El fosfato inorgánico es una fuente estable de fósforo (P) en nutrición animal que proporciona un P de alta calidad. En cambio, el aporte de P de los cereales es bajo, variable y una gran parte no es digerible por los animales. Como se menciona en el estudio de Rostagno de 2017, no todos los materiales vegetales son iguales en cuanto a contenido de P y porcentaje de ácido fítico. Además, el P también fluctúa de una fuente a otra, y de la calidad de la tierra en la que se cultivó. El P de los fosfatos minerales depende menos de factores externos.
La mayoría de los fosfatos alimentarios se extrae de la roca fosfórica y se sintetiza artificialmente para que el P esté disponible para los animales. Estos fosfatos son constantes en su composición, bajos en impurezas y considerados por los científicos como la mejor fuente de P disponible para los animales. Es importante hacer un cálculo preciso de los niveles de P para satisfacer las necesidades nutricionales de los animales, tanto desde el punto de vista nutricional como medioambiental. En el mercado se utilizan diferentes fosfatos con distintas calidades. Una combinación de pruebas in vitro sencillas ayuda a evaluar rápidamente la calidad del producto en el laboratorio. La calidad puede diferir enormemente en la composición química (fuertemente correlacionada con la digestibilidad del P) y la pureza (contenido de elementos indeseables). Conocer la calidad de los productos y hacer la mejor elección para optimizar el suministro de P a los animales es un punto clave para los nutricionistas.
- Denominación de los fosfatos alimentarios: Relación Ca/P
Antes de comprobar la calidad, es importante comprender la denominación de un fosfato alimentario. Normalmente, un MCP contiene aproximadamente un 22,7% de P, un MDCP un 21% de P y un DCP un 18% de P. El contenido de calcio de los productos MCP y MDCP oscila entre el 15 y el 18 %, mientras que un producto DCP contiene alrededor de un 24% de calcio. Estos porcentajes pueden variar ligeramente en función de la calidad del ácido utilizado y del proceso de producción. Así, podemos observar una multitud de fosfatos en el mercado. El P no es el único parámetro para determinar el nombre. La relación Ca:P (figura 1) es una buena herramienta para clasificar e identificar rápidamente la naturaleza de un fosfato cálcico.
Figura 1: Relación Ca/P según el Reglamento (UE) nº 68/2013 de la Comisión
sobre el Catálogo de materias primas para piensos
- Pureza de los fosfatos alimentarios: sustancias indeseables
Algunos elementos, como los metales pesados, proceden de la roca a partir de la cual se produce el ácido fosfórico. Cuando se fabrican fosfatos para alimentación, es necesario utilizar ácido fosfórico desfluorado, para garantizar que los fosfatos tengan un bajo contenido en esos elementos indeseables. En la Unión Europea se han establecido niveles máximos de plomo, cadmio, mercurio, arsénico y flúor (tabla 1) en los piensos para animales, de acuerdo con la Directiva 2002/32/CE sobre sustancias indeseables en la alimentación animal en relación con un pienso con un contenido de humedad del 12 %. Es importante tener en cuenta esos niveles máximos de sustancias indeseables para mantener una fisiología animal sana.
Cuadro 1: Máximo de sustancias indeseables en términos de contaminantes inorgánicos en los fosfatos alimentación, expresados en mg/kg (ppm)
- Solubilidades de P in vitro: una herramienta práctica para comprobar la calidad de los fosfatos
Es importante comprender que los fosfatos comerciales para alimentación no son productos puros. Un fosfato de calcio se compone de 3 tipos de moléculas: MCP, DCP y TCP. Por lo tanto, puede existir bajo diferentes formas químicas dependiendo de la concentración de cada una de estas moléculas dentro del fosfato.
Como se explica en el “Documento de orientación sobre la identificación y la denominación de sustancias en REACH y CLP” de la ECHA, “una sustancia mono constituyente es una sustancia en la que un constituyente está presente en una concentración de al menos el 80% (p/p) y que contiene hasta un 20% (p/p) de impurezas”. También indica que “una sustancia mono constituyente se denomina según el constituyente principal”. Por ejemplo, en el registro REACH de MCP, ésta se considera un mono constituyente porque la molécula de MCP (Ca(H2PO4)2.H2O) es superior al 80%. Además, considera la molécula DCP (CaHPO4) como una impureza con una concentración máxima del 20% (p/p).
Aunque los análisis in vivo son esenciales para determinar con precisión la digestibilidad o disponibilidad de un fosfato, no pueden realizarse de forma rutinaria. Por eso, se recomienda realizar análisis in vitro rápidos para validar la calidad del fosfato utilizado en sus plantas.
Cauduro (2009) trabajó en varias pruebas in vitro para encontrar la más adecuada. Se probaron 8 métodos in vitro para analizar 6 fuentes de P cuya digestibilidad en cerdos se determinó mediante pruebas in vivo. Las correlaciones entre los métodos in vitro e in vivo se muestran en la Tabla 2. La prueba más adecuada para la detección rápida de fosfatos es la prueba de solubilidad en ácido cítrico al 2%, que Phosphea utiliza de forma rutinaria. Estos resultados confirman el valor de este método, desarrollado en los años sesenta por M. Gueguen, del INRAE, en rumiantes (figura 2). Esta prueba proporciona una indicación del nivel de disponibilidad de P.
Tabla 2 : Correlación entre la digestibilidad in vivo del P y los métodos de análisis in vitro. Cauduro, J 2009, In vitro testing of inorganic P sources for P availability in swine, Master Thesis, Applied Sciences, RMIT University
Figura 2: Correlación entre solubilidad del ácido cítrico, citrato alcalino de amonio citrato y el coeficiente de absorción real (Guéguen, 1975)
Por otro lado, la solubilidad del P en citrato de amonio alcalino apunta a la naturaleza química del producto y muestra la presencia de moléculas de TCP. El P que es soluble en más del 90% en ambas pruebas es de alta calidad nutricional (Guéguen, 1970). El INRAE ha determinado la relación entre el coeficiente de absorción real (CTA) de diferentes fosfatos y su solubilidad en ácido cítrico y citrato de amonio (figura 2). De sus resultados se desprende que el TAC de un fosfato aumenta linealmente en relación con su solubilidad en ambos medios.
La solubilidad en agua del P proporciona información sobre la composición molecular de los fosfatos. De hecho, la solubilidad en agua del P está positivamente correlacionada con el contenido de moléculas MCP en los fosfatos cálcicos y, por tanto, con la digestibilidad de los fosfatos alimentarios (NRC, 2011). Cuanto mayor sea la solubilidad, mayor será la digestibilidad (Figura 4). En la figura 3, se observa que el P no se absorbe de la misma manera según la forma en que se encuentre. Las pruebas in vivo demuestran que las moléculas MCP y DCP son mejor absorbidas por los animales monogástricos que la forma TCP, que es menos soluble (Cromwell 1989, Guéguen 1988).
Figura 3: Disponibilidad de moléculas MCP, DCP y TCP
La figura 4 presenta los resultados de los ensayos realizados por Phosphea. Se observa fácilmente la correlación entre la hidrosolubilidad del P y la digestibilidad del P:
Figura 4: Correlación entre la hidrosolubilidad del P y la digestibilidad del P con DCP como base 100 (basado en Bikker et al, 2016; Nilva Kazue Sakomura et al, 2016; Alini M VEIRA et al, 2016; Nguyen Van Nguyen et al, 2016; datos no publicados, Phosphea, 2023)
- CEFIC
Phosphea es miembro del Consejo Europeo de la Industria Química (CEFIC) y participa activamente en el Grupo IFP (fosfato inorgánico alimentario). En cuanto a la calidad de los fosfatos, el CEFIC recomienda que tanto la solubilidad del P en ácido cítrico como los valores de citrato de amonio alcalino sean superiores al 95% y que los fosfatos cumplan la normativa europea sobre metales pesados.
Los miembros del Grupo IFP participan de un ring test anual sobre fosfatos muestreados directamente en los emplazamientos de los productos por una empresa independiente. Las muestras anónimas son analizadas por el laboratorio de cada miembro. Esta prueba también es una oportunidad para verificar la precisión de nuestro laboratorio en relación con los siguientes parámetros: P, Ca, P solubilidad en ácido cítrico, solubilidad en citrato de amonio alcalino y metales pesados.
Los productores europeos de fosfatos inorgánicos agrupados en el Grupo Sectorial IFP pueden exhibir el siguiente logotipo que refleja su pertenencia al Grupo:
En conclusión, el P es un mineral clave y debe incluirse bienen las dietas animales. Por lo tanto, es esencial controlar la calidad de las fuentes comerciales de fosfato inorgánico a fin de obtener la cantidad correcta de P en la dieta animal. Los fosfatos alimentarios de Phosphea son analizados periódicamente mediante métodos de laboratorio normalizados para determinar el contenido en P y Ca, las solubilidades en ácido cítrico y en citrato de amonio, y el contenido en metales pesados. En el próximo boletín, describiremos los métodos de análisis de pruebas in vivo que permiten determinar con precisión la digestibilidad o disponibilidad de un fosfato.
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