. Estos son: Acidos inorgánicos y ácidos orgánicos.
ACIDOS INORGANICOS:
Un ácido inorgánico es un compuesto de hidrógeno y uno o más elementos (a excepción del carbono) que, cuando se disuelve en agua u otro disolvente, se rompe o disocia, produciendo iones hidrógeno.
Dentro de los ácidos inorgánicos, existen dos tipos:
Hidroácidos: No contienen oxígeno. Son ácidos binarios formados por la combinación del hidrógeno con un elemento no metal. Se nombran empleando la palabra genérica ácido seguida del nombre en latín del elemento químico no metálico con la terminación hídrico. A los hidrácidos se les considera como los hidruros de los elementos de los grupos VI y VII.
Ejemplos:
H2S (ac) ácido sulfhídrico
HI (ac) ácido yodhídrico
HBr(ac) ácido bromhídrico
HF(ac) ácido fluorhídrico
HCl(ac) ácido clorhídrico
En estado gaseoso no son ácidos.
Oxácidos: Contienen oxígeno. Son ácidos ternarios que resultan de la combinación de un óxido ácido con el agua; por tanto, son combinaciones de hidrógeno, oxígeno y un no metal. Se pueden considerar a efectos de formulación como el resultado de la adición de una molécula de agua a la de un anhídrido; por lo tanto, la valencia con la que actúa el no metal es la positiva. Estos compuestos se nombran con la palabra ácido, seguida del nombre del anhídrido, del que se considera derivado.
Ejemplo:
PO3 + H2O → H3PO3 ácido fosforoso
SO3 + H2O = H2SO4 ácido sulfúrico
H3PO42 = ácido ortofosfórico
Las diferencias entre los dos tipos resultan claras, los hidroácidos no contienen Oxígeno mientras que los oxiácidos sí. Los hidroácidos son compuesto binarios y los oxiácidos son ternarios.
¿Cuáles son los usos de los ácidos inorgánicos?
Los ácidos inorgánicos se emplean como catalizadores en reacciones químicas y se encuentran en gran variedad de industrias: metalistería, madera, textiles, colorantes, petróleo, fotografía, desoxidantes, industria de explosivos, bactericidas, etc.
¿Cuándo se emplean los ácidos inorgánicos en la producción ganadera?
Actualmente, los ácidos inorgánicos se están usando en el día a día de nuestras explotaciones con un objetivo principal: reducir el pH del agua de bebida. El motivo por el cual es interesante reducir en ocasiones el pH del agua es porque a ciertos niveles de pH se inhibe considerablemente el crecimiento bacteriano en el agua. Por tanto, si conseguimos mantener en las granjas un nivel adecuado del pH del agua, evitamos que los animales estén ingiriendo poblaciones bacterianas indeseables.
Es muy importante saber el tipo de agua con el que se está trabajando, ya que no es lo mismo tener como origen aguas muy alcalinas (duras) que aguas con un pH neutro. Se considera un pH neutro cuando el agua tiene un nivel de 7. Por este motivo, hay que estudiar el nivel de pH óptimo para cada granja, para una explotación que tenga el agua con un pH de 9 resultará óptimo reducir ese pH en torno a 7. Sin embargo, si el agua de origen tiene un pH de 7 , intentaremos reducirlo a un pH de 5,5- 6.
A nivel práctico, se está utilizando el ácido ortofosfórico como reductor de pH ya que a dosis muy pequeñas es capaz de reducir rápidamente el pH del agua de bebida.
ACIDOS ORGANICOS:
Ácidos orgánicos. Son compuestos oxigenados derivados de los hidrocarburos que se forman al sustituir en un carbono primario dos hidrógenos por un oxigeno que se une al carbono mediante un doble enlace, y el tercer hidrogeno por un grupo (OH) que se une mediante un enlace simple.
Los ácidos orgánicos son una variedad de ácidos que se concentran en los frutos de numerosas plantas.
Dentro de los ácidos orgánicos también existen diferentes tipos, según el número de grupos carboxilo.
Monocarboxilicos, presentan un solo grupo carboxílico.
Dicarboxilicos, presentan dos grupos carboxílicos.
Tricarboxilicos, presentan más de dos grupos carboxílicos.
Ejemplos:
Acido fórmico = CH2O2
Acido láctico = H3C-CH(OH)-COOH (C3H6O3).
Acido propiónico = CH3CH2COOH
Acido butírico = C4H8O2
Los ácidos orgánicos, a diferencia de los ácidos inorgánicos, contienen átomos de Carbono y por su estructura pueden ser de cadena corta, media o larga.
¿Cuáles son los usos de los ácidos orgánicos?
Los ácidos orgánicos se utilizan en la industria textil, tratamiento de pieles, como antisépticos, fabricación de insecticidas, colorantes, conservantes de alimentos, elaboración de medicamentos, de bebidas refrescantes, elaboración de jabones, etc.
¿Cuándo se emplean los ácidos orgánicos en la producción ganadera?
Hace mucho tiempo que los ácidos orgánicos se usan en alimentación animal para la conservación del pienso y su protección contra su deterioro. Los ácidos orgánicos principalmente reducen el pH del pienso y a su vez modulan los procesos fisiológicos propios de la digestión de los nutrientes en el tubo digestivo del ganado.
Además de reducir el pH del pienso, también son capaces de reducir el pH del agua de bebida y tienen una acción bactericida que sirve de utilidad como estrategia para controlar ciertas patologías en los animales de producción.
El término «ácidos orgánicos» describe un grupo de ácidos grasos de cadena corta, generalmente con no más de siete átomos de carbono
Los ácidos orgánicos están formados por uno o más grupos carboxilo (R-COOH) como grupo funcional, pudiéndoles denominar también ácidos carboxílicos (tabla 1). En comparación con los ácidos inorgánicos, como el clorhídrico, el fosfórico o el sulfúrico, los ácidos orgánicos se consideran ácidos relativamente débiles o blandos.
La acidificación (reducción del pH) de los ácidos orgánicos en solución acuosa se produce mediante la disociación (separación) de los grupos carboxilo y la liberación de iones H+.
De este modo, son tres los criterios los que determinan básicamente la capacidad de los ácidos orgánicos de reducir el pH en el pienso y en el tubo digestivo del ganado :
- peso molecular,
- número de grupos carboxilo,
- y constante de disociación
En principio, cuantos más grupos carboxilo por unidad de peso de ácido orgánico haya, más potente será el efecto acidificador.
De este modo, entre otras cosas, el ácido fórmico tiene un mayor efecto reductor del pH en comparación, por ejemplo, con el ácido láctico, porque el peso molecular del ácido láctico duplica casi el del ácido fórmico, presentando cada uno de estos compuestos un grupo carboxilo.
Además del peso molecular y el número de grupos carboxilo, para la acidez es decisiva la constante de disociación o pKa. El valor pKa indica el pH al que se halla disociado el 50 % de un grupo carboxilo mientras el 50 % restante no lo está, y es específico para cada ácido orgánico.
Por regla general, cuanto menor sea el valor pKa de un ácido orgánico, mayor será el efecto reductor del pH en el pienso o el tubo digestivo del ganado. Los compuestos con varios grupos carboxilo como el ácido málico y el ácido cítrico cuentan con varias constantes de disociación.
La mayor acidez del ácido fórmico en comparación con el ácido propiónico se debe, además de al menor peso molecular, al valor pKa claramente inferior.
Campos de aplicación y ventajas
Los ácidos orgánicos actúan como conservantes de los piensos aunque, al mismo tiempo, gracias a sus propiedades antimicrobianas, inhiben el crecimiento de determinados gérmenes.
Los ácidos orgánicos contribuyen a una mejora importante de la higiene de los piensos e influyen positivamente en el rendimiento y la salud de la cabaña ganadera
Los ácidos orgánicos se emplean en la alimentación animal debido a su marcado efecto antimicrobiano. Si bien no son antibióticos, son capaces de inhibir e impedir el crecimiento y la proliferación de bacterias patógenas, así como de hongos y levaduras no deseados.
El concepto actual sobre la acción antimicrobiana de los ácidos orgánicos se basa principalmente en tres efectos distintos. Por un lado, la acidez de los ácidos orgánicos reduce el pH hasta el punto de que imposibilita o limita mucho el crecimiento y la multiplicación de muchos microorganismos patógenos o indeseados pero, además, las moléculas ácidas no disociadas son lipófilas y capaces de atravesar la membrana celular de bacterias patógenas como, por ejemplo, las salmonelas.
- En el interior de la célula, los ácidos reducen el pH, lo que obliga al microorganismo a poner en marcha unos mecanismos de regulación que consumen mucha energía, lo cual, a su vez, lo debilita.
- Asimismo, los ácidos inhiben la actividad de determinados sistemas enzimáticos, como por ejemplo los que son necesarios para la multiplicación del material genético, el ADN y, por consiguiente, el microorganismo no es capaz de reproducirse.
- Y, en tercer lugar, las moléculas ácidas disociadas que no pueden atravesar la membrana celular dañan su estructura proteica. Como resultado, se modifica su permeabilidad para los minerales, como el sodio y el potasio. La consecuente variación de la presión osmótica de la célula provoca la muerte de esta.
Si bien los ácidos orgánicos llevan empleándose en la alimentación animal desde hace muchos años, no se conocen resistencias.
Efectos diversos frente a los microorganismos
El efecto específico de los diversos ácidos orgánicos frente a los microorganismos relevantes para la producción o la alimentación animal puede determinarse y compararse con la ayuda de un ensayo de laboratorio relativamente sencillo procedente de la biología.
En este ensayo se determina la Concentración Inhibitoria Mínima (siglas en inglés, Minimal Inhibitory Concentration o MIC) que es la concentración de una sustancia que, en condiciones estandarizadas, basta para inhibir el crecimiento y la proliferación de un microorganismo.
Cuanto más baja sea la concentración inhibitoria mínima o MIC, más efectivo será el compuesto.
Mientras que el ácido fórmico es especialmente efectivo frente a bacterias patógenas como Escherichia coli o Staphylococcus aureus y levaduras indeseadas como Candida albicans, el ácido propiónico le supera relativamente frente a hongos como Aspergillus flavus, que puede producir aflatoxina.
Ello permite deducir que para combatir las bacterias patógenas, como Salmonella, E.coli, o las levaduras, es preferible emplear ácido fórmico puro o mezclas de ácidos con una elevada proporción de ácido fórmico.
En cambio, para la conservación de piensos en los que los hongos tengan un papel importante, conviene utilizar ácido propiónico puro o mezclas de ácidos con una elevada proporción de este ácido.
Las concentraciones determinadas en el ensayo de MIC solo permiten deducir una jerarquía de los ácidos orgánicos en relación con su efecto antimicrobiano. Estas concentraciones de ácido determinadas en el laboratorio no son adecuadas para su aplicación práctica en el pienso.
El pienso presenta una capacidad de tamponado más o menos elevada, por eso se necesitan concentraciones superiores para asegurar la efectividad
Dado su efecto antimicrobiano, los ácidos orgánicos encuentran aplicación en cuatro campos principales dentro de la alimentación animal:
- Conservación
Piensos simples, piensos compuestos, ensilados
- Lucha contra microorganismos patógenos
Salmonella,Escherichia coli, Clostridium perfringens, Campylobacter.
- Higienización del agua de los bebederos
Prevención de película biológica
- Efectos nutricionales
Reducción del pH, mejora de la digestibilidad de proteínas y fósforo, disminución de la diarrea, mejora en la calidad de la cama, incremento de la ingesta de pienso.
LA INTERESANTE SINERGIA ENTRE LOS ACIDOS ORGANICOS Y BIOFLAVONOIDES:
Existen consistentes estudios en los que se demuestra una sinergia significativa entre algunos ácidos orgánicos y ciertos bioflavonoides. Los bioflavonoides son sustancias vegetales, moléculas hidrosolubles, y representan una gran parte de los colorantes vegetales amarillos, rojos y azules. Suelen encontrarse en la parte blanca interna de la piel de los cítricos; ya se han descubierto hasta la fecha alrededor de 7. 000 bioflavonoides.
Esta sinergia reside en la capacidad de los bioflavonoides para aumentar la permeabilidad de las membranas celulares de las bacterias patógenas. Los ácidos orgánicos actúan de manera muy eficaz cuando se encuentran en un medio ácido (estómago) pero en cuanto el medio se alcaliniza (intestino delgado), los ácidos orgánicos se disocian y pierden en gran parte su capacidad antimicrobiana. Es por eso que los bioflavonoides actúan como llave de entrada para esos ácidos que ya se encuentran disociados en el intestino delgado y puedan producir la lisis de bacterias patógenas. Según diversos estudios, esta combinación resulta efectiva para el control de bacterias como la Salmonella, Clostridium o Escherichia coli. De manera aplicada, se pueden usar este tipo de combinaciones para el control de muertes súbitas en cerdas o problemas de salmonelosis en porcino o especialmente en avicultura.
CONCLUSIONES:
Si lo que buscamos en nuestra explotación es sólo reducir el pH del agua para inhibir el crecimiento bacteriano en la misma, podemos inclinarnos por la elección de un ácido inorgánico. En el ratio calidad/precio, el ácido ortofosfórico es el más utilizado en la actualidad.
Si queremos conseguir un efecto anitimicrobiano en el sistema digestivo, además de reducir el pH del agua, tenemos que buscar una combinación de ácidos orgánicos. Dependiendo de los patógenos que queramos controlar podemos decidirnos entre unos u otros, por ejemplo si queremos hacer un control de Staphylococus aureus podríamos utilizar alguna combinación con ácido laúrico. Si queremos un control sobre salmonella o clostridium, usaremos ácido fórmico, láctico y propiónico. Si queremos inhibir el crecimiento de hongos, lo más indicado será una combinación con altas concentraciones de ácido propiónico.
Si queremos un efecto muy marcado a nivel de seguridad digestiva, sería recomendable utilizar alguna combinación de ácidos orgánicos con bioflavonoides o aceites esenciales, los cuales van a potenciar el efecto de los ácidos orgánicos.
Cada vez está más extendido el uso de ácidos en los sistemas productivos ganaderos.
Un empleo adecuado de los ácidos en el agua de bebida o en los piensos para los animales de producción, ofrece unos resultados muy positivos por varias razones. Sin embargo, la amplia variedad de los mismos y sus diferentes estructuras y propiedades, producen cierta confusión a la hora de elegir un tipo de ácidos u otros.
En este artículo, vamos a intentar aclarar cuáles son los ácidos que nos ofrece el mercado en la actualidad y veremos qué criterios debemos emplear para decidir los ácidos adecuados para nuestros intereses.
TIPOS DE ACIDOS:
Podemos distinguir claramente dos tipos de ácidos totalmente diferenciados por su origen, estructura y características. Estos son: Acidos inorgánicos y ácidos orgánicos.
ACIDOS INORGANICOS:
Un ácido inorgánico es un compuesto de hidrógeno y uno o más elementos (a excepción del carbono) que, cuando se disuelve en agua u otro disolvente, se rompe o disocia, produciendo iones hidrógeno.
Dentro de los ácidos inorgánicos, existen dos tipos:
Hidroácidos: No contienen oxígeno. Son ácidos binarios formados por la combinación del hidrógeno con un elemento no metal. Se nombran empleando la palabra genérica ácido seguida del nombre en latín del elemento químico no metálico con la terminación hídrico. A los hidrácidos se les considera como los hidruros de los elementos de los grupos VI y VII.
Ejemplos:
H2S (ac) ácido sulfhídrico
HI (ac) ácido yodhídrico
HBr(ac) ácido bromhídrico
HF(ac) ácido fluorhídrico
HCl(ac) ácido clorhídrico
En estado gaseoso no son ácidos.
Oxácidos: Contienen oxígeno. Son ácidos ternarios que resultan de la combinación de un óxido ácido con el agua; por tanto, son combinaciones de hidrógeno, oxígeno y un no metal. Se pueden considerar a efectos de formulación como el resultado de la adición de una molécula de agua a la de un anhídrido; por lo tanto, la valencia con la que actúa el no metal es la positiva. Estos compuestos se nombran con la palabra ácido, seguida del nombre del anhídrido, del que se considera derivado.
Ejemplo:
PO3 + H2O → H3PO3 ácido fosforoso
SO3 + H2O = H2SO4 ácido sulfúrico
H3PO42 = ácido ortofosfórico
Las diferencias entre los dos tipos resultan claras, los hidroácidos no contienen Oxígeno mientras que los oxiácidos sí. Los hidroácidos son compuesto binarios y los oxiácidos son ternarios.
¿Cuáles son los usos de los ácidos inorgánicos?
Los ácidos inorgánicos se emplean como catalizadores en reacciones químicas y se encuentran en gran variedad de industrias: metalistería, madera, textiles, colorantes, petróleo, fotografía, desoxidantes, industria de explosivos, bactericidas, etc.
¿Cuándo se emplean los ácidos inorgánicos en la producción ganadera?
Actualmente, los ácidos inorgánicos se están usando en el día a día de nuestras explotaciones con un objetivo principal: reducir el pH del agua de bebida. El motivo por el cual es interesante reducir en ocasiones el pH del agua es porque a ciertos niveles de pH se inhibe considerablemente el crecimiento bacteriano en el agua. Por tanto, si conseguimos mantener en las granjas un nivel adecuado del pH del agua, evitamos que los animales estén ingiriendo poblaciones bacterianas indeseables.
Es muy importante saber el tipo de agua con el que se está trabajando, ya que no es lo mismo tener como origen aguas muy alcalinas (duras) que aguas con un pH neutro. Se considera un pH neutro cuando el agua tiene un nivel de 7. Por este motivo, hay que estudiar el nivel de pH óptimo para cada granja, para una explotación que tenga el agua con un pH de 9 resultará óptimo reducir ese pH en torno a 7. Sin embargo, si el agua de origen tiene un pH de 7 , intentaremos reducirlo a un pH de 5,5- 6.
A nivel práctico, se está utilizando el ácido ortofosfórico como reductor de pH ya que a dosis muy pequeñas es capaz de reducir rápidamente el pH del agua de bebida.
ACIDOS ORGANICOS:
Ácidos orgánicos. Son compuestos oxigenados derivados de los hidrocarburos que se forman al sustituir en un carbono primario dos hidrógenos por un oxigeno que se une al carbono mediante un doble enlace, y el tercer hidrogeno por un grupo (OH) que se une mediante un enlace simple.
Los ácidos orgánicos son una variedad de ácidos que se concentran en los frutos de numerosas plantas.
Dentro de los ácidos orgánicos también existen diferentes tipos, según el número de grupos carboxilo.
Monocarboxilicos, presentan un solo grupo carboxílico.
Dicarboxilicos, presentan dos grupos carboxílicos.
Tricarboxilicos, presentan más de dos grupos carboxílicos.
Ejemplos:
Acido fórmico = CH2O2
Acido láctico = H3C-CH(OH)-COOH (C3H6O3).
Acido propiónico = CH3CH2COOH
Acido butírico = C4H8O2
Los ácidos orgánicos, a diferencia de los ácidos inorgánicos, contienen átomos de Carbono y por su estructura pueden ser de cadena corta, media o larga.
¿Cuáles son los usos de los ácidos orgánicos?
Los ácidos orgánicos se utilizan en la industria textil, tratamiento de pieles, como antisépticos, fabricación de insecticidas, colorantes, conservantes de alimentos, elaboración de medicamentos, de bebidas refrescantes, elaboración de jabones, etc.
¿Cuándo se emplean los ácidos orgánicos en la producción ganadera?
Hace mucho tiempo que los ácidos orgánicos se usan en alimentación animal para la conservación del pienso y su protección contra su deterioro. Los ácidos orgánicos principalmente reducen el pH del pienso y a su vez modulan los procesos fisiológicos propios de la digestión de los nutrientes en el tubo digestivo del ganado.
Además de reducir el pH del pienso, también son capaces de reducir el pH del agua de bebida y tienen una acción bactericida que sirve de utilidad como estrategia para controlar ciertas patologías en los animales de producción.
El término «ácidos orgánicos» describe un grupo de ácidos grasos de cadena corta, generalmente con no más de siete átomos de carbono
Los ácidos orgánicos están formados por uno o más grupos carboxilo (R-COOH) como grupo funcional, pudiéndoles denominar también ácidos carboxílicos (tabla 1). En comparación con los ácidos inorgánicos, como el clorhídrico, el fosfórico o el sulfúrico, los ácidos orgánicos se consideran ácidos relativamente débiles o blandos.
La acidificación (reducción del pH) de los ácidos orgánicos en solución acuosa se produce mediante la disociación (separación) de los grupos carboxilo y la liberación de iones H+.
De este modo, son tres los criterios los que determinan básicamente la capacidad de los ácidos orgánicos de reducir el pH en el pienso y en el tubo digestivo del ganado :
- peso molecular,
- número de grupos carboxilo,
- y constante de disociación
En principio, cuantos más grupos carboxilo por unidad de peso de ácido orgánico haya, más potente será el efecto acidificador.
De este modo, entre otras cosas, el ácido fórmico tiene un mayor efecto reductor del pH en comparación, por ejemplo, con el ácido láctico, porque el peso molecular del ácido láctico duplica casi el del ácido fórmico, presentando cada uno de estos compuestos un grupo carboxilo.
Además del peso molecular y el número de grupos carboxilo, para la acidez es decisiva la constante de disociación o pKa. El valor pKa indica el pH al que se halla disociado el 50 % de un grupo carboxilo mientras el 50 % restante no lo está, y es específico para cada ácido orgánico.
Por regla general, cuanto menor sea el valor pKa de un ácido orgánico, mayor será el efecto reductor del pH en el pienso o el tubo digestivo del ganado. Los compuestos con varios grupos carboxilo como el ácido málico y el ácido cítrico cuentan con varias constantes de disociación.
La mayor acidez del ácido fórmico en comparación con el ácido propiónico se debe, además de al menor peso molecular, al valor pKa claramente inferior.
Campos de aplicación y ventajas
Los ácidos orgánicos actúan como conservantes de los piensos aunque, al mismo tiempo, gracias a sus propiedades antimicrobianas, inhiben el crecimiento de determinados gérmenes.
Los ácidos orgánicos contribuyen a una mejora importante de la higiene de los piensos e influyen positivamente en el rendimiento y la salud de la cabaña ganadera
Los ácidos orgánicos se emplean en la alimentación animal debido a su marcado efecto antimicrobiano. Si bien no son antibióticos, son capaces de inhibir e impedir el crecimiento y la proliferación de bacterias patógenas, así como de hongos y levaduras no deseados.
El concepto actual sobre la acción antimicrobiana de los ácidos orgánicos se basa principalmente en tres efectos distintos. Por un lado, la acidez de los ácidos orgánicos reduce el pH hasta el punto de que imposibilita o limita mucho el crecimiento y la multiplicación de muchos microorganismos patógenos o indeseados pero, además, las moléculas ácidas no disociadas son lipófilas y capaces de atravesar la membrana celular de bacterias patógenas como, por ejemplo, las salmonelas.
- En el interior de la célula, los ácidos reducen el pH, lo que obliga al microorganismo a poner en marcha unos mecanismos de regulación que consumen mucha energía, lo cual, a su vez, lo debilita.
- Asimismo, los ácidos inhiben la actividad de determinados sistemas enzimáticos, como por ejemplo los que son necesarios para la multiplicación del material genético, el ADN y, por consiguiente, el microorganismo no es capaz de reproducirse.
- Y, en tercer lugar, las moléculas ácidas disociadas que no pueden atravesar la membrana celular dañan su estructura proteica. Como resultado, se modifica su permeabilidad para los minerales, como el sodio y el potasio. La consecuente variación de la presión osmótica de la célula provoca la muerte de esta.
Si bien los ácidos orgánicos llevan empleándose en la alimentación animal desde hace muchos años, no se conocen resistencias.
Efectos diversos frente a los microorganismos
El efecto específico de los diversos ácidos orgánicos frente a los microorganismos relevantes para la producción o la alimentación animal puede determinarse y compararse con la ayuda de un ensayo de laboratorio relativamente sencillo procedente de la biología.
En este ensayo se determina la Concentración Inhibitoria Mínima (siglas en inglés, Minimal Inhibitory Concentration o MIC) que es la concentración de una sustancia que, en condiciones estandarizadas, basta para inhibir el crecimiento y la proliferación de un microorganismo.
Cuanto más baja sea la concentración inhibitoria mínima o MIC, más efectivo será el compuesto.
Mientras que el ácido fórmico es especialmente efectivo frente a bacterias patógenas como Escherichia coli o Staphylococcus aureus y levaduras indeseadas como Candida albicans, el ácido propiónico le supera relativamente frente a hongos como Aspergillus flavus, que puede producir aflatoxina.
Ello permite deducir que para combatir las bacterias patógenas, como Salmonella, E.coli, o las levaduras, es preferible emplear ácido fórmico puro o mezclas de ácidos con una elevada proporción de ácido fórmico.
En cambio, para la conservación de piensos en los que los hongos tengan un papel importante, conviene utilizar ácido propiónico puro o mezclas de ácidos con una elevada proporción de este ácido.
Las concentraciones determinadas en el ensayo de MIC solo permiten deducir una jerarquía de los ácidos orgánicos en relación con su efecto antimicrobiano. Estas concentraciones de ácido determinadas en el laboratorio no son adecuadas para su aplicación práctica en el pienso.
El pienso presenta una capacidad de tamponado más o menos elevada, por eso se necesitan concentraciones superiores para asegurar la efectividad
Dado su efecto antimicrobiano, los ácidos orgánicos encuentran aplicación en cuatro campos principales dentro de la alimentación animal:
- Conservación
Piensos simples, piensos compuestos, ensilados
- Lucha contra microorganismos patógenos
Salmonella,Escherichia coli, Clostridium perfringens, Campylobacter.
- Higienización del agua de los bebederos
Prevención de película biológica
- Efectos nutricionales
Reducción del pH, mejora de la digestibilidad de proteínas y fósforo, disminución de la diarrea, mejora en la calidad de la cama, incremento de la ingesta de pienso.
LA INTERESANTE SINERGIA ENTRE LOS ACIDOS ORGANICOS Y BIOFLAVONOIDES:
Existen consistentes estudios en los que se demuestra una sinergia significativa entre algunos ácidos orgánicos y ciertos bioflavonoides. Los bioflavonoides son sustancias vegetales, moléculas hidrosolubles, y representan una gran parte de los colorantes vegetales amarillos, rojos y azules. Suelen encontrarse en la parte blanca interna de la piel de los cítricos; ya se han descubierto hasta la fecha alrededor de 7. 000 bioflavonoides.
Esta sinergia reside en la capacidad de los bioflavonoides para aumentar la permeabilidad de las membranas celulares de las bacterias patógenas. Los ácidos orgánicos actúan de manera muy eficaz cuando se encuentran en un medio ácido (estómago) pero en cuanto el medio se alcaliniza (intestino delgado), los ácidos orgánicos se disocian y pierden en gran parte su capacidad antimicrobiana. Es por eso que los bioflavonoides actúan como llave de entrada para esos ácidos que ya se encuentran disociados en el intestino delgado y puedan producir la lisis de bacterias patógenas. Según diversos estudios, esta combinación resulta efectiva para el control de bacterias como la Salmonella, Clostridium o Escherichia coli. De manera aplicada, se pueden usar este tipo de combinaciones para el control de muertes súbitas en cerdas o problemas de salmonelosis en porcino o especialmente en avicultura.
CONCLUSIONES:
Si lo que buscamos en nuestra explotación es sólo reducir el pH del agua para inhibir el crecimiento bacteriano en la misma, podemos inclinarnos por la elección de un ácido inorgánico. En el ratio calidad/precio, el ácido ortofosfórico es el más utilizado en la actualidad.
Si queremos conseguir un efecto anitimicrobiano en el sistema digestivo, además de reducir el pH del agua, tenemos que buscar una combinación de ácidos orgánicos. Dependiendo de los patógenos que queramos controlar podemos decidirnos entre unos u otros, por ejemplo si queremos hacer un control de Staphylococus aureus podríamos utilizar alguna combinación con ácido laúrico. Si queremos un control sobre salmonella o clostridium, usaremos ácido fórmico, láctico y propiónico. Si queremos inhibir el crecimiento de hongos, lo más indicado será una combinación con altas concentraciones de ácido propiónico.
Si queremos un efecto muy marcado a nivel de seguridad digestiva, sería recomendable utilizar alguna combinación de ácidos orgánicos con bioflavonoides o aceites esenciales, los cuales van a potenciar el efecto de los ácidos orgánicos.
