Inicialmente, Se agregaron minerales a base de óxidos a las dietas para apoyar la producción animal. La nutrición de oligoelementos ha experimentado una evolución. En la década de 1940, mejoras en la producción de sulfato, procesos de fabricación y calidad, llevó a que los sulfatos se convirtieran en una alternativa preferida a la alimentación y nutrición del ganado en comparación con los óxidos. En la década de 1970 se introdujeron oligoelementos orgánicos para proporcionar una mejor biodisponibilidad, homogeneidad y reactividad, ya que la genética cambiante necesitaba niveles más altos de oligoelementos. Sin embargo, el alto costo de los oligoelementos orgánicos junto con su menor concentración de metales a menudo significaba que los productores solo los usaban para satisfacer una parte de las necesidades minerales de su ganado.
A mediados de la década de 1990, se desarrollaron oligoelementos de hidroxicloruro para cerrar la brecha entre los tipos ineficientes de oligoelementos inorgánicos como óxidos y sulfatos y los minerales traza orgánicos prohibitivamente caros. La nueva fuente de minerales estaba destinada a proporcionar un completo, y reemplazo rentable para uso de minerales inorgánicos.
Métodos de producción y uso de óxido de zinc
Aunque el óxido de zinc es un oligoelemento común utilizado en la alimentación animal, el compuesto inorgánico (ZnO) también se incluye en una gama de otros productos como cauchos, plástica, hormigón, baterías retardantes de fuego y ungüentos. No ha habido grandes cambios en el rendimiento de los óxidos cuando se utilizan en piensos, ya que la industria de piensos no es el mercado principal para el producto mineral.
Por volumen, la industria del caucho consume la mayor cantidad de óxido de zinc anualmente. Más del 50% del óxido de zinc generado a nivel mundial se destina a la producción de productos de caucho, ya que el compuesto es insoluble en agua. Similar, la fabricación de hormigón representa aproximadamente el 30% del óxido de zinc producido. El uso de alimentos para animales representa aproximadamente una participación del 8.2% en el uso industrial anual de óxido de zinc. En otras palabras, la alimentación animal no es el mercado principal del óxido de zinc y el producto no se desarrolló para su uso en piensos.
Hay varios métodos de producción que se utilizan para generar óxido de zinc; dos procesos principales utilizados son el proceso directo, también conocido como el proceso americano, y el proceso indirecto, o proceso francés.
El proceso de producción directo utiliza una gama de compuestos que contienen zinc, también denominados minerales de zinc. Los compuestos se calientan para generar vapores metálicos que se oxidan mediante la combustión del aire para crear óxido de zinc. Sin embargo, porque el nivel de zinc, otros metales e impurezas pueden variar ampliamente de acuerdo con el mineral de zinc utilizado, el producto final tiende a tener una calidad más baja que el óxido de zinc generado por el método indirecto. En el proceso indirecto, El zinc metálico con una pureza del 92-99% se hierve para generar vapor, que luego se oxida.
Las variaciones y métodos de producción adicionales incluyen el proceso químico húmedo, el método de subproductos de hidrosulfuro y el Proceso Waelz. El proceso Waelz tiende a generar óxido de zinc con altos niveles de impurezas, incluidos altos niveles de metales pesados. A pesar de estas preocupaciones, El proceso Waelz es el método más común utilizado para generar los minerales traza destinados a ser utilizados en piensos o premezclas para animales. La vía produce óxido de zinc que tiende a variar en color, textura y granulometría. También suele tener un valor de biodisponibilidad relativa reducido (RBV).
Absorción y biodisponibilidad del zinc.
Como los minerales traza de diferentes fuentes tienen una gama de eficiencias de absorción, entregan diferentes niveles del mineral cuando se utilizan en alimentos para animales. Por ejemplo, según la NRC Dairy 2001, cuando se proporciona al mismo nivel, el sulfato de cobre tiene un coeficiente de absorción del 5%, mientras que el óxido de cobre tiene un 1%. Similar, el sulfato de zinc se absorbe en un 20%, mientras que el óxido de zinc es de alrededor del 10%. Entre los diferentes tipos de oligoelementos, Los óxidos son bien conocidos por tener menores eficiencias de absorción, sin embargo, Los minerales traza a base de óxidos continúan utilizándose probablemente debido a su bajo precio.
Si bien las pautas nutricionales para la formulación de alimentos proporcionan una eficiencia estimada de las tasas de absorción de los minerales traza, incluyendo zinc y cobre, la tasa real de absorción y biodisponibilidad de los minerales traza a base de óxidos puede variar y puede ser difícil de predecir. Además de los diferentes resultados según el producto, La absorción puede verse influenciada por factores como especies, genética, género, estado fisiológico, y edad animal.
Entendiendo que la biodisponibilidad de los oligoelementos puede variar, un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois diseñó una serie de estudios que exploran la biodisponibilidad del zinc a partir de múltiples fuentes. Los estudios evaluaron varios óxidos de zinc, sulfatos de zinc y suplementos de zinc metálico en comparación con una curva de respuesta generada con un sulfato de zinc de grado analítico. Un objetivo del proyecto era determinar la biodisponibilidad relativa de los oligoelementos y comprender qué tan baja podría ser la biodisponibilidad relativa de los óxidos de zinc dentro del animal. El ensayo encontró que, en comparación con la curva estándar de biodisponibilidad del sulfato de zinc, la biodisponibilidad relativa del óxido de zinc podría variar mucho. El rango de biodisponibilidad relativa encontrado para los diferentes suplementos de óxido de zinc examinados plantea dudas sobre la precisión con la que los nutricionistas pueden calcular la cantidad de metal disponible para uso animal.
En este estudio, tres ensayos analizaron el aumento de peso del ganado y la fuente de óxido de zinc, nuevamente en comparación con un análisis, o grado superior, fuente de zinc. El primer ensayo encontró un rango de biodisponibilidad en fuentes de óxido de zinc. El RBV para los minerales en el ensayo varió mucho:algunas fuentes de óxido de zinc tenían porcentajes de RBV del 41%, mientras que otros mostraron una biodisponibilidad de 89% o 97%. Similar, El segundo y tercer análisis establecieron una curva de regresión estándar relacionada con la ingesta de zinc suplementario y observaron diferentes formas de óxido de zinc, sulfato de zinc y zinc metálico. Si bien la biodisponibilidad relativa de algunas fuentes de óxido de zinc se acercó a los resultados encontrados con el sulfato de zinc, otros fueron mucho más bajos y cercanos a los resultados obtenidos con el uso de zinc metálico, que no se utiliza como suplemento en la alimentación animal. La variación general mostró productos que presentaban valores de biodisponibilidad relativa de 39% a 93%.
La forma en que se produce el óxido de zinc puede influir en gran medida en la biodisponibilidad del metal traza en el suplemento dentro del animal. El óxido de zinc producido mediante el proceso Waelz puede mostrar una gran variación en la biodisponibilidad relativa, lo que dificulta la formulación de una ración nutricionalmente completa. Según el estudio anterior, las fuentes de ZnO que presentan un menor RBV se originaron en el proceso de Waelz. Trouw Nutrition realizó un gran estudio con el Instituto PARC para analizar el uso de una selección de óxidos de zinc, de 18 proveedores diferentes en varios países diferentes y fabricados mediante múltiples procesos. En el juicio algunas fuentes de zinc tenían un RBV de menos del 40%, mientras que otros se acercaron al 60%. Sin embargo, Es probable que el óxido de zinc de mayor calidad sea más caro y tiende a usarse con más frecuencia en áreas como la industria farmacéutica que en los piensos.
Un equipo de investigación de la Universidad de Florida, exploró la solubilidad y el uso de minerales traza inorgánicos de zinc cuando se aplica con rumiantes. Los investigadores encontraron que el zinc a base de sulfato era soluble en una variedad de disolventes, sin embargo, el zinc a base de óxido no se disocia en agua, y solo se disocia parcialmente en tampones de pH muy inferior, como ácido cítrico al 2% y HCl 0,12 N. Al proporcionar oligoelementos al ganado, el momento de la entrega de minerales influye en la absorción. Si los minerales son solubles demasiado pronto, que es el caso de las fuentes de sulfato, no llegan completamente a los sitios de absorción, debido a numerosas interacciones con otros metales y antagonistas presentes en la digesta. Si no son lo suficientemente solubles, que es el caso de los óxidos, no son absorbibles por un animal cuando el metal alcanza los sitios de absorción en el intestino delgado en forma libre. Después de realizar una regresión lineal explorando la cantidad de zinc en los tejidos animales, Los investigadores encontraron que el óxido de zinc de grado alimenticio tenía una alta variación en el RBV en comparación con los sulfatos, en términos de cuánto estaba presente en diferentes órganos y tejidos como el riñón, páncreas e hígado.
Solubilidad y estabilidad del zinc
La investigación adicional se centró en la solubilidad de diferentes formas de minerales traza de zinc y si se disociaron en el tracto gastrointestinal, donde deberían ser absorbidos para ingresar al torrente sanguíneo. Investigadores de Trouw Nutrition Masterlab en los Países Bajos, examinó el óxido de zinc de diferentes proveedores y se produjo en varios países diferentes, y comparó los resultados de solubilidad con el mineral traza de hidroxicloruro Selko® IntelliBond® Z. Todos los minerales traza se expusieron a un tampón ácido de pH 2,0. Los investigadores encontraron que el 100% del mineral a base de hidroxicloruro era soluble en los primeros 20 minutos. Sin embargo, ninguno de los cuatro suplementos de óxido de zinc se disoció completamente cuando se expuso a un pH de 2. Dos tipos de aditivo de óxido de zinc alcanzaron una solubilidad máxima de 80 o 90% después de aproximadamente 2 horas. Las versiones adicionales del mineral traza a base de óxido examinado tardaron cuatro horas en hacer disponible aproximadamente el 60% del mineral. Esta falta de solubilidad tiene un impacto tremendo en la cantidad de zinc que puede absorber el animal.
Ensayos de óxido de zinc e IntelliBond
En una prueba de alimentación a mayor escala realizada en el Reino Unido, mirando el uso y la función de los oligoelementos, 1, 080 pollos de engorde machos recibieron una de dos dietas durante 35 días. La primera dieta incluía 15 ppm de sulfato de cobre y 80 ppm de óxido de zinc y la segunda dieta incluía 15 ppm de cobre de IntelliBond C y 80 ppm de zinc de IntelliBond Z. Las aves se pesaron los días 0, 10, 21, 28 y 35. Se recolectaron muestras de músculo y sangre el día 28 para verificar la expresión génica y los niveles de marcadores de respuesta al estrés presentes en el plasma sanguíneo. Las aves que recibieron la dieta con oligoelementos inorgánicos tuvieron un aumento de peso reducido, el consumo de alimento y el rendimiento general en comparación con los que reciben suplementos de minerales traza a base de hidroxicloruro. Adicionalmente, las aves que recibieron los minerales traza a base de hidroxi tenían cantidades reducidas de marcadores de estrés oxidativo en la sangre.
En la Universidad Texas A&M se llevó a cabo un segundo estudio sobre aves de corral en gallinas ponedoras. En el juicio 506 ponedoras recibieron una de dos dietas durante 51 semanas. Los tratamientos incluyeron una alimentación con 80 ppm de zinc y 60 ppm de manganeso de fuentes de óxidos, y una segunda dieta con 80 ppm de zinc y 60 ppm de manganeso, de IntelliBond Z e InteliBond M, respectivamente. Las ponedoras se evaluaron en función de la producción de huevos, conversión alimenticia de huevos, fuerza de la cáscara y espesor de la cáscara. Las capas tratadas con IntelliBond tenían una tasa de colocación más alta, mejoró la conversión alimenticia de huevos y produjo cáscaras de huevo más gruesas en comparación con las capas que reciben los minerales traza a base de óxido.
Adicionalmente, en un estudio canadiense que analizó la producción porcina, 400 cerdos recibieron una de dos dietas durante 56 días. Las dietas incluían 125 ppm de cobre de IntelliBond C y 125 ppm de zinc de óxido de zinc, o 125 ppm de cobre y 125 ppm de zinc, de IntelliBond C y Z. Los cerdos se pesaron al comienzo y al final de la prueba. Al final del período de alimentación, los cerdos que recibieron dietas basadas en IntelliBond eran más pesados y tenían una tasa de mortalidad ligeramente más baja que los cerdos suplementados con la combinación de IntelliBond C y ZnO. Similar, los cerdos que recibieron suplementos completos de IntelliBond experimentaron menos variación de peso en todo el grupo que los que recibieron la otra dieta.
Seleccionar oligoelementos para usar en alimentos
En general, el examen de las fuentes de minerales traza encontró que los diferentes tipos de óxido de zinc de grado alimenticio pueden variar en características químicas y físicas, al tiempo que proporciona distintos niveles de biodisponibilidad. Además, Los múltiples procesos y métodos utilizados para generar óxido de zinc hacen que la predicción de la cantidad de zinc metálico que estará disponible para el ganado sea menos precisa y más complicada. Algunos métodos de fabricación, como el proceso Waelz de uso común, parecen generar óxido de zinc con más variación y menor biodisponibilidad en comparación con el óxido de zinc fabricado de otras formas.
Cambiar el proveedor de un oligoelemento o el tipo de óxido de zinc utilizado en los piensos o premezclas podría influir en gran medida en el rendimiento y los resultados de los animales en función de la cantidad de variación entre los oligoelementos de óxido de zinc. Se ha descubierto que el intercambio de óxido de zinc por un oligoelemento de zinc hidroxicloruro mejora el rendimiento de los animales. El hidroxicloruro de zinc proporciona un forma predecible y biodisponible del oligoelemento que el óxido de zinc u otras formas de zinc inorgánico. Trouw Nutrition y los socios de investigación de la universidad han evaluado los oligoelementos de IntelliBond. La investigación sobre IntelliBond se refleja en más de 200 estudios, incluyendo pollos de engorde, lechones, finalizadores de crecimiento, pantorrillas, novillos y vacas lecheras.
“Las diferentes fuentes de óxido de zinc de grado alimenticio son bastante variables en calidad y apariencia, que incluye color y textura, también solubilidad, contenido de zinc, biodisponibilidad, impurezas y también procesar metales. El proceso de fabricación distinto y también el subproceso hace que la predicción de los resultados del óxido de zinc sea aún más compleja, ”Dice Davi Brito De Araujo, gerente del programa global de oligoelementos, Trouw Nutrition. “Reemplazar la cantidad de óxido de zinc con hidroxicloruro de zinc puede respaldar la garantía de calidad y también los resultados del desempeño animal. La investigación muestra que el hidroxicloruro de zinc ofrece mucha más estabilidad, la seguridad, biodisponibilidad, y resultados de rendimiento que el óxido de zinc y otras fuentes inorgánicas de zinc ".
