Empleo de compuestos fenólicos del agua de vegetación de olivo en pollos de engorde: efectos sobre la microbiota intestinal y sobre la vida útil de los filetes de pechuga (parte 1)

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Resumen: El agua de olivo (OVW) es un subproducto con un notable impacto ambiental; sin embargo, sus polifenoles se pueden reutilizar de la fabricación de alimentos y piensos como ingredientes de alto valor con actividades antioxidantes/antimicrobianas. Se ha estudiado el efecto de la suplementación dietética con polifenoles OVW en la microbiota intestinal, la calidad de la canal y la pechuga, la vida útil y la oxidación de lípidos en pollos de engorde. Los pollitos fueron alimentados con dietas suplementadas con concentrado fenólico crudo (CPC) obtenido de OVW (220 y 440 mg/kg equivalente de fenoles) hasta alcanzar el tamaño comercial. La comunidad microbiana cloacal (secuenciación rRNA16S) fue monitoreada durante el período de crecimiento. Las mamas se sometieron a análisis microbiológicos dependientes e independientes del cultivo durante su vida útil. Se midió la composición, la concentración de ácidos grasos y la oxidación de lípidos de pechugas descongeladas crudas y cocidas. El rendimiento del crecimiento y la microbiota intestinal solo se vieron ligeramente afectados por los tratamientos dietéticos, mientras que la edad del animal influyó en la microbiota cloacal. Se encontró que la suplementación reduce la vida útil de los senos debido al crecimiento de los saboteadores. Composición química y lípidosoxidaciónno fueron afectados. La concentración de hidroxitirosol (HT) varió de 178,6 a 292,4 ug/kg en el músculo de la pechuga al comienzo del período de vida útil. La identificación de HT en la carne demuestra que la absorción y el metabolismo de estos compuestos se estaban produciendo de manera eficiente en los pollos.

Palabras clave:agua de vegetación de olivo; Compuestos fenólicos; pollos de engorde; microbiota intestinal; vida útil del pecho

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1. Introducción

La avicultura es un sistema de producción animal eficiente y sostenible. Los planes intensivos de selección durante los últimos cincuenta años nos han permitido obtener pollos que convierten el alimento en masa muscular con un alto nivel de eficiencia[1]. Sin embargo, al mismo tiempo, el crecimiento de la industria avícola y la difusión de los sistemas intensivos de cría han llevado a que los pollos de engorde estén expuestos a varios factores estresantes. Los factores estresantes pueden conducir a la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) que pueden dañar los componentes celulares como los lípidos, las proteínas y el ADN, lo que tiene consecuencias negativas para el crecimiento y la respuesta inmunitaria. Los animales están más expuestos a enfermedades y un aumento en la peroxidación de lípidos reduce la calidad de la carne [2]. La adición de antioxidantes, como los fenólicos, a las dietas de los pollos de engorde para reducir los efectos de los factores estresantes y estimular una respuesta inmunitaria se ha propuesto en varios estudios [3-5]. Los compuestos fenólicos son antioxidantes naturales y antimicrobianos derivados de diversos materiales vegetales |6l. La evidencia de su efecto beneficioso sobre la salud humana ha sido demostrada por varios estudios epidemiológicos [7,8], con las actividades de promoción de la salud de la dieta confirmadas por datos in vitro. Estos estudios han demostrado una asociación entre el consumo de alimentos ricos en compuestos fenólicos y un riesgo reducido de desarrollar varias enfermedades, incluidas enfermedades crónicas y cáncer [9-11].

Una de las peculiaridades de las aceitunas y productos derivados es la presencia defenoles hidrófilosresponsable de los aspectos sensoriales sino también de la actividad biológica. Los ácidos y alcoholes fenólicos, los flavonoides, los lignanos y los secoiridoides son algunas de las clases de compuestos fenólicos presentes en el aceite de oliva virgen. Los secoiridoides, presentes en la drupa del olivo en forma glucosídica, son interesantes por su bioactividad.

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Algunos compuestos, como la oleuropeína, la demetiloleuropeína y el verbascósido, están presentes en todo el fruto, aunque suelen ser más abundantes en la pulpa, mientras que la nuzhenida se encuentra únicamente en la semilla. La oleuropeína, aunque su concentración disminuye con la maduración, y la demetiloleuropeína es el compuesto fenólico más concentrado [12].

En el aceite de oliva virgen, los secoiridoides están presentes como derivados finales del aglicón: 3,4-DHPEA-EDA deoleuropeínay demetiloleuropeína y p-HPEA-EDA de ligstroside; además, la oleuropeína se caracteriza por un sabor amargo [13].

Es importante señalar que la producción de aceite de oliva genera subproductos contaminantes con actividad antimicrobiana y antioxidante (por ejemplo, Agua de Vegetación de Olivo, OVW); de hecho, alrededor del 90 por ciento de los compuestos fenólicos presentes en la aceituna se pierden con el agua que se desprende durante el prensado. Por lo tanto, aunque en diferentes concentraciones, en el OVW están presentes derivados aglicónicos similares a los del aceite como 3,4-DHPEA,p-HPEA, Verbascoside, 34-DHPE-EDA y p-HPEA -EDA [13].

Los compuestos fenólicos pueden recuperarse gracias a las tecnologías de membrana y podrían utilizarse en la producción de alimentos y piensos.

La composición cualitativa-cuantitativa de los fenoles presentes en el aceite de oliva virgen y en el OVW depende de numerosos factores como son los factores genéticos, agronómicos y la tecnología del proceso de extracción [14].

Los efectos de la adición de compuestos fenólicos de oliva a la dieta de las aves se han informado en varios estudios con efectos contrastantes sobre el rendimiento del crecimiento [15-19]. Los diferentes efectos observados podrían depender de la biodisponibilidad efectiva de las diferentes moléculas. En cuanto a la biodisponibilidad de los compuestos fenólicos, la microbiota intestinal ejerce un papel fundamental, como describen varios autores [20-22], que podrían operar en una relación recíproca. En primer lugar, la microbiota intestinal biotransforma los polifenoles de la dieta en sus metabolitos, aumentando su biodisponibilidad. En segundo lugar, a través de su actividad antioxidante y antimicrobiana, los fenoles modulan la composición de la comunidad microbiana intestinal, principalmente a través de la inhibición debacteria patogénicay la estimulación de bacterias beneficiosas. Por lo tanto, las interacciones de los compuestos fenólicos de la dieta y la microbiota intestinal pueden afectar la salud del huésped.

En este estudio, se investigaron los efectos de la suplementación dietética de pollos de engorde con compuestos fenólicos OVW sobre la composición de la microbiota intestinal, el rendimiento y la calidad de la canal y la vida útil de la carne de pechuga. Además, se estudió la actividad antioxidante del compuesto fenólico retenido en el tejido muscular en pechuga cruda y pechuga cocida descongelada.

2. Resultados y Discusión 2.1. Desempeño del Crecimiento

La Tabla 1 informa el desempeño productivo de los pollos de engorde antes del sacrificio. Los grupos no mostraron diferencias ni durante el primer período (misma dieta) ni después del tratamiento dietético experimental. La ganancia diaria de peso, el consumo diario de alimento y la tasa de conversión alimenticia fueron similares entre los pollos alimentados con las dietas LO, L1 y L2. No se observaron efectos del tratamiento dietético sobre el rendimiento del sacrificio o la calidad de la canal (Tabla 2). En la literatura, hay pocos datos disponibles sobre el uso de aguas de vegetación de olivo en la alimentación de pollos. Usando diferentes concentraciones de OVW en la dieta, la referencia [23] encontró un mayor peso vivo y de la canal de los pollos alimentados con compuestos fenólicos, pero ningún efecto dietético sobre el porcentaje de aderezo.

Fue reportado. Sin embargo, cabe señalar que el peso vivo al sacrificio de sus pollos fue aproximadamente la mitad del obtenido en el presente estudio. Otros autores han probado los efectos del aceite de oliva virgen extra [24] o la inclusión de pulpa de aceituna seca [25] destacando un efecto positivo de la integración dietética en el rendimiento de la crianza. Otros estudios han evaluado la suplementación con hojas de olivo ricas en oleuropeína [26] u hojas de olivo y orujo de aceituna [27] y no han encontrado efectos significativos sobre el rendimiento de la recría.

2.2. Concentración de fenol en la dieta y el músculo de la mama

Las concentraciones de fenoles en las dietas utilizadas en este estudio se muestran en la Tabla S2. Los valores reales de fenoles totales, 175,5 y 320,2 mg/kg para las dietas L1 y L2, respectivamente, fueron 20,2 por ciento y 27,2 por ciento inferiores a los teóricos indicados en el párrafo 2.2. La concentración de hidroxitirosol (HT) fue de 97 y 174,6 mg/kg para L1 y L2, respectivamente. En el músculo de la pechuga, entre los compuestos fenólicos de la dieta (Cuadro S2), solo se encontró HT (Cuadro 3). Su valor al inicio del período de vida útil (24 h) fue proporcional a la concentración de HT en el alimento. La absorción de tirosol (T) y HT en humanos depende de la dosis [28], mientras que en las aves de corral parece que no más del 10 por ciento de los fenoles se absorben en el intestino delgado [29]. Después de 10 días de almacenamiento a 4 ◦C, la concentración residual de HT en el músculo de la pechuga ya no era detectable en el grupo L1, mientras que en el grupo L2 era aproximadamente una cuarta parte de la concentración inicial. En una muestra del grupo de control, la concentración de HT medida fue de 78 µg/kg. Según de la Torre [30], la presencia de HT en los fluidos biológicos de voluntarios humanos, incluso después de varias horas de ayuno, es el resultado del metabolismo de la dopamina. Los estudios realizados en modelos animales han demostrado que, especialmente en presencia de alcohol, el metabolismo de la dopamina produce cantidades significativas de HT además del producto terminal habitual representado por el ácido 3,4-dihidroxifenilacético. Branciari et al. [31] evaluaron dietas para pollos con un contenido fenólico total (principalmente T y HT) que oscilaba entre 14 y 24 mg/kg (aproximadamente 12 veces menor que las utilizadas en el presente estudio). Los autores identificaron T, en lugar de HT, en muestras de músculo de la pechuga, en concentraciones que oscilaban entre 8 y 47 ug/kg. Esto fue de 5 a 33 veces menor que las concentraciones medidas en las muestras de mama del grupo L2 del presente estudio. Encontraron solo metabolitos de sulfato de HT en concentraciones menores en el tejido muscular.

2.3. Perfiles de microbiota intestinal

La composición de la microbiota intestinal se determinó a partir de hisopos cloacales recolectados de pollos de engorde durante el período de reproducción a los 23, 34 y 44 días de edad. El ADN se extrajo y se usó como plantilla para la preparación de la biblioteca de amplicón rRNA16S. Las bibliotecas se secuenciaron utilizando tecnología lumina (Illumina, San Diego, CA, EE. UU.). Se analizó la composición de la comunidad bacteriana intestinal para evaluar los efectos de la suplementación dietética con polifenoles OVW. El análisis multivariado demostró un efecto significativo de la edad de los animales sobre la composición de la comunidad bacteriana intestinal (p<0.001, r2="0.261)." on="" the="" contrary,="" the="" diets="" enriched="" with="" cpc="" seemed="" not="" to="" affect="" the="" gut="" microbiota.="" the="" substantial="" alterations="" of="" the="" microbiota="" related="" to="" the="" age="" of="" the="" animals="" have="" been="" widely="" reported="" in="" the="" literature="" [30-33].="" at="" 23="" days="" of="" age,="" the="" microbial="" community="" was="" dominated="" by="" proteobacteria="" (mostly="" by="" members="" of="" the="" enterobacteriaceae="" family);="" however,="" the="" concentration="" of="" these="" species="" reduced="" during="" the="" growth="" of="" the="" animals="" with="" concomitant="" increases="" in="" the="" firmicutes="" and="" bacteroidetes="" phyla="" (see="" figure="" 1a,="" b).="" the="" lactobacillaceae="" family="" and="" the="" ruminococcaceae="" and="" lachnospiraceae="" families="" (both="" belonging="" to="" the="" clostridia="" class)increased="" in="" concentration="" at34="" and="" 44="" days="" of="" age,="" respectively="" (figure="" 1b).="" the="" biodiversity="" (reported="" as="" the="" shannon="" alpha-diversity="" index)="" increased="" from="" 23="" to="" 34-44="" days="" of="" age(figure="" 1c).="" the="" expected="" modification="" of="" the="" microbiota="" composition="" linked="" to="" the="" administration="" of="" different="" diets="" was="" difficult="" to="" identify="" due="" to="" the="" wide="" intra-individual="" variability="" (related="" to="" the="" shorter="" gut="" tract="" and="" faster="" intestinal="" transit="" in="" poultry="" than="" in="" other="" food="" animals)="" and="" the="" consistent="" changes="" related="" to="" age="">

2.4 Vida útil sensorial, pH y pérdida por goteo

La figura 2A informa la evolución del SI durante el almacenamiento. Las pechugas mantuvieron sus puntajes de frescura hasta las 200 h de refrigeración. Después de este período, se observó un rápido decaimiento sensorial. Las muestras de las dietas L1 y L2 tuvieron una vida útil sensorial de 256-263h, ​​mientras que la mayoría de las pechugas de los animales que consumieron la dieta de control no superaron el umbral de demérito (SI=1.8) de 264 h. Las muestras con SI inferior a 1,8 se consideraron estropeadas.

Los análisis estadísticos revelaron que la suplementación con CPC solo afectó el índice sensorial a las 156 y 256 h (p<0.05). si="" suggested="" that="" the="" shelf-life="" behavior="" of="" samples="" differed,="" especially="" in="" the="" latest="" phase="" of="">

Dietary treatment did not affect the pH(p >0.05; Figura 2C) que, en cambio, se vio afectada por el tiempo de almacenamiento (p<0.001; figures="" s1="" and="" s2="" in="" supplementary="" materials).="" for="" the="" drip="" loss(figure="" 2b),="" in="" addition="" to="" time=""><0.001; figure="" s3),="" the="" effect="" of="" dietary="" treatment="" was="" also="" statistically="" significant=""><0.001)with l1="" having="" the="" lowest="" value="" (figure="" s4).="" branciariet="" al.="" [31]="" reported="" that="" the="" ph="" after="" 24="" h="" and="" drip="" loss="" of="" chicken="" meat="" was="" not="" affected="" by="" the="" diet="" integration="" with="" polyphenols="" derived="" from="" the="" semi-solid="" destoned="" olive="" cake.="" changes="" in="" the="" ph="" and="" drip="" loss="" during="" the="" storage="" period="" are="" common="" findings="" and="" are="" also="" affected="" by="" the="" type="" of="" packaging="">

2.5. Vida útil de filetes de pechuga determinada con métodos dependientes e independientes de la cultura

El efecto de la suplementación con CPC pareció afectar algunos objetivos microbianos (TVC; Pseudomonas, Shewanella y Enterobacteriaceae) pero solo después de 216 h de conservación (Tabla S3) Confirmando los resultados dependientes del cultivo, una comparación de los perfiles de la comunidad microbiana evaluados por La secuenciación del amplicón rRNA16S demostró un fuerte efecto del tiempo (p<0.001). during="" the="" shelf-life="" period,="" the="" biodiversity="" gradually="" reduced="" and="" the="" composition="" of="" the="" community="" was="" clearly="" modified="" (see="" figure="" s5a,b),="" with="" an="" increase="" in="" the="" relative="" abundance="" of="" proteobacteria="" and="" decreases="" in="" firmicutes="" and="" bacteroidetes(figure="" s5c).="" at="" 11="" days(264="" h="" of="" conservation),="" as="" for="" the="" cultural="" methods="" (see="" below),="" differentiation="" of="" the="" community="" depending="" on="" the="" presence="" of="" cpc="" was="" evident.="" the="" principal="" coordinate="" analysis="" (pcoa),="" presented="" in="" figure="" 3b,="" demonstrated="" this="" effect,="" and="" this="" was="" confirmed="" by="" the="" adonis="" multivariate=""><0.001). in="" terms="" of="" the="" composition="" of="" the="" community,="" the="" culture-independent="" analysis="" (resumed="" in="" the="" heat="" map="" presented="" in="" figure="" 3a)confirmed="" the="" presence="" of="" meat="" spoilers="" such="" as="" pseudomonas,="" acinetobacter,="" and="" shewanella,="" that="" progressively="" increased="" their="" presence="" in="" the="" community="" during="" the="" shelf-life="" period,="" while="" the="" concentration="" of="" bacteria="" from="" fecal="" contamination="" (fecalibacterium,="" coprococcus,="" and="" escherichia)="">

En general, las dietas L1 y L2 se asociaron con niveles más altos de Pseudomonas spp., un grupo específico de organismos de deterioro que están principalmente involucrados en la descomposición sensorial de la carne de aves [37].

Estos resultados concuerdan con los datos informados previamente sobre senos normales bajo refrigeración[38] con una carga microbiana ligeramente menor en la última parte del período de vida útil. Pocos trabajos han reportado los efectos de los fenoles resultantes de los productos de desecho de la industria del aceite de oliva en la dieta de los pollos de engorde [29]. Por lo tanto, rara vez se han investigado los efectos del extracto de aguas residuales del molino de aceitunas sobre la calidad microbiana y la vida útil de las pechugas de pollo. Los resultados informados sugieren un pequeño efecto de los fenoles retenidos dentro de la carne de pechuga, con un aumento en el crecimiento microbiano de los objetivos de deterioro durante el último período de conservación. Como se informó anteriormente en estudios in vitro, extractos similares muestran actividades antimicrobianas, especialmente en bacterias grampositivas [39]. Además, la suplementación con concentrado de aguas residuales de almazara parece reducir la incidencia de patógenos transmitidos por los alimentos, como Campylobacter spp., en las heces de los pollos de engorde [23]. Aquí, los fenoles retenidos en el interior de la mama podrían modificar el ambiente microbiano, favoreciendo la presencia de Shewanella y Pseudomonas. Sin embargo, se observaron impactos leves en los datos sensoriales durante el período de vida útil.

Los parámetros de crecimiento de TVC y Pseudomonas se informan en la Tabla 4. El crecimiento microbiano fue muy similar entre las dietas con una fase de retraso inicial para TVC durante los primeros 5-7 días de refrigeración. Debido a sus hábitos psicrotróficos, Pseudomonas spp. mostró un período de adaptación muy limitado (Lag time 0-4 días). El crecimiento microbiano, como lo demuestra el estancamiento de los parámetros, superó los umbrales de deterioro específicos sugeridos para las muestras de pechuga de pollo almacenadas en el aire [37]. Los parámetros de crecimiento permitieron estimar la vida útil de los microbios, que finalizó antes de la descomposición sensorial en todos los casos observados. Cuando la carga microbiana excedía los 7 log10 CFU/g, en particular para Pseudomonas spp., muchos mecanismos de deterioro, incluida la degradación de aminoácidos, el limo y la la formación de malos olores aumentó y hubo una disminución más rápida de los atributos sensoriales. Como se observó para el SI, la vida útil microbiana estimada fue mayor en la muestra que consumió la dieta de control. Si se considera a Pseudomonas como un marcador de deterioro específico, es posible suponer una vida útil de 9.5-días para las pechugas L1 y L2 en comparación con 11 días para las muestras de control (Tabla 4).

2.6. Composición próxima, pérdida por cocción y composición de ácidos grasos

El análisis de composición no mostró diferencias entre las muestras del grupo control y aquellas con dieta adicionada de CPC (Cuadro 5). El tratamiento de cocción provocó aumentos significativos de proteínas y grasas, que dependían del aumento general de la materia seca tras la pérdida de agua durante la cocción. Para los valores de materia seca, solo se mostró una diferencia significativa en la concentración de cenizas. No se observaron diferencias con respecto a la pérdida por cocción. Branciari et al.31] no encontraron diferencias en la composición proximal de pechugas descongeladas de pollos de engorde Ross 308 alimentados con dietas suplementadas con un orujo de oliva semisólido a 82,5 g/Kg y 165,0 g/Kg de dieta . Gianni et al. [40] alimentando a Ross 308 hasta 42 días con dietas experimentales suplementadas con mezcla de orégano (300 g/ton) más atapulgita (3 kg/ton) y con una mezcla de orégano y laurel (500 g/ton) no encontraron diferencias en composición próxima ya sea en la pechuga o en la carne del muslo. Starcevic et al. [41] al complementar los alimentos para pollos Ross 308 con timol (200 mg/kg), ácido tánico (5 g/kg) y ácido gálico (5 g/kg) hasta 35 días, se encontró un mayor contenido de grasa y un menor contenido de proteína en la carne de pechuga. del grupo de ácido tánico en comparación con el control. Al mismo tiempo, el consumo de alimento de los grupos experimentales fue mayor que el del grupo de control, lo que sugiere que la energía extra resultante podría haberse depositado como grasa en el tejido muscular. La adición de orujo de oliva seco fermentado o fermentado enzimáticamente a la dieta de los pollos de engorde (Ross 308) en tres niveles de inclusión (7,5, 15 y 30 por ciento) aumentó significativamente el contenido de proteína y disminuyó la grasa en el músculo de la pechuga de los grupos experimentales [42]. La Tabla 6 presenta los perfiles de ácidos grasos del músculo de la pechuga. No se mostró una variación significativa entre los grupos experimentales, excepto por porcentajes significativamente más altos de los dos ácidos grasos esenciales (C18:2 n6 y C18:3 n3) en pollos que consumieron la dieta L2.

Aunque sin significación estadística, la concentración de ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga mostró una tendencia opuesta, con valores que tendieron a ser más altos en el grupo control. La abundancia relativa de ácidos grasos esenciales (18:2 n6 y 18:3 n3) y sus derivados poliinsaturados de cadena larga (20:4 n6, 20:5 n3, 22:5 n3, 22:6 n3) depende también de la actividad de las enzimas tisulares con función desaturasa. Por lo tanto, la regulación de la actividad enzimática puede provocar una variación constante en la concentración de estos ácidos grasos en el hígado y otros tejidos periféricos. Los fenoles, y entre estos el hidroxitirosol, pueden, bajo ciertas condiciones, afectar el metabolismo de los lípidos también a través de la regulación de la actividad desaturasa. Valenzuela et al. [43] observaron que la suplementación dietética con 5 mg/día de hidroxitirosol en ratones no provocó cambios en el perfil de lípidos sanguíneos ni tisulares. La administración de una dieta alta en calorías provoca una disminución inmediata en la concentración hepática de n6-LCPUFA totales y n3-LCPUFA totales en ratones. Este efecto se reequilibra cuando a la dieta hipercalórica se le añaden 5 mg de hidroxitirosol. La HT, por tanto, parece tener un efecto normalizador de la actividad desaturasa (principalmente △-5 y A-6 desaturasa) en condiciones de estrés alimentario. Por el contrario, la sesamina (un fenol adscrito al grupo de los lignanos) ha mostrado una acción inhibidora sobre la △-5 desaturasa del hígado de rata [44]. Por tanto, en las condiciones experimentales del presente estudio es la ausencia de factores de estrés tanto alimentarios como ambientales, la integración de la dieta con un extracto rico en polifenoles no parece determinar cambios significativos en la actividad enzimática desaturasa y consecuentemente, en el perfil lipídico. del tejido muscular de la mama no se vio afectado.

Este artículo está extraído de Molecules 2021, 26, 4307. https://doi.org/10.3390/molecules26144307