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CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE LA CALIDAD DE LOS FORRAJES (Ing. Zoot. Tabaré Bassi) Todos los productos utilizados en alimentación animal pueden ser evaluados en función de sus propiedades cuantitativas y cualitativas, o planteado de otra forma, de acuerdo al rendimiento y calidad de los mismos.
Al considerar el rendimiento de un producto es necesario expresarlo en unidades de materia seca, ya que un forraje puede producir gran cantidad de materia verde, pero la misma puede llegar a estar constituida por una elevada cantidad de agua. En un forraje de este tipo, si bien a priori tendría una elevada producción, el material nutritivo aprovechable por el animal sería bastante menor debido a la gran cantidad de agua del mismo. Para corregir esto y poder evaluar correctamente los productos, es necesario analizar sus rendimientos en materia seca, o sea, sin su contenido de humedad. Por otra parte, los distintos forrajes poseen una gran variabilidad en su contenido de humedad, por lo que su composición será necesario expresarla en materia seca para poder realizar comparaciones válidas. Por otra parte, para evaluar la calidad nutritiva se debe considerar cuánto de la materia seca que provee el alimento será digerido en el tracto gastrointestinal del animal y qué capacidad tendrá para aportar energía y proteínas.
MATERIA SECA
La materia seca de los alimentos está constituida por una fracción orgánica y otra inorgánica. El componente inorgánico está dado por los minerales que posee el vegetal, principalmente potasio y silicio. Pero también, la mayoría de los compuestos orgánicos contienen elementos minerales como componentes estructurales, por ejemplo, las proteínas contienen azufre, y muchos lípidos y carbohidratos, fósforo. El componente orgánico está constituido por carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, ácidos orgánicos y vitaminas. Los carbohidratos son los más abundantes en todos los vegetales y en la mayoría de las semillas. Esto se debe a que los
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carbohidratos,
principalmente
celulosa
y
hemicelulosa,
son
los
principales
componentes de la pared celular de los vegetales y a que constituyen la mayor fuente de almacenamiento de energía en forma de almidón y fructosanos. Las proteínas son el principal compuesto nitrogenado de las plantas; su contenido es elevado cuando éstas son jóvenes y desciende a medida que las mismas maduran. Otros compuestos orgánicos presentes en el forraje son los ácidos nucleicos, pero son de mucha menor cuantía que las primeras. Los ácidos orgánicos y vitaminas son los restantes componentes de la materia seca vegetal. Los primeros se encuentran en bajas concentraciones, y los segundos son de gran importancia ya que los vegetales tienen la capacidad de sintetizar todas las vitaminas necesarias para su metabolismo, mientras que los animales no tienen esa capacidad y dependen del aporte exógeno. La composición de los alimentos se puede sintetizar en el siguiente esquema: •
Alimento o
Agua
o
Materia Seca
Componentes inorgánicos
Componentes orgánicos
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleicos
Ácidos orgánicos
Vitaminas
Para calcular el contenido de materia seca de un forraje se pesa una muestra representativa del mismo, luego se la coloca en estufa hasta que en pesadas sucesivas mantenga un peso constante debido a la pérdida de todo su contenido de humedad. Por último se estima el porcentaje de materia seca del material mediante la fórmula:
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% MS = Peso inicial - Peso final x 100 Peso inicial
CALIDAD NUTRICIONAL
La calidad de los alimentos es una característica que puede ser definida de diversas maneras. Pero un buen método para considerar la misma es estimar la digestibilidad de la materia seca, la energía que aporte el alimento y la proteína que brindará el mismo.
DIGESTIBILIDAD DE LA MATERIA SECA (DMS):
Es el porcentaje de materia seca que supuestamente será digerido en el tracto gastrointestinal del animal. Puede definirse, con cierta exactitud, como la proporción de alimento consumido que no se excreta en las heces y por lo tanto se considera absorbida. Para determinar la digestibilidad se emplean métodos in vivo, in vitro e in sacco. •
Métodos in vivo: Consiste en medir la cantidad de alimento que consume un animal o un conjunto de animales, y las excreciones que liberan durante un tiempo determinado. La diferencia entra lo consumido y lo excretado puede considerarse como lo digerido por el animal. De tal forma que el porcentaje de digestibilidad de ese alimento puede calcularse a partir de la siguiente fórmula: % DMS = Total de alimento consumido - Total excretado x 100 Total de alimento consumido
•
Este método de evaluación de la digestibilidad no es exacto ya que se cometen dos errores. El primero es que el gas metano producido durante al fermentación ruminal se pierde mediante el eructo y no se absorbe, de tal forma que se sobrestimaría la digestibilidad. El segundo error, y más grosero,
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es que las heces no sólo están compuestas de restos de alimento no digeridos, sino que también la constituyen enzimas, sustancias segregadas por el intestino y células de la mucosa intestinal. De esta manera la digestibilidad calculada en realidad resulta inferior a la digestibilidad que realmente tendrá el alimento en cuestión. •
Métodos in vitro: Son métodos de laboratorio que procuran imitar el accionar del tracto gastrointestinal. Consiste en someter una muestra de peso conocido en una solución que imite el accionar digestivo durante un tiempo determinado. Luego se procede a pesar el excedente que no pudo ser degradado por la solución y la diferencia entre el peso original y el restante es lo que realmente puede ser digerido. Los resultados se expresan en porcentaje: DMS (%) = Peso inicial - Peso final x 100 Peso inicial
•
Para imitar el accionar digestivo de monogástricos se utiliza una solución compuesta por ácido clorhídrico y pepsina, mientras que para rumiantes se somete a la muestra durante 48 horas en líquido ruminal y luego por otras 48 horas en pepsina, previa acidificación con ácido clorhídrico. Como muchas veces es difícil contar con líquido ruminal se puede reemplazar al mismo por una solución de celulasa. •
Métodos In Sacco: consiste en colocar muestras de 3 a 5 grs. en bolsas de material sintético permeables dentro del rumen del animal a través de una fístula. Se las deja de 24 a 48 horas, se lavan, desecan y pesan para luego calcular la digestibilidad que se produjo.
La digestibilidad de todos los materiales está dada en función de la composición celular y, más precisamente, de la composición química de cada forraje en estudio. Las células vegetales están constituidas por una fracción correspondiente al
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contenido celular y otra a la pared celular. El contenido celular posee una digestibilidad casi total, siendo en promedio del 98%. Mientras tanto, la pared celular posee una digestibilidad muy variable, que se manifiesta en función de la proporción en que se encuentren sus componentes: hemicelulosa, celulosa y lignina. Estos tres elementos químicos constituyen en conjunto la fibra vegetal, y es su cantidad como su calidad lo que más afecta la digestibilidad. Los análisis que se utilizan en la actualidad son los propuestos por Van Soest. Estos, separan el contenido celular de la pared celular, y a esta última la particiona en tres fracciones: Fibra en detergente neutro, Fibra en detergente ácido y lignina en detergente ácido. •
Fibra en Detergente Neutro (FDN): Es la fibra que queda luego de hervir al forraje en una solución de detergente neutro (sulfato lauril sódico y ácido etilendiaminotetraacético, EDTA). Durante el tratamiento todo el contenido celular se disuelve y queda lo correspondiente a la pared celular (celulosa, hemicelulosa y lignina). El contenido de FDN se expresa en porcentaje del total de materia seca.
•
Fibra en Detergente Ácido (FDA): Es la fibra que queda luego de someter el forraje a una solución de detergente ácido (ácido sulfúrico y bromuro de acetiltrimetilamonio). En este proceso se extrae la hemicelulosa, de tal forma que la fibra restante estará constituida por celulosa y lignina. Al igual que el FDN, los resultados se deben expresar en porcentaje de la materia seca evaluada.
•
Lignina en Detergente Ácido (LDA): Es el residuo que queda al exponer la fibra en detergente ácido a una solución de ácido sulfúrico. Al igual que los casos anteriores, el resultado se expresa en porcentaje de LDA con respecto a la materia seca analizada.
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Composición de la célula vegetal y análisis que determina cada fracción. Contenido Celular
Pared Celular F.D.N. F.D.A.
Proteína Bruta, Cenizas, Lípidos, Hidratos de carbono, Ácidos orgánicos.
Hemicelulosa
L.D.A. Celulosa Lignina
Como ya se mencionó anteriormente, la digestibilidad de un forraje estará dada en función de la cantidad y calidad de fibra que posea. Así es que a mayor contenido de fibra y a menor calidad de la misma, menor será la digestibilidad del forraje. Por lo general, cuanto mayor sea el contenido de FDN (pared celular) de un forraje menor será su digestibilidad. Pero esto no siempre es así ya que la digestibilidad de la pared celular dependerá del grado de lignificación de la misma. De tal forma que su digestibilidad estará determinada por la cantidad de FDA y de LDA que posea. A mayor fibra en detergente ácido y a mayor lignina, menor será la digestibilidad del material. De esta manera se puede explicar la correlación estadística existente entre el contenido de FDA y la digestibilidad.
Evolución de la digestibilidad y su relación con la FDA
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De todas formas cabe aclarar que para que se cumplan correctamente las funciones gastrointestinales será indispensable que la dieta posea por lo menos un mínimo de fibra. Caso contrario el animal sufrirá trastornos digestivos, que se reflejarán en diarreas, mal aprovechamiento del forraje ingerido, decaimiento y merma en la producción. Pero dicha fibra, si es de calidad, con bajos porcentaje de FDA y LDA, será más aprovechable por parte del animal y más beneficioso para la producción.
A partir del análisis de los componentes de la pared celular se puede llegar a estimar mediante fórmulas cuál es la digestibilidad aproximada del forraje. Para ello se han desarrollado varias ecuaciones, pero como ejemplo citaremos la propuesta por Van Soest: DMS (%) = (100 - FDN%) x 0,98 + FDN%/100 x (147,3 -79,8 x log10 (LDA/FDA x 100)) - 12.9
De todas formas las ecuaciones sirven para tener una estimación próxima de la digestibilidad, pero no es recomendable utilizar los resultados como valores absolutos.
ENERGÍA
Todas las funciones vitales y productivas del animal requieren energía, por lo tanto la capacidad de aportarla es de gran importancia al determinar el valor nutritivo de los alimentos. Los animales poseen una demanda energética determinada para poder mantenerse, y todo lo que el alimento brinde sobre esa demanda será utilizado por el metabolismo animal para las diversas producciones (leche, carne, grasas, etc.).
APORTES DE ENERGÍA
ENERGÍA BRUTA (EB)
Es la cantidad de energía química existente en los alimentos. Se determina al convertirla en energía calórica y medir el calor producido en unidades de
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megacalorías/kilogramo de materia seca (Mcal/Kg MS.) o megajoules/kilogramos de materia seca (Mj/Kg MS).
La energía bruta se determina con una bomba calorimétrica. Se introduce una muestra del alimento en la misma, se la somete a ignición y se mide el calor liberado al considerar la variación de temperatura producida.
Del total de la energía bruta contenida en los alimentos sólo una parte podrá ser aprovechada por los animales, ya que otra se pierde en las excreciones. La fracción de energía restante, que no se pierde en heces, es la conocida como energía digestible y se manifestará en función de la digestibilidad del forraje.
ENERGÍA DIGESTIBLE (ED)
Es la energía del alimento que es digerida en el tracto digestivo animal. Resulta de al energía bruta menos la energía que se pierde en heces. Se puede determinar al multiplicar la energía bruta del forraje por su digestibilidad. ED = EB x Dig MS
La energía bruta es propia de cada alimento, mientras que la energía digestible depende también del animal que la consuma, ya que un alimento tendrá distinta digestibilidad
si
es
consumida
por
un
rumiante
o
un
monogástrico.
La energía bruta es poco variable entre los distintos forrajes (mucho menos aún entre los distintos híbridos), pero lo que sí puede variar considerablemente es su digestibilidad. De esta forma, existe una correlación positiva entre la digestibilidad de un alimento y su aporte de energía digestible.
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Evolución de la energía digestible y su relación con la digestibilidad.
No toda la energía digestible podrá ser aprovechada por los animales, ya que parte se pierde por orina y parte por gases originados durante la digestión. La energía restante que queda para ser aprovechada por el animal se conoce como energía metabolizable.
ENERGÍA METABOLIZABLE (EM)
Es la energía que queda para ser aprovechada por el metabolismo animal y resulta de restar la energía que se pierde por orina y gases digestivos (principalmente metano) a la energía digestible.
En promedio por orina se pierde 10 % de la energía digestible, y por metano un 8 %. Pero estos valores pueden fluctuar con el tipo de alimento y con el tipo de animal. De todas maneras se puede estimar que la energía metabolizable es aproximadamente un 82% de la energía digestible. EM = ED x 0,82
La energía metabolizable capaz de brindar un forraje estará dada en función de la calidad del mismo. A mayor calidad, mayor energía metabolizable será capaz de aportar dicho forraje. Como la FDA es un buen parámetro para determinar calidad de
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los materiales, la misma se relacionará inversamente con la energía metabolizable que los animales podrán aprovechar del mismo.
Relación entre la Energía metabolizable de los forrajes y su correspondiente FDA.
Ahora bien, no toda la energía metabolizable absorbida por el animal podrá ser destinada a mantener las funciones vitales y productivas, ya que una porción de la misma se pierde en el incremento calórico que se genera en los procesos metabólicos
ENERGÍA NETA
Es la energía del alimento que queda disponible para fines útiles, o sea, para el mantenimiento corporal y los distintos procesos productivos. La energía neta se puede clasificar en EN de crecimiento y EN de lactación. Esto es así porque el incremento calórico que se produce en el proceso de síntesis de leche es menor que el que se origina en la producción de carne. De tal forma que si un alimento puede aportar un valor dado de EM, la energía neta que queda disponible para elaborar leche será mayor que la disponible para producir músculo y grasa. Existen ecuaciones para estimar la energía neta de lactación o de crecimiento que brinda un alimento determinado en función de su energía metabolizable.
Toda la cadena que se origina al desdoblar los distintos tipos de energía de los alimentos se conoce como partición de la energía, y se puede sintetizar en el siguiente esquema:
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Partición de la Energía
Para realizar análisis comparativos no basta con estimar la energía bruta de los alimentos, ya que habrá una pérdida que dependerá de la digestibilidad del mismo. El producto de la energía bruta y la digestibilidad brindará una idea muy cercana al valor real de energía digestible que aporta cada alimento. En este caso, ya es parámetro válido de comparación.
PROTEÍNA BRUTA:
Además de energía, todos los animales necesitan para vivir y producir, ingerir diariamente una dosis determinada de proteínas. Las mismas deben cubrir los
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requerimientos de mantenimiento y a su vez aportar un excedente que será destinado a la síntesis de los productos determinados.
Sin lugar a dudas, la capacidad de aportar proteínas por parte de los forrajes es también un parámetro de calidad. En muchos alimentos, como el maíz, su determinación no es significante, ya que al ser sus valores proteicos muy bajos se deberá recurrir indefectiblemente a la utilización de otros materiales para corregir esta deficiencia.
Las proteínas están constituidas, en promedio, por un 16 % de nitrógeno. De tal forma que si se conoce la cantidad de éste que posee un alimento se puede inferir su contenido proteico. Los análisis se basan en este criterio para realizar las determinaciones. Una vez evaluado el contenido nitrogenado se multiplica el valor obtenido por 6,25, para transformar ese 16 % de nitrógeno en cantidad de proteína.
El análisis más difundido para determinación de proteína bruta a partir del contenido de nitrógeno fue propuesto por Kjeldhal, pero existen otros que basan su desarrollo en el mismo fundamento con técnicas más recientes. Tal es el caso de nuestro laboratorio, donde se emplea la metodología propuesta por Dumas, mucho más moderna y menos contaminante.
La utilización del concepto de proteína bruta en los programas de nutrición animal y en las evaluaciones alimenticias no es un parámetro exacto y se encuentra viciado de sobreestimación. Esto es así debido a que no todo el contenido nitrogenado de los alimentos proviene de las proteínas del mismo, sino que existen compuestos nitrogenados no proteicos que hacen que se produzca esta sobreestimación. De todas formas hay que tener en cuenta la capacidad de los rumiantes, no así de los monogástricos, de transformar el nitrógeno en proteína sin importar demasiado cuál fuese su origen. Esto es así gracias a la flora microbiana del rumen capaz de sintetizar proteína microbiana que será aprovechable por el animal.
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Si bien el concepto de calidad forrajera puede ser tema de discusión, sin lugar a duda las determinaciones de digestibilidad, energía y proteína son los mejores parámetros para realizar comparaciones, plantear conclusiones y llevar adelante programas nutricionales. Además los análisis de componentes de esos alimentos como FDN, FDA y LDA pueden ser utilizados ya sea para evaluaciones y/o comparaciones directas o para determinaciones indirectas de la digestibilidad de los materiales y de la energía que son capaces de aportar. De tal forma que contar con cada uno de estos datos será imprescindible para llevar a cabo las diversas tomas de decisiones necesarias para potenciar el nivel productivo de cada empresa agropecuaria.
Ing. Zoot. Tabaré Bassi Cátedra de Manejo de Pasturas Facultad de Ciencias Agrarias Universidad Nacional de Lomas de Zamora
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