Evaluación de la incorporación en la dieta animal (ingesta y metabolización) del propil propano tiosulfonato como aditivo natural derivado de aliáceas

Resumen

Resumen de la tesis (TESEO) Desde la década de los cincuenta, la adición de antibióticos en pequeñas dosis al pienso de los animales de abasto ha venido siendo una práctica habitual para mejorar las producciones. Los antibióticos promotores del crecimiento (APC) presentan beneficios tales como el aumento de la productividad, evitan pérdidas en el valor nutritivo del pienso, y contribuyen a la prevención de infecciones subclínicas y a reducir la mortalidad. Sin embargo, tras años de polémica y numerosos estudios, ha quedado demostrada la relación entre el consumo de APC y la presencia de residuos de los mismos en los tejidos y subproductos de los animales que los consumen, así como la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos tras periodos prolongados y continuados de ingesta. La presencia de estos residuos en productos alimenticios representa un peligro potencial para los consumidores, debido a la aparición de reacciones alérgicas y modificaciones en la flora intestinal. Este hecho añadido a la creciente preocupación por la transmisión y la proliferación de bacterias resistentes a través de la cadena alimentaria llevó a la prohibición del uso de APC en la Unión Europea (UE) desde el año 2006. Después de la prohibición de los APC, con la búsqueda de nuevas alternativas, el uso de productos como los probióticos, prebióticos, ácidos orgánicos, aceites esenciales y extractos vegetales ha aumentado de manera considerable. Dentro de los extractos vegetales, los procedentes del género Allium, principalmente del ajo (Allium Sativum) y de la cebolla (Allium Cepa) son tradicionalmente conocidos por sus propiedades curativas y antimicrobianas. Estos efectos beneficiosos están asociados a la presencia compuestos organosulfurados (fundamentalmente tiosulfinatos y tiosulfonatos) en los tejidos vegetales y que poseen carácter antimicrobiano, anti-inflamatorio, antioxidante, y antiparasitario. En los últimos años varios estudios se han centrado en la evaluación de las propiedades beneficiosas del propil propano tiosulfonato (PTSO) a nivel microbiológico. Los estudios realizados (in vivo e in vitro) demuestran que la inclusión de PTSO en la dieta supone importantes beneficios en la salud y bienestar animal. Sin embargo, dada la novedad de esta molécula, hasta ahora no se han realizado estudios de la presencia y acumulación de PTSO en los diferentes tejidos de los animales que lo consumen, ni en sus subproductos. La principal novedad de esta tesis, que ha permitido el estudio en profundidad del comportamiento del PTSO, ha sido la descripción por primera vez de la reacción entre el PTSO, y el grupo tiol (-SH) de la cisteína (CYS) y el glutatión (GSH), ambos presentes en la composición de los piensos y en los tejidos intra- y extra-celulares. Los productos resultantes de esta reacción son s-propil mercaptocisteína (CSSP) y s-propil mercaptoglutatión (GSSP), dependiendo que el PTSO haya reaccionado con CYS o con GSH. Este hecho ha sido determinante en el desarrollo de métodos para poder establecer un control de calidad adecuado para el PTSO como ingrediente de un pienso o bien para la determinación de residuos en alimentos procedentes de animales en cuya dieta has sido incorporado el PTSO. El PTSO se usa ampliamente como ingrediente natural en alimentación animal, añadido a los piensos junto con un agente vehiculizante, y su control de calidad es necesario para garantizar que su uso sea una alternativa eficaz a los APC. Este aspecto se ha abordado en los capítulos 1 y 2 de esta tesis, planteando diversos métodos analíticos usando cromatografía líquida para su control en piensos destinados a la alimentación de diversos tipos de animales. Las propiedades características del PTSO (olor y pungencia) podrían alterar los atributos sensoriales de los alimentos procedentes de los animales que lo han ingerido, lo que supondría un aspecto negativo que debería ser controlado con objeto de no modificar las características originales propias del producto. Sin embargo también debido a sus propiedades beneficiosas podría presentar ciertas ventajas en caso de animales productores de alimentos como la leche o los huevos. En este sentido, en el segundo bloque de esta tesis, se han llevado a cabo dos estudios con objeto de evaluar la influencia del uso del PTSO en piensos sobre tales productos, ampliamente consumidos por la población (capítulos 3 y 4). Para ello se ha planteado una metodología analítica para controlar el PTSO y sus derivados en leche y huevo. Igualmente se han llevado a cabo ensayos organolépticos para determinar la concentración de PTSO que no altera las características de la leche y se han llevado a cabo procedimientos para demostrar los beneficios de este producto en la salud de gallinas ponedoras y en la eficiencia de su producción. En el tercer bloque (capítulo 5) de esta tesis se estudia la biodisponibilidad de PTSO, libre y vehiculizado con diferentes agentes, tras su ingesta mediante la simulación del tracto gastrointestinal del cerdo, usando el simulador llamado SimuGIT, que reproduce las condiciones de la digestión en el estómago y el duodeno, conectado en serie a un reactor equipado con una membrana de microfiltración de cerámica que simula las condiciones y microvellosidades en el intestino. En este caso se han llevado a cabo análisis de los extractos en diferentes momentos de la digestión, mediante un procedimiento analítico adaptado al tipo de muestra. Finalmente, se ha estudiado el potencial del PTSO como inhibidor del crecimiento de hongos micotoxigénicos (capítulo 6). Estos hongos pueden generar como productos secundarios de su metabolitos compuestos denominados micotoxinas, altamente tóxicos. La presencia de micotoxinas en alimentos y piensos puede provocar efectos adversos en la salud humana y animal, ya que pueden causar cáncer y trastornos estrogénicos y mutagénicos, así como problemas, gastrointestinales y renales e incluso la muerte. La prevención es el mejor método para controlar la contaminación por hongos y micotoxinas, por lo que el uso de PTSO como agente inhibidor de cepas de hongos micotoxigénicos podría evitar importantes problemas de salud animal y humana. En este caso se ha aplicado un método analítico para la determinación conjunta de las micotoxinas más relevantes en los cultivos de hongos estudiados, en función del tipo de cepa, dosis de PTSO y tiempo, pudiéndose determinar la dosis letal del mismo. Así, el contenido de esta Tesis se ha estructurado en cuatro bloques, que incluyen los distintos capítulos: 1. Control de calidad del PTSO como aditivo en alimentación animal. Capítulo 1: Determinación mediante cromatografía líquida de alta resolución del derivado de aliáceas propil propano tiosulfonato, aditivo natural utilizado en alimentación animal. Capítulo 2: Desarrollo de un método rápido y simple para la determinación de propil propano tiosulfonato y sus derivados en piensos mediante UHPLC-ESI-MS/MS. 2. Influencia del PTSO en la salud animal y alimentos derivados. Capítulo 3: Extracto de cebolla como aditivo en alimentos para rumiantes: determinación de propil propano tiosulfonato como marcador de sus efectos sobre las propiedades sensoriales de la leche. Capítulo 4: Evaluación del uso de extracto de cebolla como suplemento alimenticio en avicultura: estudio de su influencia en la calidad del huevo y sobre la productividad y el estado de salud de gallinas ponedoras. 3. Determinación de la biodisponibilidad del PTSO tras su ingesta en cerdos mediante simulación dinámica del proceso digestivo porcino. Capítulo 5: Efectos de diferentes estrategias de vehiculación para el propil propano tiosulfonato durante la simulación dinámica del tracto gastrointestinal del cerdo. 4. Evaluación de la capacidad antifúngica del PTSO frente a hongos micotoxigénicos. Capítulo 6: Capacidad antifúngica del PTSO frente a cepas micotoxigénicas de Aspergillus parasiticus, Aspergillus flavus, Penicillium verrucosum y Fusarium graminearum.