The
search for alternative foods through unconventional raw materials,
which largely allow import substitution, reduce competitiveness with
human food and preserve the environment, has been one of the objectives
set in Cuba for more than three decades. Royal palm, Roystonea regia
(Kunth) O. F. Cook, is the most abundant plant from Arecaceae family in
Cuba. Due to its properties, it has multiple uses: ornamental,
industrial, medicinal and nutritional. It is also a provider of
different products of economic importance, among which is royal palm
nut.
The chemical composition of this fruit makes
it to be considered as a good energy source, due to its high lipid
content and, to a lesser extent, to its high fiber content (Oliva et al. 2018).
Within its oil, oleic, lauric, palmitic and linoleic acids are
predominant, containing 8 and 18 carbon atoms, mainly responsible for
its energy source status. Royal palm nuts are one of the main
alternative energy foods available in Cuba, where it is popular as an
unconventional source of feed for pigs (Ly et al. 2017), but without concrete results in broilers.
As
a high lipid source, to be digested in the gastrointestinal tract of
broilers, royal palm nut needs lipolytic enzymes. Among them, pancreatic
lipase is one of the most studied. This enzyme can be used as a
digestion marker of this fraction. Therefore, the objective of this
study was to determine the enzymatic activity of pancreatic lipase in
broilers consuming Roystonea regia fruit meal in the ration.
An
amount of 40 male broilers, eight days old (HE21), housed in metal
cages, was used. Animals received experimental diets, from 8 d to 42 d.
These were formulated according to requirements established by NRC (1994)
for this category. Control consisted of a conventional soy bean-corn
diet. In the other three treatments, 5, 10 and 15 % royal palm nut meal
was included, so that the isoproteic and isoenergetic diets were
maintained for beginning, growth and finish periods. During all the
experimentation time, broilers had free access to water and food.
Royal
palm nut, in natura, was obtained from Mayabeque province. Drying
process consisted of detaching royal palm nuts manually, and then expose
them under the sun, spread on a drying plate, for five consecutive
days.
Dry material was stored in bags, indoors,
in buildings with adequate ventilation and low humidity level. Every
five days, it was ground with the rest of the components of grain and
cereal diet in the corresponding proportion, with the purpose of
extending the shelf life of royal palm nut meal that becomes rapidly
rancid, and decreases its biological quality and palatability (Oliva et al. 2018).
At
42 d of the experiment, ten broilers were weighed and slaughtered per
treatment, according to the jugular vein bleeding method. For this, the
traditional procedures (stunning, bleeding and evisceration) were
followed, exactly two hours and thirty minutes after the animals had
ingested food, with the purpose of taking pancreas samples and obtaining
the pancreatic homogenate. Immediately, pancreas was removed from each
broiler, and immersed in 4 mL/g of physiological saline, between 0 and 4
°C, for further transfer to the laboratory. The organs of three animals
were manually homogenized. They were centrifuged at 5,000 rpm. for 10
min at 4 °C in a Thermoscientific IEC CL31R refrigerated centrifuge. The
pellet was discarded and the supernatant was stored in small aliquots
at -80 °C.
Protein concentration was determined by the method of Bradford (1976)
on a UV-vis Rigol spectrophotometer, Ultra-3400 series. Concentrations
were calculated by interpolating absorbance values of samples in the
standard curve of bovine serum albumin (BSA) (0.01- 5 mg/mL). This was
standardized for all homogenates under study at 3mg/mL, for which the
corresponding dilutions were made in each case. All analyzes were
performed in triplicate.
To achieve maximum
reliability in enzymatic activity determination, the authors worked on
the linear range proposed for the enzyme, for which an incubation time
of five minutes was used (León et al. 2014). Lipase activity was determined by the method proposed by Tietz and Fiereck (1966).
The necessary volume of NaOH (50 mM) was determined, to neutralize
released fatty acids, after enzymatic degradation. The system was kept
under moderate agitation at 37 °C and 3 mL of olive oil were used as
substrate. Enzyme activity was expressed as mL of NaOH/min/mg of
protein.
For the statistical analysis of results,
a completely randomized design was used, with four treatments and three
repetitions (three pancreases each). Differences between means were
determined according to Duncan (1955) test in the necessary cases. Infostat (di Rienzo et al. 2012) statistical package was used.
Significant
effect of the inclusion of royal palm nut meal on the diet was
observed, specifically on the activity of pancreatic lipase enzyme in
broilers (figure 1). Treatment with the
inclusion of 15 % royal palm nut meal increased significantly enzyme
activity, compared to the rest of treatments. Treatments with 5 and 10 %
did not differ from each other. Control treatment showed the lowest
activity (P <0.05). This performance is probably associated with fat
content in the diet, since it is known that type, origin and level of
fat in the diet are important factors that affect secretion of lipolytic
enzymes by pancreas (Barberá 2016).
a,b,c Values with different letters show significant differences (P < 0.05) SE±121.86, P=0.0001.
Figure 1.
Enzymatic activity of pancreatic lipase in broilers consuming different levels of royal palm nut meal
According to Gonçalves et al. (2010),
nutritional factors, such as secondary metabolites, can also modify
pancreatic lipase activity. These authors stated that absence of
polymeric flavonoids of high molecular weight, which have been
attributed the action of inhibiting pancreatic lipase activity, when
exercising a specific interaction with the enzyme, are usually present
in fruits of intense colors such as grapes. Although royal palm nuts
show a blackish brown coloration, in the qualitative phytochemical
screening performed on the meal of this fruit, the presence of secondary
metabolites (Ly et al. 2017) was discarded, which would explain the results.
Barberá (2016) showed that changes in
diet composition, involving different sources of lipids and fatty acids,
can cause changes in lipase enzyme activity. While it is important to
consider that pancreatic secretions respond to a food stimulus, the
activity of these enzymes, once they enter the intestinal mucosa, can
also be affected in broilers (León et al. 2014), as observed in the present study.
Increased
activity of pancreatic lipase could increase lipid digestion, which may
be beneficial for the animal, since it is known that these biomolecules
perform several important biological functions in the body. It can be
mentioned that, among these functions, they constitute structural
components of membranes, as well as transportation means and storage of
catabolic fuel. They also serve as a protective covering on cell
surface, which is related to cell-cell recognition, species specificity
and tissue immunity. They also have an intense biological activity,
since some vitamins (A, B, D, E and K) and hormones are among them.
It
is concluded that the inclusion of royal palm nut meal in diets for
broilers increases the activity of pancreatic lipase enzyme, which makes
it possible to digest lipids in the gastrointestinal tract.
La
búsqueda de alimentos alternativos mediante materias primas no
convencionales, que permitan en gran medida sustituir las importaciones,
reducir la competitividad con la alimentación humana y preservar el
medio ambiente, ha sido uno de los objetivos trazados en Cuba desde hace
más de tres décadas. La palma real, Roystonea regia (Kunth) O.F.
Cook, es la planta de la familia Arecaceae más abundante en Cuba. Por
sus propiedades, tiene múltiples usos: ornamentales, industriales,
medicinales y nutricionales. Es además, proveedora de distintos
productos de trascendencia económica, entre los que se encuentra el
palmiche.
La composición química de este fruto
hace que se considere una buena fuente de energía, debido a su alto
contenido de lípidos y, en menor medida, a su elevado contenido de fibra
(Oliva et al. 2018). Predominan en
su aceite los ácidos oleico, láurico, palmítico y linoleico, que
contienen 8 y 18 átomos de carbono, responsables principales de su
condición de fuente energética. El palmiche es uno de los principales
alimentos energéticos alternativos que están disponibles en Cuba, donde
es de popularidad como fuente no convencional de alimentación para el
ganado porcino (Ly et al. 2017), pero sin resultados concretos en las aves.
Como
fuente alta en lípidos, para ser digerida en el tracto gastrointestinal
de las aves, el palmiche necesita de enzimas lipolíticas. Entre ellas,
la lipasa pancreática es una de las más estudiadas. Esta enzima se puede
utilizar como marcador de la digestión de esta fracción. Por ello, el
objetivo de este estudio fue determinar la actividad enzimática de la
lipasa pancreática en pollos de ceba que consumen harina de frutos de Roystonea regia en la ración.
Se
utilizaron 40 pollos de ceba machos, de ocho días de edad (HE21),
alojados en jaulas metálicas. Los animales se sometieron a las dietas
experimentales, desde los 8 d hasta los 42. Estas se formularon según
los requerimientos establecidos por la NRC (1994)
para esta categoría de aves. El control consistió en una dieta
convencional soya-maíz. En los otros tres tratamientos se incluyó 5, 10 y
15 % de harina de palmiche, de manera que se mantuvieron las dietas
isoproteicas e isoenergéticas para los períodos de inicio, crecimiento y
acabado. Durante todo el tiempo de experimentación, los pollos tuvieron
libre acceso al agua y al alimento.
El palmiche,
in natura, se obtuvo de la provincia Mayabeque. El proceso de secado
consistió en desprender las semillas de palmiche de forma manual, y
luego se expusieron al sol extendidas en un plato de secado, durante
cinco días consecutivos.
El material seco se
almacenó en sacos, bajo techo, en naves con adecuada ventilación y bajo
nivel de humedad. Cada cinco días se molió con el resto de los
componentes de la dieta de granos y cereales en la proporción
correspondiente, con el propósito de alargar la vida útil de la harina
de palmiche que se enrancia con rapidez, y disminuye su calidad
biológica y palatabilidad (Oliva et al. 2018).
A
los 42 d del experimento, se pesaron y sacrificaron diez pollos por
tratamiento, según el método de desangrado de la vena yugular. Para ello
se siguieron los procedimientos tradicionales (aturdimiento, desangrado
y eviscerado), exactamente dos horas y treinta minutos después de que
los animales hubiesen ingerido alimento, con el propósito de tomar las
muestras del páncreas y obtener el homogenado pancreático.
Inmediatamente, a cada pollo se le extrajo el páncreas, y se sumergió en
4 mL/g de solución salina fisiológica, entre 0 y 4 ºC, para su traslado
al laboratorio. Los órganos de tres animales se homogeneizaron
manualmente. Se centrifugaron a 5000 r.p.m. durante 10 min a 4 ºC en una
centrifuga refrigerada marca Thermoscientific IEC CL31R. Se descartó el
pellet y se almacenó el sobrenadante en pequeñas alícuotas a -80 °C.
La concentración de proteínas se determinó mediante el método de Bradford (1976)
en un espectrofotómetro UV-vis Rigol, serie Ultra-3400. El cálculo de
las concentraciones se realizó mediante la interpolación de los valores
de absorbancia de las muestras en la curva estándar de seroalbumina
bovina (BSA) (0.01-5 mg/mL). Esta se estandarizó para todos los
homogenados en estudio a 3 mg/mL, para lo que se realizaron las
diluciones correspondientes en cada caso. Todos los análisis se
realizaron por triplicado.
Para lograr la máxima
fiabilidad en la determinación de la actividad enzimática, se trabajó en
el rango lineal propuesto para la enzima, para lo que se utilizó un
tiempo de incubación de cinco minutos (León et al. 2014). La actividad de la lipasa se determinó mediante el método propuesto por Tietz y Fiereck (1966).
Se determinó el volumen necesario de NaOH (50 mM) para neutralizar los
ácidos grasos liberados, luego de la degradación enzimática. El sistema
se mantuvo en agitación moderada a 37 °C y se emplearon 3 mL de aceite
de oliva como sustrato. La actividad de la enzima se expresó como mL de
NaOH/min/mg de proteína.
Para el análisis
estadístico de los resultados, se utilizó un diseño completamente
aleatorizado, con cuatro tratamientos y tres repeticiones (tres páncreas
cada uno). Las diferencias entre las medias se determinaron según Duncan (1955) en los casos necesarios. El paquete estadístico que se utilizó fue Infostat (Di Rienzo et al. 2012).
Se
observó efecto significativo de la inclusión de la harina de palmiche
en la dieta, específicamente en la actividad de la enzima lipasa
pancreática en pollos de ceba (figura 1). El
tratamiento con la inclusión de 15 % de harina de palmiche aumentó la
actividad de la enzima de forma significativa con respecto al resto de
los tratamientos. Los tratamientos con 5 y 10 % no difirieron entre sí.
El control fue el tratamiento que mostró la menor actividad (P<0.05).
Este comportamiento probablemente esté asociado con el contenido de
grasa en la dieta, pues se conoce que el tipo, origen y nivel de grasa
en la dieta son factores importantes que afectan la secreción de enzimas
lipolíticas por el páncreas (Barberá 2016).
a,b,c Values with different letters show significant differences (P < 0.05) SE±121.86, P=0.0001.
Figure 1.
Enzymatic activity of pancreatic lipase in broilers consuming different levels of royal palm nut meal
Según Gonçalves et al. (2010),
factores nutricionales como los metabolitos secundarios, también pueden
modificar la actividad de la lipasa pancreática. Estos autores
plantearon que la ausencia de flavonoides poliméricos de alto peso
molecular, a los que se les ha atribuido la acción de inhibir la
actividad de la lipasa pancreática, al ejercer una interacción
específica con la enzima, suelen estar presentes en frutos de colores
intensos como la uva. Aunque el fruto del palmiche presenta coloración
pardo negruzca, en el tamizaje fitoquímico cualitativo realizado a la
harina de este fruto, se descartó la presencia de metabolitos
secundarios (Ly et al. 2017), lo que explicaría el resultado que se obtuvo.
Barberá (2016) demostró que los cambios
en la composición de la dieta, que involucren diferentes fuentes de
lípidos y ácidos grasos, pueden provocar modificaciones en la actividad
de la enzima lipasa. Si bien es importante considerar que las
secreciones pancreáticas responden a un estímulo alimentario, la
actividad de estas enzimas, una vez que ingresan a la mucosa intestinal,
también se puede afectar en pollos de engorde (León et al. 2014), como se observó en el presente estudio.
El
incremento de la actividad de la lipasa pancreática pudiera aumentar la
digestión de los lípidos, lo que puede ser beneficioso para el animal,
ya que se conoce que estas biomoléculas desempeñan diversas funciones
biológicas importantes en el organismo. Entre ellas se puede referir que
constituyen componentes estructurales de las membranas, así como formas
de transporte y almacenamiento del combustible catabólico. Se
desempeñan además, como cubierta protectora sobre la superficie celular,
lo que se relaciona con el reconocimiento célula-célula, la
especificidad de especie y la inmunidad de los tejidos. Poseen también
una intensa actividad biológica, ya que se encuentran entre ellas
algunas vitaminas (A, B, D, E y K) y hormonas.
Se
concluye que la inclusión de harina de frutos de palmiche en dietas
para pollos de ceba aumenta la actividad de la enzima lipasa
pancreática, la cual hace posible que se digieran los lípidos en el
tracto gastrointestinal.