Autor: Marcelo Hidalgo
Gerente Técnico DSM Conosur
La discusión técnica acerca de la suplementación vitamínica generalmente se centra en los niveles recomendados para los distintos estados fisiológicos de los animales. Si bien esto es un punto de partida relevante, hay aspectos que son menos discutidos y que son determinantes para cumplir los requerimientos nutricionales de cualquier especie animal. Aspectos de formulación de los principios activos, protección de la molécula, cálculo de potencias, mixibilidad, estabilidad térmica y otras propiedades industriales son necesarias para llegar a cumplir el objetivo nutricional.
Sustancia estándar
Las vitaminas no existen como tal, sino que en realidad existen compuestos con actividad de vitamina (actividad biológica). Para cada una pueden existir varias moléculas que presenten distinta potencia biológica de la vitamina que estemos analizando (vitameros).
Ejemplo Vitamina E | las siguientes sustancias tienen actividad de vitamina E:
– dl-α-tocoferol
– dl-α-tocoferil acetato (molécula estándar)
– d-β-tocoferol
– d-α-tocoferol
Para uniformar la base de comparación se ha definido una molécula patrón de actividad para cada vitamina (Tabla 1). Entonces, sustancias que presenten distinta actividad vitamínica, mediante un cálculo de equivalencia, se pueden expresar en la sustancia patrón de actividad universal. Esto nos permite de manera clara comparar la biopotencia de distintos compuestos dentro de cada familia de vitaminas.
Un punto relevante en este sentido a la hora de solicitar una premezcla vitamínica es entender los valores utilizados para realizar estos cálculos. Las conversiones deben utilizar los factores de conversión adecuados para comparar adecuadamente las formas comerciales en las que se encuentran las vitaminas. Si tomamos el caso de la Vitamina A (patrón actividad es el Retinol), tenemos al menos 2 presentaciones comerciales: Vitamina A palmitato y Vitamina A acetato. Ambas formas de la vitamina A (en forma de sales para estabilizar la actividad) tienen una potencia equivalente de Retinol muy distintas. Un cálculo incorrecto determinará aportes incorrectos en el diseño de la premezcla.
Características físicas de las vitaminas
Las vitaminas son compuestos que de manera natural son lábiles a las condiciones ambientales (luz, pH, humedad, calor), es por esta razón que muchas de las vitaminas son esterificadas para lograr formas químicas estables. Por ejemplo, el retinol (sustancia estándar de Vitamina A) se hace reaccionar con ácido acético para crear acetato de Retinol, esto confiere una estabilidad acorde a las necesidades de la cadena logística y de producción.
En otros casos la estabilidad de la vitamina se logra fosforilándola (ej: vitamina C monofosfato) para resistir a procesos térmicos de expansión o extrusión. Una tercera opción para mejorar la estabilidad es cristalizando la vitamina a su sal (ej: tiamina mononitrato).
Un paso posterior determinante en el proceso de elaboración de vitaminas de calidad es la formulación de estos principios activos. Una vez que se ha generado y estabilizado la molécula como tal, ésta debe ser formulada para lograr varios requisitos indispensables que aseguren su correcta dosificación, fluidez, dispersión y estabilidad en el tiempo. Existen distintas tecnologías disponibles para lograr este objetivo: adsorción, beadlet, tecnología cross link, spray dry, etc.
Cada vitamina según sus características específicas deberá ser sujeta a algunos de estos métodos de formulación. Esto para logar tamaños de partículas y flujos adecuados a los sistemas de dosificación, corregir electroestaticidad, generar producto libre de polvo, etc.
En el gráfico de más abajo, podemos ver la diferencia en estabilidad de la vitamina A (formulada correctamente vs. no formulada) en un premix de alta agresividad tanto en composición como en guarda. Es claro que las diferencias en estabilidad son importantes en ambos períodos de tiempo. Esto comprueba lo ya presentado en cuanto a que obtener la molécula de vitamina es uno de los tantos pasos necesarios para tener un producto que finalmente esté presente en el alimento de una forma estable.
Como se mencionaba anteriormente, dependiendo de la característica de la vitamina y la aplicación para la cual está siendo formulada, es que sería sometida a un proceso de específico para asegurar su actividad en el tiempo. Algunas de las opciones son:
Vitamina A formulada vs. no formulada
Adsorbato | el proceso de adsorción es aquel donde se adsorbe la vitamina en forma líquida en un carrier adecuado. Esto se puede hacer en el caso de ciertas vitaminas, cuando su forma estabilizada le permite resistir adecuadamente las condiciones de uso en este formato.
Spray Dry | en este proceso la vitamina se emulsiona en una matriz y se procede a la atomización mediante la aspersión. Después mediante aplicación de aire caliente se solidifican las partículas y se obtiene la presentación comercial.
Beadlets | en este proceso la forma vitamínica combinada con una matriz protectora se emulsiona y es atomizada para después, mediante inyección de aire frio y almidón se forme el producto comercial (perlas microencapsuladas).
Cross link | un proceso de protección adicional para el beadlet consiste en la tecnología cross link. Consiste en aplicar de forma controlada calor en el proceso de elaboración y formulación de beadlet, de manera tal que se generen puentes de conexión entre los componentes de la matriz y se incremente la estabilidad de la matriz, y por ende de sus componentes.
Cristal recubierto | para ciertas vitaminas es posible presentarlas comercialmente en la forma de cristal con un recubrimiento de etil celulosa.
Número de partícula y ausencia de polvo:
Una adecuada formulación de vitaminas resultará en un rango de tamaño de partícula (máximo y mínimo), que asegure una buena dispersión y distribución en la ración. El tamaño es un aspecto relevante, ya que determina en gran medida el número de partículas por gramos que tenga el producto. Esto es especialmente relevante en fases iniciales del ciclo productivo de los animales, donde el consumo es limitado. La formulación de vitaminas debe asegurar una distribución (número de partículas, flujo) adecuada para que se distribuya en pellets, extrusados o alimento en harina.
Es importante entonces trabajar con presentaciones comerciales que tengan espectros granulométricos adecuados, ya que esto influenciará la correcta mezcla y calidad del alimento suministrado a los animales.
Por otro lado, la formulación correcta de vitaminas deberá generar un producto con un tamaño mínimo de partícula para ser libre de polvo (< 20 micrones).
El polvo en los procesos productivos está asociado a pérdidas por manipulación y en el proceso industrial de elaboración de alimentos. Vitaminas con presencia de polvo se tienden a agregar con los líquidos adicionados a la formulación (aminoácidos, aceites, colina, etc).
Conclusión
Hemos revisado los principales aspectos en las tecnologías asociadas a la producción de vitaminas, todo parte con una molécula con actividad de vitamina y continúa con una serie de aspectos altamente tecnológicos de estabilización, formulación que le entregan una característica de flujo, resistencia a la temperatura, solubilidades deseadas, etc. Son todo este conjunto de procesos que diferencian la calidad de las vitaminas existentes en el mercado.
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