11/09/2014 Digestibilidad de los alimentos para rumiantes Cecilia Cajarville Curso de Nutrición Animal 2014 Aron Bondi Nutrición Animal McDonald, Edwards, Greenhalgh Nutrición Animal Maynard Loosli Nurtición Animal www.fvet.edu.uy 1 11/09/2014 Digestibilidad Concepto y definiciones Determinación de la digestibilidad in vivo Digestibilidad real Factores que afectan la digestibilidad Otros métodos para estimar la digestibilidad Uso de marcadores Métodos in vitro Degradabilidad ruminal y bolsas móviles La digestibilidad de los alimentos Ingesta Digestibilidad = Heces Ingerido – Heces Ingerido Elize 2 11/09/2014 Digestibilidad Concepto y definiciones Determinación de la digestibilidad in vivo Digestibilidad real Factores que afectan la digestibilidad Otros métodos para estimar la digestibilidad Uso de marcadores Métodos in vitro Degradabilidad ruminal y bolsas móviles Métodos in vivo Condiciones: nº animales, pH, N, minerales Período de prueba: - adaptación (forrajes groseros: excreción 10-12 días) - experimental: rumiantes 5 días monogástricos 3 días 3 11/09/2014 Estudios sobre el ambiente ruminal y utilización de pasturas en el rumen Departamento de Nutrición, Libertad Facultad de Veterinaria 4 11/09/2014 5 11/09/2014 6 11/09/2014 Métodos in vivo Suministro de alimento: Consumo Restringido – ad libitum Evaluación como único alimento – dietas compuestas Ensayo para determinar la digestibilidad de una pastura compuesta por raigrás y trébol blanco (estado vegetativo). Se utiliza un lote de novillos (400 kg de PV) que consumen 10 kg de MS diarias cada uno. Diariamente eliminan en heces 3 kg de MS en promedio. 1) ¿Cuál es la digestibilidad de la MS de la pastura? 2) Si el contenido de PB de la pastura es 20% y el de las heces es 18% ¿cuál es el CD de la proteína de la pastura? 7 11/09/2014 Consume 10 kg Digerido: 7 kg (10 -3) Heces 3 kg Consume 10 kg ---------- Digiere 7 kg (10 -3) 1 kg ----------- x X = (10 – 3)/10 = 0.7 CD = (kg Ing – kg Heces)/kg Ing CD = 0.7 digestibilidad = 70 % Consume 10 kg, con 20 % de PB --- Consume 2 kg PB Heces 3 kg, con 18 % de PB ------ Excreta 0.54 kg PB CD = (kg Ing – kg Heces)/kg Ing CD PB= (2 – 0.54)/2 = 0.73 8 11/09/2014 Digestibilidad Concepto y definiciones Determinación de la digestibilidad in vivo Digestibilidad real Factores que afectan la digestibilidad Otros métodos para estimar la digestibilidad Uso de marcadores Métodos in vitro Degradabilidad ruminal y bolsas móviles Digestibilidad real Hm bacterias del intestino grueso células epiteliales screciones digestivas CD real = I – (H – Hm) I SIEMPRE: CD real >> CD aparente Diferencia no es la misma en todos los constituyentes del alimento Importante diferencia en: PROTEÍNAS Algunos minerales (Ca, P) 9 11/09/2014 Digestibilidad real Determinación de Hm • Descuento según la ingestión cerdo perro hombre 0.2-0.25 g NFm/100 g MSI rumiantes 0.5-0.6 g NFm/100 g MSI • Régimen proteinoprivo Digestibilidad aparente y real en cerdos % PB CDap N (%) CDreal N (%) Maíz 9 81.6 86.9 Cebada 14 82.3 88.4 Sorgo 6.9 36.8 53.6 D’Alessandro et al., 1997 10 11/09/2014 Digestibilidad Concepto y definiciones Determinación de la digestibilidad in vivo Digestibilidad real Factores que afectan la digestibilidad Otros métodos para estimar la digestibilidad Uso de marcadores Métodos in vitro Degradabilidad ruminal y bolsas móviles Factores que afectan la digestibilidad en rumiantes Animal Alimento Nivel de alimentación 11 11/09/2014 Factores que afectan la digestibilidad Factores relativos al animal Coeficientes de digestibilidad de heno de alfalfa (16% PB, 27 % FB) en distintas especies (extraído de Maynard et al., 1981) % DMO % DPB % DFB Vacuno 61 70 44 Equino 59 75 41 Cerdo 37 47 22 Conejo 39 57 14 Factores que afectan la digestibilidad Efecto del estado fisiológico sobre la digestibilidad de una misma ración (Dulphy et al., 1995) Digestibilidad de la MO (%) 80 Vacas lecheras 75 70 Vacas amamantando 65 60 fin gestación inicio lactación 12 11/09/2014 Factores que afectan la digestibilidad Factores relativos al alimento Estado de maduración de los forrajes y especie (40 – 75%) Tratamientos sobre los alimentos Asociaciones de alimentos ESTADO DE MADURACIÓN 33 Contenido celular 10 (65%) Proteínas 25 Azúcares 10 12 Pared celular (35%) 14 18 3 7 3 Contenido celular (40%) 5 23 Hemicelulosa Celulosa 30 Lignina 3 Pared celular (60%) - Ciclo de la planta + Elize 13 11/09/2014 Tebot, 2012 Avena con distintos CH no fibrosos Sólo pasto F Forraje + cebada FC Forraje + cebada + melaza FCM Consumo restringido 2 estados de maduración Composición química y digestibilidad de los forrajes el forraje encañado y en estado vegetativo MS PB FND FAD Azúcares CNF vegetativo 14.8 14.9 54.6 29.6 8.2 15.5 encañado 15.9 11.6 55.4 27.9 4.7 19.2 DMS DPB DFAD DFND vegetativo 71 74 61 73 encañado 67 71 58 66 Tebot et al., 2009 14 11/09/2014 Síntesis de proteína microbiana en ovinos alimentados con forraje suplementado con carbohidratos (consumo restringido) Vegetativo gNmo/d ESPM gNmo/kg MODR Encañado P F FC FCM F FC FCM trat. 8.9 8.6 8.3 6.2 7.0 6.5 ns * 27.2 23.5 23.1 22.5 ns * 30.0 28.1 per. N-NH3: 17.5 – 18.5 mg/100 mL (sin diferencias entre tratamientos) CNF en dietas suplementadas 90% superior (17 vs 32) Tebot et al., 2012 Síntesis de proteína microbiana en ovinos alimentados con forraje suplementado con carbohidratos (consumo restringido) Vegetativo gNmo/d ESPM gNmo/kg MODR Encañado F FC FCM 8.9 8.6 8.6 8.3 vs 6.2 30.0 28.5 28.1 F FC P FCM trat. per. 7.06.5 6.5 ns * 27.2vs 23.5 23.1 23.122.5 ns * N-NH3: 17.5 – 18.5 mg/100 mL (sin diferencias entre tratamientos) Tebot et al., 2012 15 11/09/2014 No fue el agregado de concentrados lo que produjo cambios en la síntesis de PM Ni siquiera el agregado de los carbohidratos más fermentables (melaza) La diferencia más importante entre las pasturas fue la digestibilidad de la FND Los cambios parecen explicarse por cambios en la pastura... Composición química de hojas y tallos de alfalfa en otoño 100 90.9 92.4 %/DM 80 60 37.8 40 27.0 13.7 20 14.7 5.5 6.2 0 OM CP leaves ADF WSC stems Cajarville et al., 2003 16 11/09/2014 Digestibilidad in vitro (%) Digestibilidad de hojas y tallos de alfalfa y cebadilla según avanza la madurez (adaptado de Van Soest, 1994) 80 70 60 50 Hojas de alfalfa Hojas de cebadilla Tallos de alfalfa Tallos de cebadilla 40 primavera Verano DETERMINACIÓN DE LA DIGESTIBILIDAD DE DIETAS COMPUESTAS dieta 80 % forraje 20% concentrado CDdieta = CDforraje × 0.8 + CDconcentrado × 0.2 1- p p CDconcentrado = CDdieta – (CDforraje × (1-p)) p 17 CD de la ración (%) 11/09/2014 Digestibilidad de dietas con niveles crecientes de semilla (adaptado de Cajarville et al., 2000) 100 80 60 40 20 0 0 10 20 30 % de semilla en la dieta DMS DPB DFND % semilla DMS DPB DFND 0 68.4 77.6 48.5 10 69.4 81.0 49.2 20 67.6 80.3 45.7 30 64.4 79.9 39.9 Ajuste cuadr. (P) 0.025 0.026 0.025 ¿qué pasa con la digestibilidad de dietas compuestas? Ojo cuando mezclamos alimentos!! Dig A Recordar que siempre hay efectos ASOCIATIVOS El trabajo del Nutricionista consiste % de grano en la dieta en tratar de que sean positivos Dig B % de grano en la dieta 18 11/09/2014 Factores que afectan la digestibilidad en rumiantes Animal Alimento Nivel de alimentación Factores que afectan la digestibilidad Nivel de alimentación Velocidad de pasaje a través del rumen según el nivel de ingestión Velocidad de pasaje a través del rumen (%/hora) Fluidos Concentrados Forrajes < 1.25 4.4 3.6 1.8 1.25 - 1.75 6.2 3.6 3.1 1.75 - 2.25 7.8 4.5 3.9 > 2.25 8.6 6.3 4.5 Ingestión (% PV) Poncet, 1991 Velocidad forrajes < concentrados Velocidad aumenta con nivel de ingestión (no en igual proporción para fluidos, conc y forr.) 19 11/09/2014 Digestibilidad Concepto y definiciones Determinación de la digestibilidad in vivo Digestibilidad real Factores que afectan la digestibilidad Otros métodos para estimar la digestibilidad Uso de marcadores Métodos in vitro Degradabilidad ruminal y bolsas móviles Determinación de la digestibilidad con marcadores Animales en pastoreo Animales en confinamiento: lechones, pollitos BB, etc. 20 11/09/2014 Determinación de la digestibilidad con marcadores marcador M M ALIMENTO HECES M M g MA = g MH Marcador: pasa inalterado, no se digiere ni se secreta Externos: oxido crómico. Internos: lignina, alcanos Digestibilidad Concepto y definiciones Determinación de la digestibilidad in vivo Digestibilidad real Factores que afectan la digestibilidad Otros métodos para estimar la digestibilidad Uso de marcadores Métodos in vitro Degradabilidad ruminal y bolsas móviles 21 11/09/2014 Evaluación de alimentos para rumiantes - Técnicas in vitro Método de determinación de la digestibilidad in vitro Tilley y Terry (1963) Líquido ruminal + saliva artificial Alimento 1º PASO: incubación del alimento en líquido ruminal. Pepsina + HCl Residuo paso 1 2º PASO: incubación del residuo del paso 1 en pepsina + HCl. 22 11/09/2014 Evaluación de alimentos para rumiantes - Técnicas in vitro IVTD - DAISY Detergente neutro 39ºC Agitación permanente Facultad de Veterinaria 23 11/09/2014 Evaluación de alimentos para rumiantes - Técnicas in vitro Medición de la producción de gas Quin (1943): incubó alimentos y midió la prod. de gas Método general: sustrato molido, inóculo temperatura, registro de la producción de gas (estandarización), medio buffer, Univ. de Hohemheim (Alemania) AGV NH3 CH4 CO2 24 11/09/2014 Fermentescibilidad de dietas con o sin agregado de probióticos Tesis Maestría A. Aldrovandi 25 11/09/2014 Concentración de azúcares en las plantas (WSC) según la hora de corte (Repetto et al., 2003). 10 9 8 W SC (% /DM) 7 6 5 4 3 2 1 0 7 9 11 13 15 17 19 hour fescue lucerne 1 lucerne 2 Producción de gas in vitro de pasturas cortadas en distintos horarios P=0.015 ml gas/g DM 300 200 100 0 9 13 17 hour Repetto et al., 2006 26 11/09/2014 Velocidad de fermentación in vitro de pasturas cortadas en distintos horarios 8 P<0.001 kd (%h-1) 7,5 7 6,5 6 9 13 17 hour Repetto et al., 2006 Rumen artificial 27 11/09/2014 RUSITEC – RUmen SImulation TEChnique Salida de efluente y gases Saliva artificial H20 39ºC Partes Armado Recambio de sustratos 28 11/09/2014 Salida de efluente Saliva artificial Compartimento I H20 39ºC Compartimento II - MO adheridos pero salen con lavado - concentración intermedia Son el 70 –80% de los MO Suspensión libre de MO - acarreo físico de partículas - susceptible a sustratos y tasa de dilución mayor tasa de dilución - menor concentración MO - medición directa Compartimento III MO fuertemente adheridos a la digesta - alta concentración MO - estudios por DAPA 29 11/09/2014 Digestibilidad Concepto y definiciones Determinación de la digestibilidad in vivo Digestibilidad real Factores que afectan la digestibilidad Otros métodos para estimar la digestibilidad Uso de marcadores Métodos in vitro Degradabilidad ruminal y bolsas móviles Fraccionamiento de la proteína en rumiantes Degradabilidad ruminal: método in situ Campo Experimental Nº 2 – Libertad Departamento de Nutrición, Facultad de Veterinaria 30 11/09/2014 PROTEÍNA DEL ALIMENTO PÉPTIDOS AA NH3 AA PROTEÍNA MICROBIANA UREA Métodos de estudio de la degradación Técnica in situ 31 11/09/2014 Degradabilidad ruminal Métodos de estudio de la degradación: Técnica in situ % de desaparición 100 80 Material bolsas Muestras molidas, cantidad de material 60 40 A Hora 0 20 0 0 20 40 Tiempo (horas) 60 80 Vacas: adaptación, alimentación 3 vacas, 2 períodos % de desaparición 100 80 60 40 Horarios según muestra cantidad de muestras/tanda B 20 0 0 20 40 Tiempo (horas) 60 80 Elize Degradabilidad ruminal % de desaparición 100 c (ind) 80 b 60 d = a + b (1-e-kdt) 40 a 20 0 0 c = 100 - (a+b) 20 40 60 80 Tiempo (horas) Elize 32 11/09/2014 % de desaparición h pescado gluten feed h girasol h soja 60 80 100 80 60 40 20 0 0 20 40 Tiempo (horas) Elize Digestión intestinal de las proteínas 33 11/09/2014 cánulas ruminales y duodenales Digestibilidad intestinal: bolsas móviles Hvelplund, 1985 Incubación en rumen: 16 horas HCl + pepsina PASAJE POR INTESTINO Recogida en heces 34 11/09/2014 Incubación en rumen 16 hs (tiempo fijo) - Congelación, lavado y secado por 48 hs a 65 ºC - Análisis de materia seca (MS) 35 11/09/2014 - Confección de las bolsas intestinales : Material : poliamida Diámetro de poro : 9 a 22 µm Tamaño : 2 x 3,5 cm - Llenado con 0.2 g de muestra (residuos de rumen) - Incubación en solución : pepsina ( 3 g/l ) y HCL 0.1 N pH 2 a 38.5 ºC durante 2.5 hs - Colocación de bolsas por cánula duodenal 36 11/09/2014 - Colección de las bolsas en heces - Congelado, lavado y secado por 48 hs a 65 ºC - Análisis de materia seca (MS), materia orgánica (MO), proteína bruta (PB) Estudios sobre sitio de digestión 37 11/09/2014 Tesis de Maestría de Ana Curbelo Becaria CONICYT (UdelaR – CALCAR) Depto. de Nutrición, Facultad de Veterinaria Ensilajes de granos de sorgo con diferente contenido en taninos: efectos sobre la composición, fermentación, degradabilidad ruminal y digestibilidad intestinal 3 chacras genotipo BAJO en taninos Grano húmedo Seco 3 chacras genotipo ALTO en taninos Grano húmedo Seco 38 11/09/2014 Incubación en rumen Sitio de digestión de sorgos secos o conservados como grano húmedo Secos 45.5 Grano Húmedo 66.6 0 20 40 rumen 60 80 100 intestino Curbelo et al, 2011 39 11/09/2014 Pasaje por intestino Sitio de digestión de sorgos secos o conservados como grano húmedo Secos 45.5 Grano Húmedo 66.6 0 20 77 31.6 23 40 rumen 60 90 80 100 intestino Curbelo et al, 2011 40 11/09/2014 ¿Qué podríamos esperar en la práctica? Vacas del Chocho Varela Dietas para lote de punta (35 litros), 38% de grano de sorgo Grano seco Grano húmedo 3 kg + de leche Cultivos en 25 tambos diferentes Grano de sorgo cosechado para GH Sin ensilar Ensilado 41 11/09/2014 Sitio de digestión de sorgos antes y después del ensilaje (25 tambos) sin ensilar 51.4 83.4 32 P<0.001 ensilados ns 58.5 0 20 83.9 25.4 40 rumen Lo que se modificó con la fermentación del ensilado fue el sitio de digestión 60 80 100 intestino Torterolo et al, 2012 Digestibilidad de los alimentos para rumiantes Cecilia Cajarville Curso de Nutrición Animal 2014 42 11/09/2014 Determinación de la digestibilidad con marcadores ALIMENTO M HECES g MA = g MH M gMA = [marcador alimento] × g alimento gMH = [marcador heces] × g heces [marcador alimento] × g alimento = [marcador heces] × g heces [marcador alimento] = g heces = INDIGESTIBLE [marcador heces] g alimento [marcador alimento] = 1 – D [marcador heces] 43