impacto del mejoramiento genético sobre la producción...

Universidad de Puerto RicoRecinto Universitario de MayagüezColegio de Ciencias Agrícolas

Impacto del Mejoramiento Genético sobre la Producción, Procesamiento

y Calidad de Carne de Aves

Héctor L. Santiago-AnadónInvestigador Auxiliar

Introducción

• Industria Avícola• Compañías Primarias de Crianza• Existen desde los años 40 pero no es hasta

los años 50 que su objetivo principal es la selección genética

• Desarrollado líneas comerciales• Rápido crecimiento• Rendimiento de carne blanca

Introducción

• La selección genética es la aplicación de principios:– Biológicos– Económicos– Matemáticos

• Con el fin de encontrar estrategias óptimas para aprovechar la variación genética y obtener ganancias genéticas rápidas en el producto final

• Esto incluye la:Evaluación genéticaDisminuir el intervalo entre generacionesMaximizar la intensidad de selecciónDifusión de material genético seleccionadoUtilización de técnicas moleculares y tecnologías reproductivasUtilización de rasgos que son altamente heredables

Heredabilidad (h2) de parámetros productivos

Parámetro h2

Peso Corporal .41

Peso Carne de Pechuga .51

Rendimiento de carne de pechuga .63

Peso grasa abdominal .52

Porcentaje de grasa abdominal .57

Promedio .53

Características de importancia

Líneas de ♂Razón de crecimientoGanancia en pesoRendimiento de carne comestibleConversión alimenticiaFertilidad

1.0% superior

Líneas de ♀Razón de crecimientoRendimiento de carne comestibleProducción de huevosTamaño de huevoConversión alimenticia

10% superior

• La selección genética para características de importancia económica:• Considerables cambios genéticos

• Mejorado desempeño productivo• Razón de crecimiento• Conversión alimenticia • Edad de matanza• Mortalidad

• Conformación de carcasa• Calidad carcasa • Rendimiento de carne

Curvas de crecimiento típicas de parrilleros 1925 -1990

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 2 5 9 12 16 20 24

Edad (Semanas)

Pes

o vi

vo p

rom

edio

(g)

1925 1950 1975 1990

Anthony (1998)

• Esto se ha logrado gracias a mejoras significativas en el manejo, prevención de enfermedades y nutrición

• Sin embargo, cerca del 90% de los cambios fenotípicos han sido resultado del mejoramiento genético

• La contribución de éste al crecimiento y éxito de la industria de parrilleros fue publicado por Havenstein et al. (1994)

Curvas de crecimiento en líneas de parrilleros de 1957 - 1991

0

1

2

3

4

5

21 42 56 70 84Edad (d)

Pes

o co

rpor

al (k

g)

1957 1991

Havenstein et al. (1994)

Conversión alimenticia acumulativa en líneas de parrilleros de 1957 - 1991

0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.50

21 42 56 70 84

Edad (d)

Con

vers

ión

alim

entic

ia

1957 1991

Havenstein et al. (1994)

Rendimiento promedio de carne blanca en líneas de parrilleros de 1957 - 1991

101112131415161718

43 57 71 84

Edad (d)

Car

ne b

lanc

a (%

)

1957 1991

Havenstein et al. (1994)

3.85%

Peso vivo promedio de pollos parrilleros 1925 - 2004

0

1

2

3

4

5

6

Pes

o vi

vo (l

bs)

1925 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000Año

National Chicken Council (2004)

Edad de matanza promedio de pollos parrilleros 1925 - 2004

0

20

40

60

80

100

120

Edad

de

mer

cado

(d)

1925 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2004Año

National Chicken Council (2004)

Conversión alimenticia promedio de pollos parrilleros 1925 - 2004

0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.00

Con

vers

ión

alim

entic

ia

(lbs

alim

ento

/ lb

pes

o vi

vo)

1925 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2004Año

National Chicken Council (2004)

Producción de pollo listopara cocinar 1925 - 2004

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

Mill

ones

de

libra

s

1955 1965 1975 1985 1995 2004Año

National Chicken Council (2004)

Mortalidad promedio de pollos parrilleros 1925 - 2004

0.002.004.006.008.00

10.0012.0014.0016.0018.00

(%)

1925 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2004Año

National Chicken Council (2004)

Cambios durante la última década

Mayor presión de selección para:Masa muscularCarne blancaRendimiento de pechuga

Cambios debido a:Cambios en el mercado

Productos de valor añadidoProcesamiento ulteriorAlta demanda de carne blancaMayor valor de carne blanca

Mercadeo de pollos parrilleros desde el 1962 al 2004

0

20

40

60

80

10019

6219

6519

6819

7119

7419

7719

8019

8319

8619

8819

9219

9519

9820

0120

04

Año

(%)

Entero Partes Procesado

National Chicken Council (2004)

Cambios en el mercadeo de carne de pollo durante la última década

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1995 1997 1999 2001 2003Año

Comida rápida Detal Deshuese

National Chicken Council (2004)

• Desafortunadamente, junto a estos avances en el de desempeño productivo han surgido problemas tales como:

– Disfunciones reproductivas y fisiológicas– Excesiva deposición de grasa– Problemas esqueletales– Pobre sobrevivencia– Aumento en susceptibilidad a estrés– Disminución en la función inmune – Ascitis– Síndrome de muerte súbita

• La más reciente serie de problemas están asociados:– Anormalidades del músculo– Defectos en la calidad de la carne

• Problema y una preocupación en la industria avícola

• Compañías Genéticas• Surgimiento e incidencia• Asociada al mejoramiento genético

– Carne pálida suave y exudada (PSE)– Miopatía del músculo pectoral

profundo

Wilson et al., (1990)“La selección a largo plazo para características

como aumento en peso corporal y masa muscular llevaría eventualmente a músculos

que exceden límites metabólicos o anatómicos llevando eventualmente a

anormalidades del músculo”

Carne PSE

• Esta condición afecta negativamente las propiedades mecánicas de la carne

• Es inapropiada para la manufactura de productos procesados

• Filete de pechuga– Color pálido– Pérdida de agua– Capacidad de retención de agua– Capacidad de formar emulsiones

PSE – Posibles Factores y Causas

• Al presente, se desconocen la mayoría de los factores y/o causas que precipitan esta condición en aves

• Científicos sugieren varias implicaciones genéticas que predisponen a las aves a presentar esta condición

• Similar entre cerdos y aves• Selección intensa para una mayor

producción• Defectos genéticos en el canal liberador de

Ca (Solomon et al.,1997)

• Inducción de PSE– Halothane & succinylcholine

• Última causa• No existe suficiente evidencia para apoyar o

contradecir que una alteración genética similar ha ocurrido en las aves

PSE - Causa Inmediata

• Susceptibilidad a estrés pre-matanza• Metabolismo acelerado PM • Rápido establecimiento del rigor mortis• Bajo pH del músculo• Alta T° del músculo• Desnaturalización de las proteínas• Disminución funcionalidad de las proteínas

del músculo

Apariencia de filetes de pechuga de pollo PSE vs Normal

Apariencia de ténders de pechuga de pollo PSE vs Normal

Problemas asociados a carne PSE

• Venta al detal– Percepción de calidad– Satisfacción del consumidor – Mercadeo

• Procesamiento ulterior• Manufactura de productos procesados y de

valor añadido• Pobre calidad de procesamiento• Rendimiento de procesado y rentabilidad• Capacidad de retención de agua• Encogido debido a la pérdida de agua• Pérdida excesiva por cocción• Disminución en la jugosidad• Disminución en terneza del producto

Problemas asociados a carne PSE

• Productos elaborados con este tipo de carne requieren ser reempacados– Debido al exudado excesivo– Aumentando los costos de material de

empaque y labor• Para el 1997,esta condición resultó en una

pérdida de aproximadamente $100 millones en la industria de pavos en los Estados Unidos.

• Al presente, hay poca información respecto a la contribución de la heredabilidad a la magnitud de PSE en diferentes parvadas de parrilleros

• Examinar los factores que contribuyen al problema de carne PSE incluyendo los factores genéticos

• En cerdos, se ha encontrado que el problema es hereditario y asociado al gen de halotano

Diferencias en la disminución del pHdel filete de pechuga postmortem

• Schreurs et al. (1995) – Estirpes de parrilleros vs White leghorns

• Sante et al. (1995)– Razas de pavos crecimiento lento vs rápido

• Gardzielewska et al. (1995)– 5 estirpes comerciales de parrilleros

• Berri et al. (2001)– Parrilleros seccionados vs no seleccionados

Intensidad de color (Luminosidad)

• Selección comercial– Patos (Baeza et al., 1997)– Parrilleros (Le Bihan Duval et al., 1999,

2001; Berri et al., 2001)– Pavos (Sante et al., 1991)

• Berri et al. (2001)– Diferencias en intensidad de color– Reducción en contenido de pigmentos en

músculos de la pechuga

Valores de pH (.25 h PM) en diferentes estirpes de pollos de engorde

5.95

6.00

6.05

6.10

6.15

6.20

6.25

pH

Astra AA Hybro Lohmann R208

Estirpe

a

b

ac

bc

a

Gardzielewska et al. (1995)

Frecuencia de rangos de pH en diferentes estirpes de parrilleros

01020304050607080

(%)

<5.7 5.80 5.9-6.2 6.30 >6.4Rango de pH

Astra AA Hybro Lohmann R208

Gardzielewska et al. (1995)

Cambios en pH del filete a .25, 4 y 24 h PM de tres estirpes de parrilleros

5.705.755.805.855.905.956.006.056.106.15

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tiempo postmortem (h)

pH

A B C

Santiago et al. (2002)

Cambios en pH del ténder a 4 y 24 h PM de tres estirpes de parrilleros

5.95

6.00

6.05

6.10

6.15

6.20

6.25

0 5 10 15 20 25

Tiempo postmortem (h)

pHA B C

Santiago et al. (2002)

Rendimiento de filete de pechuga en diferentes estirpes de parrilleros

18.00

18.50

19.00

19.50

20.00

20.50

21.00

21.50

Ren

dim

ient

o de

file

te d

e pe

chug

a (%

)

AA R308 Cobb R508 HiY RTP7Estirpe

aa

ab

b

ab

b

Santiago et al. (2002)

Heredabilidad (h2) de parámetros de calidad de carne

Parámetro h2

pH 24 h 0.49

L 0.75

a 0.81

b 0.64

Promedio 0.67

Le-Bihan Duval et al. (1999)

Correlaciones genéticas entre parámetros productivos y de calidad de carne

L* a* b* PC PCP RCP

pH -0.65 0.11 -0.11 0.08 -0.02 -0.12

L* -0.45 0.06 0.51 0.37 0.07

a* 0.72 -0.25 -0.48 -0.51

b* 0.11 -0.18 -0.44

PC 0.77 0.16

Le-Bihan Duval et al. (1999)

• Los filetes deshuesados de pollo comercial han variado considerablemente en apariencia en cuanto a luminosidad.

• La medición de la luminosidad o valor L predice condiciones similares al PSE y se consideran desfavorables valores mayores de 49 que emplean la escala de CIELAB.

Medidas de calidad de carneFiletes de pechuga de parrilleros

Medida Normal PSE

L* (3h) 48.15 b 58.12 a

L* (24 h) 49.44 b 58.22 a

pH 6.13 a 5.72 b

HumedadExpresable

23.50 a 28.80 b

Pérdida de agua 6.83 b 8.48 a

Woelfel et al. (1998)

Miopatía del músculo pectoral profundo

• Enfermedad del músculo verde• Anormalidad del músculo supracoide• Suceptibidad

– Reproductoras de pavos y parrilleros– Aves adultas– 15 - 43%– Parrilleros de 7-semanas de edad

Genética

• Resultado directo de la selección genética– Aumento musculatura– Carne de pechuga

• Pavos– Pavos silvestres y estirpes viejas de pavos– No ocurre naturalmente o después de ser

inducido experimentalmente• Parrilleros

– No existe evidencia de su incidencia en estirpes comerciales de hace 15 a 20 años

Causa

• Isquemia• Ejercicio • Aumento en el tamaño del músculo• Compartimiento Osteofascial• Aumento en la presión interna• Ocluye las arterias pectorales • Corta la circulación al músculo• Resultando en isquemia, necrosis, y

muerte muscular

Enfermedad del Músculo Verde

Enfermedad del Músculo Verde

Enfermedad del Músculo Verde

Enfermedad del Músculo Verde

• Problema de necrosis del músculo menor asociado al suministro vascular

• El manejo que aumenta el aleteo de las aves provoca que se incremente el problema

Aumento en el peso del P. Minor 1h luego de estimulación unilateral del nervio pectoral

0

20

40

60

80

Pes

o de

l mús

culo

(g)

Broiler Breeder Light Weight

Control Estimulado

Martindale et al. (1979)

Porcentaje del aumento en el músculo

20.8

22.4

20.00

20.50

21.00

21.50

22.00

22.50A

umen

to d

el m

úscu

lo (%

)

Broiler Breeder Light Weight

Martindale et al. (1979)

Cambios en presión “Subfascial” en el músculo P. minor luego de estimulación eléctrica

Light-weightBroiler breeder

Martindale et al. (1979)

Angiograma arterial de músculos normales y necróticos de pavos

Siller and Wight (1979)

• En estirpes de alto PC, no hay espacio suficiente para acomodar el aumento normal en el tamaño del músculo

• En estirpes de bajo PC, a pesar que un aumento similar en el tamaño del músculo ocurre, el compartimiento es suficientemente grande para acomodar el músculo.

• Se desconoce porque el compartimiento osteofascial no se ha agrandado lo suficiente en estirpes de alto PC.

Incidencia de la enfermedad de músculo verde en líneas de parrilleros

0

2

4

6

8

10

12

14

Inci

denc

ia (%

)

AA Cobb R308 R508 HIY RTP7

Santiago et al. (2002)

Implicaciones

• La selección genética para rasgos de importancia económica se espera que continúe en el futuro

• Anormalidades del músculo y problemas con la calidad de la carne se harán más evidentes

• Los problemas discutidos indican que si la selección para crecimiento rápido continúa sin modificación es probable que aumenten los problemas del músculo

Implicaciones

• Un buen enfoque sería el seleccionar aves con buena circulación en el músculo

• Es por esto, que esquemas de selección que consideren las alteraciones bioquímicas y morfológicas que resultan del mejoramiento genético podrían ser beneficiosas

• Tal programa de apareamiento puede mejorar la estructura del músculo y disminuir o prevenir potencialmente anormalidades del músculo

Implicaciones

• Desafortunadamente, las prácticas de selección están enfocadas hacia crecimiento y rendimiento

• La adición de otra característica puede reducir el progreso genético de otras características deseadas