Gestión de calidad de agua en la producción avícola: Resultados de investigaciones y recomendaciones técnicas en la fase inicial

Introducción

Hace una década atrás, Angel et al. (2013) reportó un estudio donde comparó el efecto del pH del agua sobre la digestibilidad de nutrientes, utilizó 2 pH de agua (8.1 vs 5.8), encontró una mejora de 19% en la digestibilidad de proteína con el pH de agua acidificada a 5.8 respecto al grupo control de 8.1 en pollitos de 0 a 8 días de edad. Reduciendo el pH del agua aumenta la eficacia de las proteasas para mejorar la digestibilidad de la proteína especialmente a edad temprana. Otros factores también pueden explicar estas mejoras. A partir de esos resultados en adelante diseñamos diferentes pruebas en pollitos, pollitas y gallinas de postura con diferentes niveles de pH de agua. De acuerdo con nuestros resultados, acidificar el agua es una estrategia efectiva. En la fase de 0 a 21 días de edad en pollitos y pollitas un pH alrededor de 5 nos dio la mejor respuesta y en pollitas extensivo a 6 semanas de edad. En el caso de gallinas de postura un pH de agua alrededor de 6 es de mejor respuesta productiva y calidad de huevo. Los criterios para definir un pH de agua optimo a nivel comercial depende de varios factores que se deben evaluar in situ, y considerar la calidad de agua en general (dureza, SDT, alcalinidad, etc.). No es lo mismo trabajar un pH de agua de 6 si el contenido de SDT es alto.

Se destaca la relación positiva que hay entre el consumo de agua y consumo de alimento, ambos factores tienen una relación directa con la productividad. Por lo tanto, debemos adaptar nuestra calidad de agua al proceso digestivo que favorece la absorción de nutrientes. En esta línea debemos considerar los factores que integran el manejo nutricional y la gestión de la calidad de agua que deben ser óptimas para que el programa funcione de manera integral.

Lott et al. (2003), estimaron la correlación entre el consumo de alimento y agua que fue 0.98. Un estudio de Feddes et al. (2002), encontró que cuando la densidad de crianza (pollos/ m2 ) fue de 23.8 la relación consumo de agua/alimento (mL/g) fue de 1.88 y esta relación bajo a 1.74 cuando la densidad de crianza bajo a 11.9 pollos/m2 en pollos criados hasta los 42 días de edad.

Existe una reducción significativa del consumo de alimento de aves por la restricción en el consumo de agua, lo que afectará negativamente la respuesta productiva, un menor consumo de agua implica menor consumo de alimento (nutrientes y energía) y consecuentemente una menor respuesta productiva.

En esta línea de relaciones, destacamos la relación de una buena calidad de agua con los órganos anteriores del tractogastrointestinal (TGI) como el buche, proventrículo y molleja.

Consideramos que una buena gestión de calidad de agua es un factor importante que contribuye a optimizar la salud intestinal para mantener actividad metabólica/ fisiológica para maximizar la absorción de nutrientes y consecuentemente la respuesta productiva (Figura 1), además que una buena salud digestiva es la primera barrera en la inmunidad del ave (Pan and Yu, 2014).

Fig 1. Calidad de agua y máxima absorción de nutrientes y máxima respuesta productiva. Mantener actividad metabólica/fisiológica

Una buena calidad de agua tiene un efecto favorable sobre muchas características productivas, entre ellos la mejora de la conversión alimenticia. Bajo condiciones experimentales la diferencia es menor porque el desafío es menor y las condiciones son controladas. Sin embargo, a nivel comercial es lo contrario, por lo que el efecto es mucho mayor.

Características sensoriales y consumo de agua

Las aves son mucho más sensibles a los sabores en el agua que en los alimentos. Los pollos, prefieren agua fría y de sabor ligeramente ácido en lugar de dulce. Tienen un sentido del gusto bien definido y rechazarán ciertos sabores. El sentido del gusto es toda la sensación que experimenta un ave después del consumo (Universidad Arkansas, 2015). Los pollos tienen un gran sentido del gusto y prefieren el agua que es ligeramente ácida (Kare, 1970). Esto puede explicar por qué los productores de pollos de engorde que han utilizado vinagre en el pasado pueden haber notado un ligero aumento en el consumo de agua. Las papilas gustativas en el pollo se distribuyen principalmente en la parte posterior del paladar, con solo del 2 al 4 por ciento ubicado en la lengua (Ganchrow y Ganchrow, 1985). Las aves prefieren el agua ácida y son bastante tolerantes, pero si te acercas a un pH de 3.5 dañará el revestimiento intestinal (Turner 2017).

Impacto de la calidad de agua sobre los órganos anteriores del TGI (Buche)

Mantener las condiciones fisiológicas adecuadas a nivel del TGI del ave demanda una buena gestión en la calidad de agua especialmente en la fase inicial. Tanto la dieta y la calidad de agua deben ser diseñadas de acuerdo con la fisiología de transición, al desarrollo de órganos y salud intestinal del pollito. Proporcionar agua de calidad y acidificada favorece mantener los medios internos del buche, proventrículo y molleja manteniendo un pH “nativo” que favorezca el balance de microorganismos, evitando la colonización de patógenos perjudiciales y, por lo tanto, disminuyendo el gasto de energía que las aves normalmente invierten para mantener el sistema inmune activo contra estos patógenos. Una microbiota intestinal "saludable" implica ahorro de energía para el huésped, lo que se traduce en una mejora en el rendimiento productivo de las aves (Diaz et al., 2019). Mantener un sistema activo tiene costo energético y económico y es muy común en las crianzas no tecnificadas.

La función efectiva del TGI está influenciada por condiciones fisiológicas y ecológicas como la morfología de las vellosidades, el pH, secreción de enzimas, estado de salud, nutrientes disponibles y población de varios microorganismos (Sarra et al., 1985).

El pH óptimo en cada segmento mejora la salud y la función intestinal. El pH óptimo para el crecimiento bacteriano patógeno es cercano a 7 o ligeramente mayor, mientras que los microorganismos beneficiosos viven en un pH ácido (5.8 - 6.2) y compiten con los patógenos (Ferd, 1974). Las enzimas tienen un pH adecuado para trabajar, no hay enzimas que puedan trabajar eficientemente a pH de 6, 7 u 8, a nivel de los órganos anteriores como el buche, ventrículo o molleja, más aún las enzimas exógenas. Una consulta clásica es ¿cuál es el mejor probiótico? Hemos hechos diferentes pruebas con diversos tipos de probióticos con buenos resultados. Sin embargo, mi opinión es que el mejor probiótico es fomentar el nativo, es decir lo ideal es promover fermentación a nivel de buche para producción de ácidos orgánicos (AO) nativos (láctico-acéticobutírico) y eso depende en parte del manejo de la dieta y calidad de agua.

La función del buche: Almacenamiento y la humectación de los alimentos, y potencialmente a la fermentación por parte de la población microbiana residente. Además de llevar a cabo importantes funciones digestivas, la rica comunidad bacteriana en el buche actúa como barreras que impiden la invasión del GIT por parte de los patógenos (Rodrihuez and Choct, 2018). Los ingredientes del alimento tienen diferente capacidad de unión al ácido (amortiguación) que puede afectar el pH del buche con ingredientes minerales que tienen la capacidad más alta, seguidos de ingredientes proteicos y luego fuentes de energía (Lawlor et al., 2005). Activación de enzimas exógenas a través de la humectación del alimento.

La investigación muestra que el entorno del buche es muy variable, dependiendo de 1) El pH, la capacidad de amortiguación, el contenido de fibra y el tamaño de partícula del alimento; 2) pH del agua potable, con las aves más jóvenes más afectadas por el pH del agua potable que las aves mayores, probablemente debido a la falta de ácido clorhídrico producido por el proventrículo para equilibrarlo; y 3) Retención de alimento y tiempo de fermentación (Cutler et al., 2005; Jozefiak et al., 2006; Fonseca et al., 2010; Classen et al., 2016). A medida que el buche no realiza su trabajo de manera óptima, hay más probabilidades que los patógenos puedan iniciar un proceso de colonización para los otros órganos, por ello es muy importante manejar el pH a ese nivel y para ello depende mucho la calidad del agua.

Cierta actividad antimicrobiana ocurre a un pH de 5 a 6, pero la mayoría de las bacterias patógenas importantes para las aves como E. coli y Salmonella no pueden sobrevivir cuando el pH es inferior a 4. Un pH bajo es útil en el buche y el sistema digestivo de las aves, ya que estos son los principales sitios de colonización de bacterias (Weber, 2019). Si el buche está lleno de alimento y se agrega agua de baja calidad, entonces existe un mayor riesgo de desarrollar bacterias y moho dañinos que podrían afectar el resto del tracto digestivo (Watkins et al., 2004).

En un estudio, la fitasa suplementaria degradó el 50% del ácido fítico durante 100 minutos de retención en el buche de pollos (Svihus et al., 2006). El pH óptimo ligeramente ácido del buche y molleja supone que son los sitios activos más importantes de actividad para enzimas exógenas (Svihus, 2014). La mayoría de las enzimas exógenas tienen un pH óptimo entre 4 y 6, pero puede existir una gran variación entre las diferentes fuentes de enzimas, lo que da como resultado una actividad catalítica tanto a pH más bajo como a más alto (Svihus, 2014).

El buche representa la primera defensa importante contra los patógenos avícolas y los organismos zoonóticos (Classen et al., 2016). La barrera ácida formada por el buche y la molleja reduce el paso de bacterias, incluido Clostridium spp. y géneros zoonóticos: Salmonella y Campylobacter spp. al intestino distal (Sekelja et al., 2012). Las tasas de crecimiento del Cl. Perfringens, E. coli o Salmonella ssp. se reducen por debajo de un pH 5 (Hajati, 2018). Un estudio interesante de Diaz et al. (2019) (Tabla 1) donde se destaca la relación de la microbiota del buche con la alta y baja productividad de los pollos.

Agua – enzimas - digestión

La eficacia de una enzima alimenticia en el tracto digestivo de un ave depende de varios requisitos previos relacionados con las enzimas (fuente, actividad catalítica específica, resistencia a la acción proteolítica de la pepsina), características del sustrato (concentración y accesibilidad) y condiciones del tracto digestivo (contenido de humedad, el pH, la temperatura y el tiempo que la digesta pasa en el tracto, especialmente en la fase gástrica temprana, donde ocurre la mayor parte de la acción enzimática.

El proceso digestivo está fuertemente relacionado con la microbiota intestinal. La absorción de nutrientes, la digestibilidad del alimento, la liberación de energía y, por lo tanto, la productividad, están influenciados por la composición y diversidad de la microbiota (Stanley et al., 2013; Mancabelli et al., 2016). El nivel de pH en ciertas partes del GIT influye en el crecimiento de microbios, lo que afecta la digestión del alimento y la absorción de nutrientes (Mabelebele et al., 2017).

Las enzimas exógenas agregadas a la dieta deben ejercer su efecto durante el corto tiempo desde que el alimento se humedece en el tracto digestivo anterior hasta el punto en que los residuos del alimento han pasado por el intestino delgado. Un pH ligeramente ácido con valores de 4 a 6 y un contenido de humedad superior al 40% son 2 de los factores clave esenciales para que las enzimas exógenas actúen sobre sus sustratos. El intestino anterior es un sitio potencialmente bueno para que esto ocurra si los alimentos se retienen por más tiempo para permitir suficiente tiempo para humedecer la alimentación y la actividad de fermentación. La maximización de la actividad de las enzimas endógenas en los segmentos superiores del GIT (buche, proventriculus, molleja) también es deseable para que no sean hidrolizadas por enzimas proteolíticas endógenas, como la pepsina (Ravindran, 2013).

Acidificación del agua de bebida – pH óptimo

Las fuentes de agua de bebida generalmente tienen un pH alrededor de 8. Para mantener las condiciones nativas de los órganos anteriores del TGI este valor es incompatible especialmente en las fases iniciales. El agua potable acidificada puede mejorar el rendimiento del crecimiento, compensar la acidez gástrica y controlar las bacterias patógenas en pollos de engorde y puede considerarse como una alternativa potencial para mejorar los parámetros de producción (Hamid et al., 2018). Hoy en el mercado existen diversos productos que cumplen este fin, es necesario medir su composición, estabilidad en el tiempo, su interacción, pKa, densidad, solubilidad con el agua, y tener información precisa de su efectividad. Entre estas propuestas están los AO. El AO es una de las alternativas a los promotores de crecimiento de antibióticos, para evitar que los animales tengan bacterias dañinas y mejorar la productividad. Mejora de la morfología en el intestino delgado (Bunchasak et al., 2016). Los AO tienen un efecto beneficioso sobre la función antimicrobiana, la digestibilidad y la restitución de nutrientes (De Freitas et al., 2006). Reducir el pH mediante AO suplementarios mejora la absorción de nutrientes (Boling et al., 2001).

Tabla 1. Taxones microbianos asociados con alta y baja productividad en pollos

La acidificación del agua de bebida a un pH óptimo tiene muchos efectos favorables como ya se explicó como es el balance de la microbiota saludable pero también está relacionado con la mejora de la actividad enzimática endógena y exógena. Mejora actividad de enzimas digestivas: Actividad de la fitasa microbiana, reducción del pH del intestino delgado y aumento del crecimiento de la mucosa intestinal (Khan, 2011). La acidez es un factor importante en la transformación del pepsinógeno en pepsina, que es esencial para la digestión de proteínas (Robertson, 2019). Por lo tanto, la acidificación del agua puede beneficiar la digestión temprana de proteínas al reducir ligeramente la amortiguación del alimento que pasa del buche al proventrículo (Robertson, 2019). La digestibilidad de la lisina en pollos de engorde de un día es del 78%, pero se eleva a más del 89% a los 14 días de edad (Batal y Parsons, 2002).

El agua dura aumenta el pH del agua. Hoy en día, existe cierto debate sobre la acidez / alcalinidad recomendada del agua, y las opiniones actuales tienden a reducir el pH a los niveles más bajos, entre pH 4 y pH 5. Esto es para crear un ambiente patógeno estático, limitando así su desarrollo en las líneas de agua (Robertson, 2019).

Por lo tanto, una recomendación técnica es la acidificación del agua para reducir el pH a un valor cercano al pH nativo del buche. Tomando en cuenta esto, hemos realizado diversas pruebas con niveles de pH reducido, encontrando que en la fase inicial de pollitas de reemplazo para postura y pollitos de engorde de 0 a 21 días de edad con un pH de 5 hemos obtenido la mejor respuesta y validada a nivel comercial. Sin embargo, también hemos trabajado con niveles menores, como 4.42 (foto 1) con buenos resultados, pero no la hemos validado aún a nivel comercial. Incluso en la literatura se reportan niveles menores. En ciertos casos, intermitentemente cuando hay intensos desafíos hemos utilizado niveles menores de 4 por tiempo de 2 horas. En el caso de gallinas de postura un valor cercano a 6 nos ha dado la mejor respuesta y calidad de huevo, sobre esto tenemos mucha información que próximamente publicaremos.

Un estudio interesante de Hamid et al. (2028) utilizando una mezcla de AO: Ácido propiónico, propionato de amonio, fórmico, ácido y formiato de amonio como ingredientes activos. El pH se redujo de 7.8 a 4.2 en el agua acidificada. El suministro discontinuo de agua acidificada (abastecimiento de agua durante 0 a 14 días, de 22 a 28 días y de 36 a 42 días) tuvo la misma influencia o incluso mejor en los pollos de engorde en comparación con el suministro continuo (Hamid et al., 2018). En este estudio se obtuvo mejoras significativas de esta estrategia comparada al control negativo, así por ejemplo un peso vivo más alto (2590) que el control negativo (2289 g) y para la conversión se obtuvo 1.70 para el agua acidificada y de 1.89 para el control negativo (+190 g). Si llevamos este dato a una crianza comercial de 100,000 pollos con peso promedio de 2.8 Kg de peso vivo, se tiene que esta diferencia a favor del agua acidificada representa un ahorro de 53.20 toneladas de alimento equivalente a aproximadamente S/ 95,000.

Dureza y sólidos disueltos totales (sdt) del agua de bebida

El agua más dura requerirá más tratamiento para alcanzar el pH óptimo deseado que el agua más blanda (Turner 2017). El agua dura aumenta el pH del agua (Robertson, 2019). Según Fathima et al. (2020) idealmente, el pH entre 6.5 y 6.8, la dureza entre 60 y 180 ppm y el recuento microbiano de menos de 1000 unidades formadoras de colonias (ufc) es óptimo para el agua potable de aves de corral. Curtis et al. (2001) recomienda valores máximos de 110 ppm y otras recomendaciones de líneas genéticas alrededor de 100 ppm.

Los SDT mide la composición inorgánica del agua (calcio, magnesio, sodio, bicarbonatos, cloro y sulfatos). Es una indicación de la calidad mineral del agua y más precisa que la dureza del agua. <1.000 miligramos por litro, prácticamente no es necesario ningún otro análisis de minerales. El sodio, los sulfatos, los nitratos, el hierro, el cloro y el magnesio deben analizarse cuando los niveles de SDT superen los 1000 mg/L (Ruiz, 2019). En la literatura científica hay algunas otras recomendaciones similares e inclusive de algunas casas genéticas de aves. También existen recomendaciones que consideran 500 ppm de SDT (Conama, 2005; DFIPDAS, 2008).

Existen algunas recomendaciones sobre los niveles de minerales y pH en el agua que se basan en investigaciones anteriores, que no tienen en cuenta los cambios en la genética de las gallinas en las últimas décadas” (Egg Farmers of Canada, 2017). Tanto la calidad del alimento como la del agua potable deben ser los principales sospechosos cada vez que el paso del alimento se vuelve frecuente. El agua de mala calidad con un alto nivel de SDT, minerales y pH causa irritación en el intestino y una absorción de nutrientes ineficiente que conduce a un paso rápido del alimento (Sadarao & Pratim Das, 2019).

En nuestro caso, consideramos que valores alrededor de 500 hasta 1000 ppm ya debería de preocuparnos y realizar análisis de perfil de minerales para hacer las correcciones necesarias. Como resultado de algunas pruebas y casos, mostramos algunas fotos del efecto de agua de bebida con niveles altos de dureza y de SDT sobre calidad de heces (indicador): la foto 2 y 3 corresponde a las heces de pollitos de 3 semanas de edad que bebieron agua con 437 ppm de dureza, 944 ppm de SDT (foto 4) y un pH de 6.60 (foto 5). La foto 2 tiene un score de 3 (excretas humedas) y la foto 3 un score de 4 (húmedas sin forma), medido con el sistema de score de Garcia et al. (2019) (Foto 6). Hubo una alta incidencia de heces húmedas con esos scores que fue revertido cuando se cambió de agua con 100 ppm de dureza y 350 ppm de SDT.

Recomendaciones

Como resultado de diversas pruebas y experiencias en la crianza comercial, se hacen las siguientes recomendaciones técnicas de algunos indicadores (Figura 2) para una buena gestión de la calidad de agua en la industria avícola. Además, se recomienda una frecuencia de análisis constante durante el proceso de crianza de las aves especialmente en las fases iniciales, hoy en día existen diversos equipos portátiles de bajo costo que nos dan datos de SDT, pH, dureza, ORP, T°, cloro libre al momento. Hacer un análisis de perfil mineral cuando los niveles de SDT estén por encima de 500 ppm y dureza muy alta. Desde el punto de vista de la seguridad alimentaria y del bienestar del ave se recomienda hacer análisis periódicos sobre contenido de metales pesados (Plomo, Arsénico, Mercurio, etc.), pesticidas y microbiológico.

Puntajes de calidad de las excretas. Las puntuaciones varían de 1 a 5 (1 = seco; excretas bien formadas con una característica cubierta de ácido úrico blanco, 2 excretas en su mayoría secas con una cubierta de ácido úrico blanco. 3 = excretas húmedas con una cubierta de ácido úrico blanco, 4 = excretas pesadas con menos ácido úrico blanco la cubierta y los excrementos pierden su forma, y 5 = excrementos extremadamente húmedos con poca o ninguna cubierta blanca de ácido úrico).

Conclusiones

• La gestión de una buena calidad de agua tiene un efecto favorable sobre los órganos anteriores (buche, proventrículo, molleja).

• Conocer y gestionar los valores de pH, dureza, SDT, nivel de cloro libre, perfil de minerales, etc., son importantes para una buena gestión de agua de calidad.

• Considere una buena gestión de pH de agua especialmente en la fase inicial.

• La calidad de agua es un factor clave en la fase inicial de pollitos y pollitas.

• Una buena calidad de agua mejora las eficiencias productivas y económicas

Fig 2. Recomendaciones de calidad de agua