Digestibilidad I

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?
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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
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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)
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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
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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-kdt)
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