Valoración Proteica y Sistemas de Valoración

NUTRICIÓN Y ALIMENTACIÓN ANIMAL
Dr. Andrés L. Martínez Marín
Departamento de Producción Animal
Universidad de Córdoba
correo electrónico: pa1martm@uco.es
Valoración proteica
Sistemas de valoración de alimentos
1
Índice
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•
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•
•
Valoración proteica
Valoración de minerales
Valoración de carbohidratos
Sistemas de valoración de energía
Sistemas de valoración de proteína
Tablas de composición de alimentos
2
•
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•
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•
•
Valoración proteica
Valoración de minerales
Valoración de carbohidratos
Sistemas de valoración de energía
Sistemas de valoración de proteína
Tablas de composición de alimentos
3
VALORACIÓN PROTEICA
* Proteína bruta (Nx6,25)
+ El contenido de proteína bruta de los alimentos no es un índice preciso de su
capacidad para satisfacer las necesidades nitrogenadas de los animales. La PB
incluye N proteico y compuestos de NNP, y de estos solamente una parte puede ser
utilizada por los animales monogástricos.
+ Los animales tienen necesidades de aminoácidos esenciales, aunque también
deben consumir una cantidad extra de aminoácidos, esenciales o no, para la síntesis
endógena de aminoácidos no esenciales y otros compuestos nitrogenados.
* Proteína bruta digestible
+ Pueden obtenerse coeficientes de digestibilidad de la proteína de los alimentos
mediante pruebas de digestibilidad, pero el valor obtenido no indica la calidad de
la proteína para el animal ( su aporte de aaee).
+ El valor de PB digestible es poco últil en rumiantes por dos motivos principales:
- La elevada degradación de todos los compuestos N en el rumen para la síntesis
de proteína microbiana y la relación de esta con la energía disponible.
- Las elevadas pérdidas endógenas fecales.
+ La medida puede hacerse por recogida de muestras en íleon (digestibilidad ileal)
para evitar la contaminación con N microbiano, aunque hay que tener en cuenta el N
de origen endógeno (secreciones, células de descamación del epitelio).
4
* Valor Biológico y Utilización Proteica Neta
+ La prueba del valor biológico es una determinación directa de la proporción de proteína
de los alimentos que puede ser utilizada por los animales para las distintas funciones
corporales
proporción del N ingerido que es retenido por el organismo.
+ Es una prueba de balance en que se mide el nitrógeno consumido y la excreción en
heces y orina teniendo en cuenta las pérdidas endógenas.
Cálculo: BV = 100 x [( Ni – (Nf – NMF) – (Nu – NEU)] / (Ni – Nf – NMF)
Donde:
Ni = N ingerido, Nf = N excretado en heces,
NMF = N (metabólico) fecal de origen endógeno,
Un = N excretado en orina, NEU = N endógeno urinario.
El NMF y el NEU proceden de las pérdidas
irreversibles correspondientes a las secreciones,
renovación celular, etc. Por tanto, son una fracción del
N absorbido y utilizado por el animal, no son pérdidas
por falta de utilización.
+ El VB multiplicado por la digestibilidad se denomina
utilización proteica neta (NPU) y representa la
fracción del N digerido que es retenido por el animal.
+ El NPU es una medida precisa de la proteína aportada por un alimento que es realmente
utilizada por el animal, en función de su digestibilidad, contenido de aaee y proporciones
entre ellos
baja digestibilidad, bajo contenido en aaee y exceso o deficiencias de aa
resultarán en bajo NPU. Permite categorizar los alimentos, pero no es aplicable en cálculo5
de raciones.
Sistemas de valoración proteica en monogástricos
+ En el racionamiento, la forma más precisa de valorar la capacidad de los alimentos para
satisfacer las necesidades nitrogenadas de los animales es la determinación del contenido y
la digestibilidad de los aminoácidos que aportan.
+ La digestibilidad ileal estandarizada o real son más precisas que la digestibilidad
aparente porque tiene en cuenta las pérdidas endógenas basales.
+ La cantidad de cada aminoácido que puede ser absorbida en intestino depende de la
especie y del alimento
es necesario establecer coeficientes de digestibilidad para cada
aminoácido dentro de un alimento, y para cada especie.
Coeficientes digestibilidad
Maíz
aa
Soja 44
aves
cerdos
aves
cerdos
Lys
0,85
0,80
0,91
0,90
Met+Cys
0,93
0,90
0,88
0,89
Thr
0,88
0,83
0,89
0,86
AJINOMOTO EUROLYSINE
+ La proteína ideal de las necesidades animales y de los alimentos puede calcularse como
aa digestibles, lo que aumenta aún más la precisión en la formulación de raciones (Proteína
Ideal = balance exacto de los aminoácidos esenciales, sin deficiencias ni excesos, para
satisfacer las necesidades de mantenimiento y producción; ver lección Principios Nutritivos).6
* Valoración de la proteína en rumiantes
+ La proteína que llega al intestino de los rumiantes está compuesta mayoritariamente por:
- proteína microbiana: sintetizada en el rumen a partir de la proteína bruta de la ración
(proteína verdadera y NNP) en función de la energía disponible (fermentescible, la grasa no es
útil) para los microbios.
- proteína bruta dietaria no degradada en el rumen.
+ La proteína microbiana tiene un elevado valor biológico para el animal: aporta cantidades
elevadas de aminoácidos esenciales, en proporción similar a la de la proteína de los tejidos y
productos de los rumiantes, y su digestibilidad es elevada (0,64) e independiente de la
calidad de la proteína de ración.
+ La proteína dietaria no degradada en el rumen tiene valores de digestibilidad intestinal
variables en función de la materia prima considerada, de forma análoga a lo que ocurre en los
monogástricos. Cálculo: Proteína no degradada digestible = 0,9 x (Proteína no deg – NIDA x
6,25). NIDA es N insoluble en detergente ácido. El valor medio es de 0,80.
+ La suma de la proteína digestible microbiana y la proteína no degradada digestible se
denomina proteína metabolizable y representa la cantidad de aminoácidos que pueden ser
absorbidos y utilizados por el rumiante.
+ La valoración de los aportes de proteína en rumiantes requiere tener en cuenta:
- degradabilidad de la proteína en el rumen: ↓ deg
↑ proteína alimentaria en duodeno
↓ deg
- el ritmo de paso de los alimentos por el rumen: ↑ ritmo paso
- eficacia de captación del N de la proteína degradada por los microorganismos: ↑ fracción rápidamente
degradable (NNP)
↓ eficacia de captación.
- producción de proteína microbiana: N y energía deben estar presentes a la vez en cantidad suficiente.
- digestibilidad de la proteína que llega al duodeno: cte en proteína mic. pero variable proteína no deg.
7 a
- eficiencia de utilización de los aa absorbidos: depende del los porcentajes entre los diferentes aaee (igual
monogástricos).
Destino de la proteína de la ración en rumiantes
Proteína Degradable
A = cte
Proteína No Degradable
B = variable
Usando energía
x 0,64
x dig.
Proteína metabolizable
Proteína no degradable = PB – A – B
(variable según la cantidad de B, e incluye
una fracción C que nunca es degradable
ni digestible)
La fracción A es nitrógeno no proteico
y se degrada siempre de forma
completa e instantánea.
La fracción B es proteína verdadera.
Toda es potencialmente degradable si
permanece suficiente tiempo en el
rumen. Sin embargo, debido a que el
tiempo de permanencia en el rumen de
los alimentos es generalmente inferior
al tiempo necesario para que se
complete la degradación, una parte de
ella escapa sin degradar al intestino
grueso. Por tanto, la fracción B
contribuye tanto a la proteína
Faeces degradable como a la no degradable.
La cantidad de B realmente degradada
depende de su constante de
degradación (característica de cada
alimento) y de la velocidad de tránsito,
que a su vez depende del nivel de
alimentación.
La proteína no degradable incluye a
la parte de B que no ha sido degradada
y a una parte denominada C que no es
ni degradable en rumen ni digestible en
intestino delgado en ninguna 8
circunstancia.
Cinética de degradación ruminal de tres ingredientes
proveedores de proteína en las raciones de rumiantes
Degradabilidad (%) cuando
Kd la velocidad de tránsito es:
proteína bruta A
B
% PB % PB %/h
g/kg
Proteína degradada (g/kg)
cuando la velocidad de
tránsito es:
2%/h
5%/h
8%/h
2%/h
5%/h
8%/h
harina de
girasol
281
31
60
18
85
78
73
239
219
205
harina de
soja
440
18
77 9,5
82
68
60
361
299
264
2870
100
0
urea
-
100
2870
r = 2%/h (mantenimiento)
r = 5%/h (crecimiento y gestación)
r = 8%/h (producción de leche)
Proteína degradada = Proteína bruta x Degradabilidad/100
Degradabilidad = A + [(B x kd) / (kd + r)]; kd y r en tanto por uno.
Proteína no degradable = Proteína bruta – proteína degradada
Degradabilidad de la proteína bruta de los alimentos
B
Se determina con pruebas in vivo (marcadores y cánula en duodeno) o in situ (bolsas de nylon a través
de cánula en rumen). En el primer caso, se estima la proteína microbiana (MN) a partir del contenido de
ácido diaminopimélico. Es una técnica poco fiable. La segunda técnica mide la desaparición de la
proteína de la muestra introducida en el rumen tras un tiempo de incubación.
NAN = N no amoniacal
MN = N microbiano
EN = N endógeno
B
A
La degradabilidad efectiva depende de la
velocidad de tránsito ruminal que a su vez es
función del nivel de alimentación (ver lección
Digestión y Metabolismo). A mayor nivel de
alimentación, mayor velocidad de tránsito y
menor degradación de la fracción B.
Deg efectiva = A + [(B x kd) / (kd + r)]
kd = tasa de degradación (h-1) para cada
alimento
r = tasa de vaciado ruminal, 0,03-0,0810
h-1
+ La energía disponible en rumen para la síntesis de proteína microbiana se expresa como:
- Energía metabolizable fermentescible = EM – EM grasa – EM productos fermentación
- Materia orgánica fermentable = materia orgánica digestible – grasa – proteína no degradable
– productos de fermentación.
+ La captación microbiana del N de la fracción B puede ser igual a 1, pero la fracción A se
utiliza con un valor de 0,8. El valor medio cuando no se distinguen A y B es 0,9.
+ La producción de proteína bruta microbiana (si el N no es limitante) es función de la energía:
- 9 a 11 g por MJ EMF (más a mayor nivel de alimentación por mayor crecimiento microbiano)
- 145 g por kg MOF
+ Si el N es limitante, la producción de proteína microbiana será igual a la proteína degradada.
Si la energía es limitante, la producción de proteína microbiana será igual a la máxima que
permita la energía disponible.
+ La proteína metabolizable se utiliza con diferente eficiencia para los distintas funciones
corporales. El perfil de aa de la proteína microbiana es muy similar al de la proteína de los
rumiantes
alto VB.
Eficiencia de utilización de la proteína metabolizable en AFRC (1992)
NRC (2001)
INRA (1990)
0,67
0,67
0,67-0,30*
0,68-0,40*
0,33
0,60
0,67
0,64
*Menor a más edad
11
Satisfacción de las necesidades de aminoácidos en rumiantes
% de aa en la proteína tisular y láctea de los rumiantes
en comparación con la proteína microbiana
También se aplica el concepto de Proteína
Ideal: cuando el perfil de los aaee
absorbidos es igual al de los requeridos
por el animal, las necesidades totales
disminuyen y aumenta la eficacia de su
utilización para la síntesis proteica.
Tissue
Milk
Microbes
Lysine
8.2
8.3
10.46
Methionine
2.7
2.7
2.68
Arginine
6.8
3.7
6.96
Valine
5.2
6.7
6.16
Isoleucine
5.5
6.0
5.88
Leucine
7.2
10.0
7.51
12
Respuesta del contenido de
proteína láctea al aumento del
contenido de lisina en la proteína
metabolizable (NRC, 2001)
Respuesta del contenido de proteína
láctea al aumento del contenido de
metionina en la proteína
metabolizable (NRC, 2001)
13
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•
•
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Valoración proteica
Valoración de minerales
Valoración de carbohidratos
Sistemas de valoración de energía
Sistemas de valoración de proteína
Tablas de composición de alimentos
14
VALORACIÓN MINERAL
Fósforo en aves y cerdos
+ El fósforo unido a inositol (fósforo fítico) que está presente en las materias primas vegetales
es prácticamente no utilizable por los cerdos y aves, es parcialmente utilizable por los caballos y
conejos, y es completamente utilizable por los rumiantes.
+ El contenido de fósforo de los cereales y leguminosas y sus productos es elevado. La fracción
teóricamente utilizable por los animales es de media un 30%. Este valor es algo mayor en
aquellas materias primas que contienen fitasas endógenas, como el trigo.
+ Dos formas de expresión:
P digestible = balance digestivo. Consumo total de fósforo - excreción de fósforo en heces.
P disponible = “slope-ratio”. Valores de mineralización ósea ( retención) obtenidos con la
materia prima evaluada. Se comparan con los obtenidos con una materia prima de referencia,
normalmente fosfato monosódico al que se le asigna una disponibilidad del 100%.
Parámetro estudiado
ej. contenido de cenizas de la
tibia
Respuesta a la
fuente de
referencia
Respuesta a la
fuente estudiada
a
b
P base
P base + X
P base + Y
Dieta basal
deficitaria en
P
%P
P disponible en fuente
15
estudiada = %P x b/a
Valoración del P de los alimentos en cerdos
Cálculo de la digestibilidad
16
Valoración del P de los alimentos en aves
P
total
P
fítico
P no
fítico
Digestibilidad
P
dig
Disponibilidad
P
disp
Cálculo de la digestibilidad
17
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•
•
Valoración proteica
Valoración de minerales
Valoración de carbohidratos
Sistemas de valoración de energía
Sistemas de valoración de proteína
Tablas de composición de alimentos
18
Fraccionamiento de los carbohidratos
Lignina
Hall (2003)
Water soluble NSP
19
Fracciones de carbohidratos desde un punto de vista nutricional
Rumiantes
Caballos
(y conejos)
Cerdos, perros
y gatos
A partir de Hoffman
(2001)
20
•
•
•
•
•
•
Valoración proteica
Valoración de minerales
Valoración de carbohidratos
Sistemas de valoración de energía
Sistemas de valoración de proteína
Tablas de composición de alimentos
21
SISTEMAS DE VALORACIÓN NUTRITIVA
* Las etapas del racionamiento incluyen:
1. Determinación de las necesidades nutritivas de los animales
2. La selección de los alimentos, que por sus cualidades y características, cubran dichas necesidades.
* Para un consumo determinado, el equilibrio de las necesidades y los aportes de cada nutriente se
realiza de forma independiente.
* Sin embargo, la energía es el primer nutriente considerado en el ajuste por varios motivos:
a. Los nutrientes que aportan energía son el componente mayoritario de los raciones, por lo que los
alimentos que los aportan requieren mayor nivel de ajuste cuantitativo durante el proceso de formulación
una deficiencia en energía requerirá mayores cambios en la composición de la ración que una deficiencia de
vitaminas o minerales.
los demás nutrientes de la ración suelen
b. Es directamente responsable del consumo de alimentos
ajustarse a su contenido energético para evitar desequilibrios.
c. Los animales responden al aumento del consumo de energía por encima de sus necesidades con
cambios en la producción o en el contenido de grasa corporal mientras que la respuesta al exceso,
dentro de ciertos límites, de otros nutrientes es mucho menos clara.
* Por otra parte, la satisfacción de las necesidades proteicas de los animales es un coste importante de
las raciones. Además, la nutrición nitrogenada de los animales tiene repercusión medio ambiental (
contaminación por N de excretas). Los modernos sistemas de valoración proteica para animales han
permitido una mayor precisión de las raciones a la hora de cubrir los requerimientos de los animales, lo que
ha ayudado a reducir la contaminación derivada de la producción animal.
* Por todo lo anterior, el conocimiento de los sistemas de valoración de energía y proteína para
animales es fundamental.
22
* Sistemas de valoración vs. modelos
+ Desde un punto de vista histórico, los sistemas de racionamiento han ido aumentando de
complejidad de forma paralela al conocimiento de los procesos digestivos y metabólicos y la
determinación más exacta de los componentes de los alimentos.
+ En los sistemas modernos de valoración, el mayor grado de precisión alcanzado
corresponde a la valoración de la eficiencia con que se utiliza la energía metabolizable
para las diferentes funciones corporales (esto su conversión a energía neta), separando
incluso la energía utilizada para la síntesis de grasa y proteína como p.ej. en cerdos. En el
caso de la alimentación nitrogenada de los rumiantes, se han establecido valiosas
relaciones entre la energía y el N disponibles en rumen para estimar el flujo de proteína
metabolizable al duodeno. Estos sistemas se denominan sistemas empíricos porque derivan
de pruebas experimentales.
+ Más allá de los puntos indicados, podrían establecerse relaciones entre los
componentes de la ración, la digestión y las rutas metabólicas de utilización. En el caso
de los rumiantes, se podría fraccionar los componentes de los alimentos que proveen energía
y N según su velocidad de degradación y la utilización por las diferentes especies de
microorganismos ruminales.
En este caso hablamos de modelos de alimentación. Los modelos de alimentación son
mecanicistas, su objetivo es integrar la información obtenida en pruebas experimentales con
el conocimiento de los principios digestivos y metabólicos subyacentes. Estos modelos no dan
valores fijos para los aportes de energía y proteína de los alimentos y funcionan por iteración
(ej. CNCPS v.6; FIM, 2004; Molly, 2007; NorFor, 2007, para rumiantes).
23
MODELO NORFOR PARA VACUNO LECHERO
24
MODELO NORFOR PARA VACUNO LECHERO (detalle)
25
* Para aplicar cualquier sistema de valoración es preciso tener presente tres puntos:
1. Los sistemas de valoración destinados a rumiantes son mucho más complejos que los
de monogástricos por la complejidad digestiva de aquellos y la diversidad de alimentos
posibles en sus raciones.
2. La valoración del contenido energético y proteico de los alimentos suele hacerse por
predicción mediante coeficientes o por ecuaciones de regresión debido a lo costoso y
laborioso de las determinaciones in vivo (ver lección anterior).
En el caso de la energía:
- La predicción parte del contenido de EB o de la materia orgánica digestible conocida para
calcular la energía digestible.
- La energía metabolizable se calcula a partir de la ED o de los componentes digestibles del
alimento aplicando factores apropiados. Las ecuaciones de regresión tienen normalmente en
cuenta los contenidos de fibra y proteína de los alimentos. En las aves, la EM se calcula en
un único paso a partir de los componentes brutos o por regresión desde aquellos.
- La energía neta se calcula a partir de la EM aplicando valores k de eficiencia.
En el caso de la proteína:
- Los aa digestibles en monogástricos se calcular por coeficientes de digestibilidad.
- La proteína metabolizable en rumiantes se calcula a partir de las fracciones degradable y
no degradable de la proteína bruta de los alimentos y de la energía disponible en rumen.
3. Las raciones diseñadas son para un grupo de animales normalmente por lo que hay
que tener en cuenta la aplicación de márgenes de seguridad en la estimación de las
necesidades (p.ej. +5%)
26
SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA
ENERGÍA BRUTA
MATERIA ORGANICA
DIGESTIBLE
x factor
> Caballos (USA)
> Cerdos
x factor
> Conejos
TDN
ENERGÍA DIGESTIBLE
x factor
> Rumiantes
> Cerdos
> Aves
> Conejos
> Perros y gatos
(USA)
desuso
> Rumiantes
> Cerdos
> Caballos
x factor
ENERGÍA METABOLIZABLE
xk
ENERGÍA NETA
ENERGÍA NETA
CABALLOS
UFCAB
(Francia)
ENERGÍA NETA
CERDOS/AS
ENERGÍA NETA
LACTACIÓN
Rumiantes
ENERGÍA NETA
MANTENIMIENTO + PRODUCCIÓN
Rumiantes
> Separados (Francia)
> UFL (Francia)
> Juntos (USA, Holanda) > ENl (USA, solo vacas)
> UFC (Francia)
> ENm+ENg (USA, solo vacuno)
27
SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA DE ALIMENTOS PARA RUMIANTES
Sistema Francés de Unidades Forrajeras Leche y Unidades Forrajeras Carne (INRA, 2007)
+ El sistema francés es muy similar al sistema holandés.
+ Es un sistema de energía neta en el que el contenido energético de los alimentos se expresa
en relación con la energía neta de la cebada de referencia, dando dos valores separados para
cada alimento, uno cuando el alimento se destina a animales lecheros o en crecimiento
(reposición) ( UFL) y otro cuando se destina a animales en engorde ( UFC).
Principio de la valoración: EN = EB x dE x EM/ED x k
(valores de composición química expresados en % sobre la materia seca)
Cálculo del valor energético del maíz.
Composición analítica (%). Entre paréntesis, valores en materia seca.
Materia seca: 86,4
Proteína bruta: 8,1 (9,4)
Fibra bruta: 2,2 (2,6)
Grasa bruta: 3,7 (4,3)
Cenizas: 1,2 (1,4)
FND: 10,4 (12,0)
Valor energético de la cebada de referencia
ENl (kcal/kg) = 1700
ENmg (kcal/kg) = 1820
28
Primer paso:
EB (kcal/kg MS) = 4134 + 14,73 x PB + 52,39 x GB + 9,25 x FB – 44,60 x CENIZAS + FACTOR
Maíz
EB (kcal/kg/MS) = 4134 + 14,73 x 9,4 + 52,39 x 4,3 + 9,25 x 2,6 – 44,60 x 1,4 + 0 = 4459
Segundo paso: ED = dE x EB
dE (%) = dMO – 3,94 + 0,104 x PB + 0,149 x GB + 0,022 x FND – 0,244 x CENIZAS
dMO (%) = 95,81 – 1,911 x FB + factor
Maíz
ED (kcal/kg MS) = (86/100) x 4459 = 3835
dE (%) = 88 – 3,94 + 0,104 x 9,4 + 0,149 x 4,3 + 0,022 x 12 - 0,244 x 1,4 = 86
dMO (%) = 95,81 – 1,911 x 2,6 – 2,54 = 88
Tercer paso: EM = ED x EM/ED
EM/ED (%) = 86,38 - 0,099 x FBo - 0,196 x PBo
FBo y PBo = % de FB y PB en la materia orgánica.
Maíz
EM/ED (%) = 86,38 – 0,099 x 2,6 - 0,196 x 9,5 = 84,3
EM (kcal/kg MS) = 3835 x (84,3/100) = 3235
29
Cuarto paso: EN = k x EM
kl = 0,24 x Qm + 0,46
km = 0,287 x Qm – 0,554
kg = 0,78 x Qm – 0,006
kmg =(km x kg x 1,5)/(kg + 0,5 x km); asume que el Nivel de Producción medio es 1,5.
Nivel de Producción = (ENm + ENg)/ENm
Qm = EM/EB
Maíz
ENl (kcal/kg MS) = EM x kl = 3235 x 0,64 = 2070
ENmg (kcal/kg MS) = EM x kmg = 3235 x 0,69 = 2232
kl = 0,24 x 0,73 + 0,463 = 0,64
km = 0,287 x 0,73 + 0,554 = 0,76
kg = 0,78 x 0,73 – 0,006 = 0,58
kmg =(0,76 x 0,58 x 1,5)/(0,58 + 0,5 x 0,76) = 0,69
Qm = 3235/4459 = 0,73
Quinto paso: ENl y ENm+ENg a UFL y UFC
UFL = ENl/1700
UFC = ENmg/1820
Maíz
UFL/kg MS = 2070/1700 =1,22
UFC/kg MS = 2232/1820 = 1,23
30
SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA DE ALIMENTOS PARA CERDOS
Sistema Francés de Energía para Cerdos y Cerdas (INRA, 2002)
+ Se basa en la observación de que la digestibilidad de la energía es más elevada en los
adultos (por mayor digestión de la fibra en intestino grueso) que en los animales en crecimiento
diferencias en el valor de la ED. La ED en los adultos puede expresarse como una proporción
de la ED de los cerdos en crecimiento que depende de unos coeficientes denominados “a” y “b”
que varían para cada alimento.
+ La EM puede derivarse de la ED mediante el cálculo de las pérdidas de energía en la orina y
por los gases de fermentación. Ambas pérdidas son mayores en los adultos que en los cerdos
en crecimiento. Los cálculos requieren conocer la cantidad de N digestible (porque las pérdidas
urinarias de N son equivalentes al 50% de N digestible) y la fracción del alimento fermentada en
intestino grueso (“residuo digestible” = diferencia entre la materia orgánica digestible y los
componentes digestibles del alimento: proteína, grasa y almidón+azúcares). El almidón y los
azúcares se consideran 100% digestibles.
+ La EN se calcula a partir de los componentes digestibles, de la ED o de la EM mediante
ecuaciones de regresión. Para cada alimento hay dos valores de ED, EM y EN
para cerdos en
crecimiento y para cerdas adultas. Los valores de las tablas son la media de tres ecuaciones.
EN (kcal/kg MS) = 28,9 x PBd + 83,7 x GBd + 34,2 x ALM + 28,5 x AZU + 20,6 x RESd
EN (kcal/kg MS) = 0,703 x ED + 15,8 GB + 4,9 x ALM – 9,8 PB – 9,8 x FB; (ED cerdos o cerdas).
EN (kcal/kg MS) = 0,730 x EM + 13,1 x GB + 3,6 x ALM – 6,7 x PB – 9,8 x FB; (EM cerdos o cerdas).
+ Otros cálculos:
Grasas y aceites: ED = 0,85 x EB; EM = ED; EN = 0,9 x EM
Aminoácidos sintéticos: ED = EB; EN = (0,85 x 0,65 x ED) + (0,6 x 0,35 x ED)
31
El sistema requiere numerosos cálculos sucesivos para la estimación del valor
energético en cerdos y cerdas.
Para hacerlo más fácil se ha propuesto un método simplificado en el que para cada
materia prima se asignan coeficientes medios de conversión como se muestra en la tabla
siguiente.
Alimento
EDcerdas/ EMcerdos/ ENcerdos/ EMcerdas/ ENcerdas/
EDcerdos Edcerdos EMcerdos EDcerdas EMcerdas
EB
dEcerdos
4390
80,6
102,7
96,8
76,7
96,1
76,8
0,60 1,04 75,0
Salvado trigo 4585
52,4
112,3
94,9
72,5
93,8
71,5
0,72 1,08 62,0
Harina soja
4659
85,0
106,3
91,4
60,5
90,3
62,0
1,91 1,01 86,6
P. remolacha 4060
72,0
112,9
94,3
60,2
91,2
63,4
1,67 1,05 49,8
Alfalfa desh.
4301
42,6
118,3
92,8
54,5
90,2
56,3
0,72 1,10 35,3
Har. pescado 4644
85,0
100,0
90,5
65,0
90,3
64,8
0,00 1,00 85,0
Grasas
y aceites
85,0
100,0
99,4
89,7
99,3
89,8
0,00 1,00
Cebada
9380
a
b
dN
-
32
Cálculo de los valores energéticos del maíz
Pasos para el cálculo simplificado
CERDO
CERDA
CRECIMIENTO ADULTA
EB (kcal/kg MS)
4459
Paso 1º
dEcerdos (%)
87,9
-
EDcerdos (kcal/kg MS) = EB x dEcerdos / 100
3920
-
Paso 2º
EDcerdas/EDcerdos (%) =
100 + a x 10 x (100 – Cenizas) x (100 – b x dEcerdos) / EDcerdos
-
104
Paso 3º
a = 1,67
b = 1,03
EDcerdas (kcal/kg MS) = EDcerdos x (EDcerdas/EDcerdos) / 100
-
4077
Paso 4ª
EMcerdos/EDcerdos ó EMcerdas/EDcerdas (%)
97,6
97,1
EM (kcal/kg MS) = ED x (EM/ED) / 100
3826
3959
ENcerdos/EMcerdos ó ENcerdas/EMcerdas (%)
80,1
79,6
EN (kcal/kg MS) = EM x (EN/EM) / 100
3065
3151
Paso 5º
Paso 6º
33
SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA DE ALIMENTOS PARA CABALLOS
Sistema Francés de Unidades Forrajeras Caballo (INRA, 1990)
+ Es un sistema de energía neta en el que el contenido energético de los alimentos se
expresa en relación con la energía neta de la cebada de referencia.
Principio de la valoración:
EN = EB x dE x EM/ED x k
ó
Ecuaciones de regresión para grupos de alimentos basadas exclusivamente en
componentes del alimento, o incluyendo además valores de materia orgánica digestible,
energía digestible o energía metabolizable para aumentar la precisión.
El cálculo de la ED requiere buscar la digestibilidad de la materia orgánica en tablas. Si no está
disponible se utilizan a valores de dMO de cerdos (si FB < 15%) y rumiantes (si FB > 15%)
Valor energético de la cebada de referencia: EN (kcal/kg) = 2250 = 1 UFCAB
Sistema Americano de Energía Digestible (NRC, 2007)
+ El valor de los alimentos se expresa en energía digestible calculada a partir de ecuaciones
de regresión, una para concentrados, otra para forrajes y otra para grasas, todas basadas
en la composición química.
34
Sistema francés ej. de algunas ecuaciones para el cálculo directo de UFCAB.
1. Forrajes
UFCAB = - 0,0557 + 0,0056 x GC + 0,0619 x (ED/238,9) (r2 = 0,996)
UFCAB = 0,825 – 0,0011 x FB + 0,0006 x PB (r2 = 0,69)
2. Otras materias primas
UFCAB = -0,134 + 0,0027 x FB - 0,0036 x FB + 0,0032 x GC + 0,0755 x (ED/238,9) (r2 = 0,99)
UFCAB = 0,815 – 0,00942 x FB + 0,00035 x PB + 0,0058 x GC (r2 = 0,96)
3. Grasas y aceites
UFCAB = EB x 0,88 x 0,9/2250
Sistema americano: tres ecuaciones
1. Forrajes
ED (kcal/kg MS) = 2118 + 12,18 x PB – 9,37 x FAD - 3,83 x (FND-FAD) + 47,18 X GB + 20,35 x
CNF – 26,2 x CENIZAS
2. Otras materias primas
ED (kcal/kg MS) = 4070 – 55 x FAD
3. Grasas y aceites
ED (kcal/kg MS) = -860 + 100,6 x GB
Nota: todos los valores expresados sobre materia seca, los componentes químicos en % y
la ED en kcal/kg. GC = almidón + azúcares.
35
Valores de energía de algunos alimentos para caballos
según el sistema francés y el sistema americano
Alimentos
% MS
UFCAB kcal/kg MS
EN/ED
FB FND FAD CNF GC /kg MS EN
ED
CENIZAS
PB
EE
AVENA
3,2
9,7
5,4 14,0 34,9 19,3 46,8 42,3
0,93
2097 3007
0,70
CEBADA
2,6
10,8
2,0
5,3 19,0 5,9 65,6 61,1
1,12
2530 3744
0,68
SALVADO TRIGO
5,7
17,2
4,0 11,2 43,9 13,9 29,2 26,1
0,87
1950 3305
0,59
HNA.GIRASOL 28
6,8
31,3
1,7 28,5 47,5 30,7 12,7 6,6
0,59
1336 2384
0,56
12,2
16,6
2,5 28,6 51,8 40,2 16,8 2,6
0,53
1187 2040
0,58
PAJA DE CEREALES
7,9
4,0
1,7 39,3 78,5 50,6 7,9
2,2
0,42
944 1622
0,58
ACEITE SOJA
0,0
0,0
100
0,0
2,96
6660 9202
0,72
ALFALFA GRANULADA
0,0
0,0
0,0
0,0
36
SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA DE ALIMENTOS PARA AVES
Sistema de Energía Metabolizable Aparente Corregida por Nitrógeno
(CVB, 2000)
+ Es un sistema de energía metabolizable no corregida por las pérdidas fecales y que tiene
en cuenta la retención de N en el organismo.
+ La corrección por el balance de N a la EMA es de 8,22 kcal por g de N retenido. La
corrección es negativa en aves adultas no productoras porque la retención de N es cero. En
ponedoras y pollos > 21 días, la retención se estima en 30% del N ingerido. En pollos < 21
días, la retención se estima en 40% del N ingerido. En ambos casos, la corrección es positiva.
+ Los valores de EM aparente y
verdadera son muy similares en la
mayoría de los alimentos (diferencia
< 5%) cuando el suministro es a libre
consumo (como es común en
avicultura). Por ese motivo, no se ha
extendido el uso de la EMVn como
medida del valor energético para
aves.
37
Principio de la valoración
El contenido en EM de las materias primas se calcula a partir de su composición
química, multiplicando el contenido en proteína bruta, grasa bruta y extractivos
libres de N por su coeficiente de digestibilidad y por un factor que representa la
eficacia de conversión de la ED en EM. Se supone que la contribución
energética de la fibra bruta es nula, al no poder ser digerida ni fermentada por
las aves. Se tiene en cuenta la menor capacidad de los pollos jóvenes para
digerir la grasa y otros componentes del alimento y la mayor capacidad de las
ponedoras y los pollos > 21 días para digerir la grasa
ó
ecuaciones de regresión para alimentos individuales o grupos de alimentos,
basadas en uno o varios componentes analíticos.
Para cada alimento, existen tres valores de EMAn: gallos adultos, gallinas ponedoras y
pollos > 21 días, y pollos < 21 días. En general, los valores de gallos adultos pueden
usarse en los cálculos de raciones.
38
Ejemplo de cálculo de la EMAn a partir de coeficientes de digestibilidad
Nota:
cd = coeficiente de digestibilidad del componente, valores de los componentes en % MS
Gallos adultos
EM (kcal/kg MS) = (0,431 x cd x PB + 0,928 x cd x GB + 0,414 x cd x ELN) x 100
Ponedoras y pollos > 21 días
EM (kcal/kg MS) = (0,431 x cd x PB + 1,067 x cd x GB + 0,414 x cd x ELN) x 100
Pollos < 21 días
EM (kcal/kg MS) = (0,372 x cd x PB + 0,928 x cd x GB + 0,414 x cd x ELN) x 100
EMAn
kcal/kg MS
Composición de los alimentos, % MS
Ponedoras
Pollos > 21 d
y pollos > 21 d
PB
EE
ELN
Gallos
Maíz
9,84
4,40
81,83
3779
3829
3657
Harina soja
48,52
2,17
34,82
2324
2332
1974
COEFICIENTES DE DIGESTIBILIDAD
0,83
0,84
0,91
0,85
0,28
0,34
Maíz
0,81
0,93
0,88
Harina soja
0,83
0,50
0,26
Gallos, ponedoras Maíz
y pollos > 21 dias Harina soja
Pollos < 21 dias
39
SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA DE ALIMENTOS PARA CONEJOS
Sistema de Energía Metabolizable Aparente Corregida por Nitrógeno (CVB, 2000)
+ Es un sistema de energía metabolizable no corregida por las pérdidas fecales y que tiene
en cuenta la retención de N en el organismo.
+ La corrección por el balance de N es 1,15 kcal por g de N digestible. El fundamento es
que 1 g de N digestible resulta en 0,16 g de N urinario. El valor energético del N urinario es
7,2 kcal/g. Luego: 1 g N digestible
0,16 g N urinario x 7,2 kcal/g = 1,15 kcal/g N digestible.
Principio de la valoración
El contenido en EM de las materias primas se calcula a partir de su composición
química, multiplicando el contenido en proteína bruta, grasa bruta, fibra bruta y extractivos
libres de N por su coeficiente de digestibilidad (cd) y por un factor que representa la
eficacia de conversión de la ED en EM
EM (kcal/kg MS) = 0,454 x cd x PB + 0,090 x cd x GB + 0,039 x cd x GB + 0,0409 x cd x ELN (1)
ó
se puede calcular la ED multiplicando los componentes del alimento por sus coeficientes
de digestibilidad y luego corregir por las pérdidas gaseosas y urinarias según la fórmula:
EM = ED x EM/ED (2); donde
EM/ED = 0,995 – 1,15 *PBD/ED; donde PBD es g y ED son kcal
CEBADA
Composición, % MS
PB
EE
10,8 2,0
FB
ELN
5,3 79,6
Coeficientes de digestibilidad 0,65 0,85 0,15 0,87
ED
PBD
kcal/kg MS g/kg MS
3640
70,2
EM
kcal/kg MS
3334 (1)
3541 (2)
Diferencia
≈ 6% 40
SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA DE ALIMENTOS PARA PERROS Y GATOS
Sistema Americano de Energía Metabolizable Aparente Corregida por Nitrógeno
(NRC, 2004)
+ Es un sistema de energía metabolizable no corregida por las pérdidas fecales y que tiene
en cuenta la retención de N en el organismo.
Principio de la valoración:
Alimentos con digestibilidad > 90% (caseros tipo carne y cereales cocinados): cálculo a
partir de los factores de Atwater sin modificaciones:
- 4 kcal por gramo de proteína
EM (kcal/kg MS) = 40 x PB + 90 x GB + 40 x ELN
- 9 kcal por gramo de grasa
(los componentes en % MS)
- 4 kcal por gramo de ELN
Estos factores son comunes a alimentos de perros y gatos.
Alimento comerciales: ecuaciones de regresión a partir de la digestibilidad de la energía
bruta. La digestibilidad se calcula en función del contenido en FB. Posteriormente se
corrige la energía digestible por las pérdidas de N en la orina para calcular la energía
metabolizable. Las ecuaciones son diferentes para perros y gatos. Cuando la fibra bruta
es > 8%, la EM se subestima en aquellos alimentos en que contiene un fracción fibrosa
fermentable importante.
41
Perros
Paso 1º
Cálculo de la EB
(valores en % MS)
Ej. Composición del alimento en MS: 35% PB, 20% GB, 5% FB, 25% ELN
EB (kcal/kg MS) = 57 x PB + 94 x GB + 41 x (FB + ELN)
5105
dEB = 91,2 – 1,43 x FB
84,05
Paso 3º
Cálculo de la ED
ED (kcal/kg MS) = EB x dEB/100
4291
Paso 4º
Cálculo de la EM
(PB en % MS)
EM = ED – 10,4 x PB
3927
Paso 2º
Cálculo de la
digestibilidad de la EB
(FB en % MS)
Gatos
Paso 1º
Cálculo de la EB
(valores en % MS)
Ej. Composición del alimento en MS: 35% PB, 20% GB, 5% FB, 25% ELN
EB (kcal/kg MS) = 57 x PB + 94 x GB + 41 x (FB + ELN)
5105
dEB = 87,9 – 0,88 x FB
83,5
Paso 3º
Cálculo de la ED
ED (kcal/kg MS) = EB x dEB/100
4263
Paso 4º
Cálculo de la EM
(PB en % MS)
EM (kcal/kg MS) = ED – 7,7 x PB
3994
Paso 2º
Cálculo de la
digestibilidad de la EB
(FB en % MS)
42
•
•
•
•
•
•
Valoración proteica
Valoración de minerales
Valoración de carbohidratos
Sistemas de valoración de energía
Sistemas de valoración de proteína
Tablas de composición de alimentos
43
SISTEMAS DE VALORACIÓN PROTEICA DE ALIMENTOS PARA RUMIANTES
Sistema Francés de Proteína Digestible en Intestino (PDI) (INRA, 2007)
Degradabilidad teórica (DT) en rumen para velocidad de tránsito = 6%/h
Datos previos variables para cada alimento,
Digestibilidad real en intestino delgado (dr)
obtenidos de las tablas o calculados por ecuaciones
Materia orgánica fermentable en rumen (MOF)
Contenido de proteína verdadera en la proteína microbiana = 80%
Digestibilidad de la proteína verdadera microbiana = 80%
Síntesis de proteína microbiana por kg de MOF = 145 gramos
Constantes
Paso 1º
Cálculo de la proteína no degradable
digestible en intestino
PDIA (g/kg MS) = PB x [1,11 x (1 – DT)] x dr
Paso 2º
Cálculo de la proteína microbiana sintetizada en
rumen con el N disponible (energía no limitante)
PDIMN (g/kg MS) = PB x [1 - 1,11 x (1 – DT)] x 0,9 x 0,8 x 0,8
Paso 3º
Cálculo de la proteína microbiana sintetizada en
rumen con la energía disponible (N no limitante)
PDIME (g/kg MS) = MOF x 0,145 x 0,8 x 0,8
Paso 4º El valor de PDI es:
PDIE = PDIA + PDIME
Valor a utilizar en la ración si PDIMN > PDIME (energía limitante)
PDIN = PDIA + PDIMN
Valor a utilizar en la ración si PDIME > PDIMN (N limitante)
Ejemplo: harina de soja. PB = 494 g/kg MS; DT = 63%; dr = 95%; MOF = 669 g/kg MS
PDIA (g/kg MS) = 193
PDIMN (g/kg MS) = 168
PDIN (g/kg MS) = 361
PDIME (g/kg MS) = 62
PDIE (g/kg MS) = 255
44
SISTEMAS DE VALORACIÓN PROTEICA DE ALIMENTOS PARA CABALLOS
Sistema Francés de Materias Nitrogenadas Digestibles para Caballos (INRA, 1990)
+ Es un sistema que pretende ajustar los aportes nitrogenados a los caballos en función de
la digestibilidad aparente de la proteína bruta y de la proporción de aminoácidos
realmente absorbidos en intestino delgado.
El procedimiento es:
MNDCAB (g/kg MS) = PB x cd x k
donde PB se expresa en g/kg MS, cd es el coeficiente de digestibilidad de la proteína bruta,
y k es un factor que depende del tipo de materia prima
concentrados, k = 1; forrajes
deshidratados, k = 0,85; pajas y alimentos ricos en lignina, k = 0,80.
Ejemplo: Alfalfa deshidratada
PB = 174 g/kg MS; cd = 0,70; k = 0,85
MNDCAB (g/kg MS) = 174 x 0,87 x 0,85 = 104
45
•
•
•
•
•
•
Valoración proteica
Valoración de minerales
Valoración de carbohidratos
Sistemas de valoración de energía
Sistemas de valoración de proteína
Tablas de composición de alimentos
46
TABLAS DE COMPOSICIÓN DE MATERIAS PRIMAS
• Las tablas de composición de materias primas recopilan la información disponible sobre la
composición química y nutricional de aquellas.
• La información presentada por las tablas depende básicamente de:
1.- El país de origen: la cantidad y los tipos de materias primas incluidos en las tablas
varían de país a país; además, muchos países expresan los valores nutritivos en unidades
características de los sistemas de valoración nutritiva de alimentos que han desarrollado.
2.- El número de especies animales consideradas: las tablas pueden ser temáticas o
contener información para múltiples especies. En general, las tablas multiespecíficas no
incluyen información referente a la composición y valoración de las materias primas
usadas en la alimentación de los carnívoros domésticos porque son muy específicas.
En España no existe un sistema nacional de valoración de
materias primas pero FEDNA recopila información de la
composición química de las materias primas usadas en
nuestro país y presenta datos de sus valores nutritivos
derivados de aquella.
MAIZ NACIONAL
COMPOSICIÓN QUÍMICA (%)
Humedad Cenizas PB EE Grasa verd. (%EE)
13.8
1.2
7.5 3.6
Tablas FEDNA, 3ª edición
90
FB FND FAD LAD Almidón Azúcares
∑=99.0
2.3
7.9
Ácidos grasos
3.0
0.9
63.3
1.7
C14:0 C16:0 C16:1 C18:0 C18:1 C18:2 C18:3 C≥20
% Grasa verd.
11.0
2.0
27.0
56.0
1.0
% Alimento
0.36
0.06
0.87
1.81
0.03
Macrominerales (%)
Ca
P
Pfítico Pdisp. Pdig. Av
0.03 0.25
0.18
0.05
Pdig. Porc
0.07
0.05
Microminerales y vitaminas (mg/Kg)
Cu Fe Mn Zn Vit. E Biotina Colina
4
28
7
24
21
0.07
500
Na
Cl
Mg
K
S
0.01 0.05 0.10 0.29 0.13
VALOR ENERGÉTICO (kcal/kg)
RUMIANTES
EM
UFI UFc
ENI
ENm ENc
2900 1.07 1.09 1890 2010 1390
PORCINO
Crecimiento
ED
EM
EN
3465 3390 2650
AVES
EN
Cerdas
2680
EMAn
pollitos
broilers/
<20 d ponedoras
3180
3280
Almidón rumen- (%)
Soluble
Degradable
27
60
VALOR PROTEICO
Coeficiente de digestibilidad de la proteína (%)
Rumiantes Porcino Aves Conejos Caballos
66
75
85
CONEJOS CABALLOS
65
70
ED
ED
3200
3460
VALOR PROTEICO
RUMIANTES
Degradación ruminal N (%)
a
b
12
82
kd (%/h) DT
4.0
45
PDIA PDIE PDIN Lys
dr
90
(%)
4.1
Met
(%PDIE)
8.0
5.8
6.0
2.0
PORCINO
AAs
Composición
DIA1
AVES
DIS2
DR3
(%PB)
(%)
(%PB)
(%)
(%PB)
(%)
(%PB)
(%)
Lys
2.95
0.22
66
0.15
77
0.17
73
0.16
Met
2.07
0.16
83
0.13
87
0.14
90
0.14
Met + Cys
4.29
0.32
78
0.25
85
0.27
84
0.27
Tre
3.56
0.27
70
0.19
83
0.22
82
0.22
Trp
0.78
0.06
60
0.04
80
0.05
80
0.05
Ile
3.40
0.26
77
0.20
87
0.22
88
0.22
Val
4.75
0.36
77
0.27
87
0.31
85
0.30
Arg
4.50
0.34
80
0.27
88
0.30
90
0.30
1Digestibilidad ileal aparente; 2Digestibilidad ileal estandarizada; 3Digestibilidad real