Modulación de la Fermentación Ruminal Curso de Alimentación 2013 Analía Pérez Departamento de Nutrición Animal Manipulación de la Fermentación Ruminal Indirecta Dieta – procesado: Protección de proteínas, almidón Directa Aditivos Defaunación m.o modificados genéticamente Aditivos moduladores de la microbiota ruminal pH ruminal Microbiota Mayor actividad Celulolíticos Utilizadores de ác láctico Productores de ác láctico Consumo Síntesis proteína Productividad ác láctico Propionato Manipulación de la Fermentación Ruminal Buffers pH ruminal ATB Probióticos Microbiota Extractos vegetales aceites esenciales Manipulación de la Fermentación Ruminal Aditivos Mejoran la producción animal Previenen enfermedades Mejoran el ambiente Manipulación de la Fermentación Ruminal Buffer Requisitos Sustancia capaz de captar o donar H+ soluble en agua ácido o base débil pKa cercano al pH fisiológico Bicarbonato, carbonatos y fosfatos de: sodio potasio calcio magnesio Óxido de magnesio Bicarbonato de sodio (NAHCO3) Orígen: dieta, saliva Buffer NaHCO3 = Na+ + HCO3Atrae H2O: Dilución pH ruminal Actividad microbiana eficiente H2CO3 H+ CO2 H2O Neutraliza la acidez Buffer NaHCO3 = Na+ + HCO3- Grasa de la leche H+ Atrae H2O: Degradación de la fibra Dilución (acetato) CO2 pH ruminal Actividad microbiana eficiente H2CO3 H2O Consumo de MS la acidez Neutraliza Buffer + MgO = Sinergia NaHCO3 = Na+ + HCO3- Grasa de la leche H+ Atrae H2O: Degradación de la fibra Dilución (acetato) Russell y Chow, 1993; CO2 McDonald et al., 2006 pH ruminal H2CO3 H2O Consumo de MS la acidez Neutraliza Manipulación de la Fermentación Ruminal: Buffers Bicarbonato de sodio Óxido de magnesio Aumenta la cantidad de moles de H+ para disminuir su pH Aumenta el pH Mantiene el pH, poco efectivos en cambiarlo Cambia el pH, poco efectivo en mantenerlo Sinergia 3:1 (Bach 2002) Aporta magnesio (54%): celulasas del rumen Manipulación de la Fermentación Ruminal ATB Ionóforos Monensina (Streptomyces cinnamonensis) Lasalócido (Streptomyces lasaliensis) Manipulación de la Fermentación Ruminal: ATB Mecanismo Acción sobre Membranas celulares: afectan a Gram+ Exterior Membrana celular alto Na+, bajo K+ ATP Interior bajo Na+, alto K+ H+ ADP + Pi H+ H+ M K+ Na+ K+ Na+ M H+ H+ (Stock y Mader, 1998) Manipulación de la Fermentación Ruminal: ATB Efectos Aumentan el Propiónico Disminuye metano Aumenta producción de leche Prevención de enfermedades: acidosis timpanismo coccidiosis cetosis Cepas resistentes Prohibiciones Manipulación de la Fermentación Ruminal Extractos Vegetales Metabolitos 2os de vegetales (defensa) Incluyen: saponinas, taninos y aceites esenciales Mecanismo de acción (según principios activos): actividad antimicrobiana Principios activos Cinemaldehido (canela), Timol (orégano), Capsaicina (pimienta). Manipulación de la Fermentación Ruminal: Extractos vegetales En estudio: Molle, eucalipto, anacahuita, carqueja, llantén, pata de vaca, pitanga, tala, timbó, yerba mate… (Deptos. Nutrición&Bovinos 2010- 2013) Sustratos Efecto in vitro del extracto de Molle y Eucalipto Harina de soja (HS) Harina de girasol de 34 % de PC (HG34) Harina de girasol de 31% de PC (HG31) Harina de canola (HC) Granos y solubles de destilería del maíz (DDGS) Harina de Korma goma guar (HKG) Extractos Schinus longifolius (Molle) Eucalyptus grandis (Eucalipto). 50 mg/frasco (dosis 1mg/mL) 0,5 g/Frasco Liquido ruminal (inóculo) inóculo) Vaca Holando en lactación Dieta Kg MS/día: 9,2 Alfalfa, 3,0 afrechillo de trigo, 1,2 Maíz (grano húmedo). Medio de incubación: Solución de Lowe et al. (1985), bicarbonato al 8,2 % sulfuro de sodio 2,05 % 39,5 ml/Frasco Determinaciones: Producción de gas acumulada (PG) pH Concentración de N-NH3 (g/dl) 10 ml/frasco Santana et al, 2012 Producción de gas acumulada 12h (PG), pH y concentración de N-NH3 para los seis sustratos según el extracto Parámetro Tratamiento PG (ml/g) pH N- NH3 (mg/dl) Control 147.8 6.37 2.16 a Molle 134.2 6.34 1.99 a Eucalipto 139.7 6.36 1.79 b SEM SxE 2.64 0.004 0.01 0.005 0.10 0.440 Control (sin extracto); SEM: error estándar de la media; SxE: interacción entre efecto sustrato y extracto. Diferentes letras en una misma columna indican p<0.05 Disminución del N- NH3 con la adición de Eucalipto Santana et al, 2012 Manipulación de la Fermentación Ruminal Probióticos DFM: Direct-fed microbial (FDA, 1989) bacterias, hongos levaduras: Viables Bacterias benéficas y Manipulación de la Fermentación Ruminal: Probióticos Levaduras Eucariotas (5 x 10 µm) Probiótico más utilizados en alimentación animal Saccharomyces cerevisiae Dosis media: 52 x 109 UFC/día (7 a 260 x 109 UFC/día) (Caja et al., 2003) Aspergillus oryzae Permanece viva pero no puede colonizar el tracto digestivo Rumiantes: Efecto principal en rumen Probióticos (Saccharomyces cerevisiae) Remoción de O2 Fibrobacter succinogenes Nº y actividad bacterias celulolíticas Digestión: FND y MS Ingestión de forraje absorción de nutrientes Adaptado de McDonald et al., 2006 Selenomonas ruminantium Megasphaera elsdenii Ácido láctico PM Eliminación de azúcares Estabilidad del pH ruminal Vitaminas ácidos orgánicos 24 corderos (50 kg PV) Dieta: forraje de una pradera (Lotus) Disponibilidad inicial, kgMS/ha MS MO PB FND FAD AS 2065 29,8 88,6 12,8 44,4 28,5 4,67 Datos en base a MS (%) Tratamientos TD Forraje todo el día R Forraje 6 h/día BUFFER R+B Forraje 6 h/día + (75% NaHCO3- 25% MgO: 2% de MSI) LEVADURAS R+S Forraje 6 h/día + (Saccharomyces cerevisiae: 6,2*109 UFC/animal/día) Consumo y digestibilidad de la dieta en corderos alimentados con forraje durante todo el día (AD) o 6 h/día sin (R) o con levaduras (RY) p contrasts AD R RY SEM* Restricted access to forage Use of yeast Intake (g/kg BW, dry basis) DM 24.0 17.7 18.7 0.935 <0.001 0.387 OM 21.0 15.6 16.5 0.831 <0.001 0.336 NDF 10.7 7.84 8.21 0.453 <0.001 0.550 ADF 6.27 4.60 4.82 0.278 <0.001 0.563 Apparent digestibility coefficients DM 0.64 0.61 0.67 0.023 0.866 0.094 OM 0.67 0.64 0.71 0.022 0.905 0.051 NDF 0.48 0.41 0.52 0.038 0.747 0.032 ADF 0.39 0.32 0.44 0.045 0.848 0.051 (Pérez-Ruchel et al., 2013) Consumo y digestibilidad de la dieta en corderos alimentados con forraje durante todo el día (AD) o 6 h/día sin (R) o con levaduras (RY) p contrasts AD R RY SEM* Restricted access to forage Use of yeast 79% respecto a AD Intake (g/kg BW, dry basis) DM 24.0 17.7 18.7 0.935 <0.001 0.387 OM 21.0 15.6 16.5 0.831 <0.001 0.336 NDF 10.7 7.84 8.21 0.453 <0.001 0.550 ADF 6.27 4.60 4.82 0.278 <0.001 0.563 Apparent digestibility coefficients DM 0.64 0.61 0.67 0.023 0.866 0.094 OM 0.67 0.64 0.71 0.022 0.905 0.051 NDF 0.48 0.41 0.52 0.038 0.747 0.032 ADF 0.39 0.32 0.44 0.045 0.848 0.051 (Pérez-Ruchel et al., 2013) Consumo y digestibilidad de la dieta en corderos alimentados con forraje durante todo el día (AD) o 6 h/día sin (R) o con levaduras (RY) p contrasts AD R RY SEM* Restricted access to forage Use of yeast Intake (g/kg BW, dry basis) DM 24.0 17.7 18.7 0.935 <0.001 0.387 OM 21.0 15.6 16.5 0.831 <0.001 0.336 NDF 10.7 7.84 8.21 0.453 <0.001 0.550 ADF 6.27 4.60 4.82 0.278 <0.001 0.563 Apparent digestibility coefficients DM 0.64 0.61 0.67 0.023 0.866 0.094 OM 0.67 0.64 0.71 0.022 0.905 0.051 NDF 0.48 0.41 0.52 0.038 0.747 0.032 ADF 0.39 0.32 0.44 0.045 0.848 0.051 (Pérez-Ruchel et al., 2013) Consumo y digestibilidad de la dieta en corderos alimentados con forraje durante todo el día (AD) o 6 h/día sin (R) o con levaduras (RY) p contrasts AD R RY SEM* Restricted access to forage Use of yeast Intake (g/kg BW, dry basis) DM 24.0 17.7 18.7 0.935 <0.001 0.387 OM 21.0 15.6 16.5 0.831 <0.001 0.336 NDF 10.7 7.84 ADF 6.27 4.60 Levaduras aumentaron la 8.21 0.453 <0.001 digestibilidad del forraje 4.82 0.278 <0.001 (mecanismo?) 0.550 0.563 Apparent digestibility coefficients DM 0.64 0.61 0.67 0.023 0.866 0.094 OM 0.67 0.64 0.71 0.022 0.905 0.051 NDF 0.48 0.41 0.52 0.038 0.747 0.032 ADF 0.39 0.32 0.44 0.045 0.848 0.051 (Pérez-Ruchel et al., 2013) BIBLIOGRAFÍA Church C. D. El rumiante. Fisiología digestiva y nutrición. 1993 Jarrige J. Alimentación de bovinos, ovinos y caprinos. 1990 McDonald, Edwards y Greenhalgh, Nutrición Animal. 2006, 1993 Van Soest P.J. Nutritional ecology of the ruminant. 1994 Eso es todo. Gracias por su atención !!!