Digestibilidad (29/8)
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06/09/2013 Digestibilidad de los alimentos para rumiantes Aron Bondi Nutrición Animal McDonald, Edwards, Greenhalgh Nutrición Animal Maynard Loosli Nurtición Animal www.fvet.edu.uy Cecilia Cajarville Curso de Nutrición Animal 2013 Digestibilidad La digestibilidad de los alimentos Concepto y definiciones Determinación de la digestibilidad in vivo Digestibilidad real Factores que afectan la digestibilidad Ingesta Heces Otros métodos para estimar la digestibilidad Uso de marcadores Métodos in vitro Ingerido – Heces Digestibilidad = Degradabilidad ruminal y bolsas móviles Ingerido Elize 1 06/09/2013 Digestibilidad Concepto y definiciones Métodos in vivo Condiciones: nº animales, pH, N, minerales Determinación de la digestibilidad in vivo Digestibilidad real Factores que afectan la digestibilidad Período de prueba: - adaptación (forrajes groseros: excreción 10-12 días) - experimental: rumiantes 5 días monogástricos 3 días Otros métodos para estimar la digestibilidad Uso de marcadores Métodos in vitro Degradabilidad ruminal y bolsas móviles Estudios sobre el ambiente ruminal y utilización de pasturas en el rumen Departamento de Nutrición, Libertad Facultad de Veterinaria 2 06/09/2013 3 06/09/2013 Métodos in vivo Suministro de alimento: Consumo Restringido – ad libitum Ensayo para determinar la digestibilidad de una pastura compuesta por raigrás y trébol blanco (estado vegetativo) vegetativo).. Se utiliza un lote de novillos (400 kg de PV) que consumen 10 kg de MS diarias cada uno uno.. Diariamente eliminan en heces 3 kg de MS en promedio. promedio. 1) ¿Cuál es la digestibilidad de la MS de la pastura? Evaluación como único alimento – dietas compuestas 2) Si el contenido de PB de la pastura es 20 20% % y el de las heces es 18 18% % ¿cuál es el CD de la proteína de la pastura? Consume 10 kg Digerido: 7 kg (10 -3) Heces 3 kg Consume 10 kg, con 20 % de PB --- Consume 2 kg PB Heces 3 kg, con 18 % de PB ------ Excreta 0.54 kg PB Consume 10 kg ---------- Digiere 7 kg (10 -3) CD = (kg Ing – kg Heces)/kg Ing 1 kg ----------- x X = (10 – 3)/10 = 0.7 CD = (kg Ing – kg Heces)/kg Ing CD PB= (2 – 0.54)/2 = 0.73 CD = 0.7 digestibilidad = 70 % 4 06/09/2013 Digestibilidad real Digestibilidad Concepto y definiciones Determinación de la digestibilidad in vivo Hm bacterias del intestino grueso células epiteliales screciones digestivas CD real = I – (H – Hm) I Digestibilidad real Factores que afectan la digestibilidad SIEMPRE: Otros métodos para estimar la digestibilidad Uso de marcadores Métodos in vitro Diferencia no es la misma en todos los constituyentes del Degradabilidad ruminal y bolsas móviles Digestibilidad real CD real >> CD aparente alimento Importante diferencia en: PROTEÍNAS Algunos minerales (Ca, P) Digestibilidad aparente y real en cerdos 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 % 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 • Régimen proteinoprivo 5 06/09/2013 Factores que afectan la digestibilidad en rumiantes Digestibilidad Concepto y definiciones Determinación de la digestibilidad in vivo Animal Digestibilidad real Factores que afectan la digestibilidad Alimento Otros métodos para estimar la digestibilidad Uso de marcadores Métodos in vitro Nivel de alimentación Degradabilidad ruminal y bolsas móviles 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 Efecto del estado fisiológico sobre la digestibilidad de una misma ración (Dulphy et al., 1995) 80 Digestibilidad de la MO (%) Factores que afectan la digestibilidad Vacas lecheras 75 70 Vacas amamantando 65 60 fin gestación inicio lactación 6 06/09/2013 Factores que afectan la digestibilidad ESTADO DE MADURACIÓN Factores relativos al alimento 7 3 Proteínas 33 Estado de maduración de los forrajes y especie (40 – 75%) 25 Contenido celular 10 (65%) Azúcares Contenido celular (40%) 5 10 Tratamientos sobre los alimentos 23 12 Pared celular (60%) Hemicelulosa 14 Pared celular (35%) Asociaciones de alimentos 18 3 Celulosa 30 Lignina 3 - Ciclo de la planta + Elize Digestibilidad de dietas a base de pastura de buena calidad suplementada con carbohidratos no fibrosos Tebot,, 2012 Tebot Avena con distintos CH no fibrosos Sólo pasto F Forraje + cebada FC Forraje + cebada + melaza FCM DM OM NDF F F + CNF F Encañado F + CNF 71.0 73.0 67.0 71.5 75.0 77.0 68.0 73.0 73.0 67.0 66.0 62.5 Supl Per Supl*Per 0.004 0.008 ns 0.001 <0.001 ns 0.044 0.003 ns Vegetativo Consumo restringido Efectos negativos del suplemento sobre el ambiente ruminal Aumento de la DMS y DMO por incorporación de alimento más digestible Tebot et al., 2012 7 06/09/2013 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 30.0 28.1 27.2 23.5 23.1 22.5 Síntesis de proteína microbiana en ovinos alimentados con forraje suplementado con carbohidratos (consumo restringido) ns Vegetativo per. * * N-NH3: 17.5 – 18.5 mg/100 mL (sin diferencias entre tratamientos) gNmo/d ESPM F FC FCM 8.9 8.6 8.6 8.3 vs 6.2 30.0 28.5 28.1 gNmo/kg MODR Encañado 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) CNF en dietas suplementadas 90% superior (17 vs 32) Tebot et al., 2012 Tebot et al., 2012 Composición química de hojas y tallos de alfalfa en otoño No fue el agregado de concentrados lo que produjo cambios en la síntesis de PM 100 90.9 92.4 La diferencia más importante entre las pasturas fue la digestibilidad de la FND %/DM 80 Ni siquiera el agregado de los carbohidratos más fermentables (melaza) 60 37.8 40 27.0 13.7 20 5.5 6.2 0 OM Los cambios parecen explicarse por cambios en la pastura... 14.7 CP leaves ADF WSC stem s Cajarville et al., 2003 8 06/09/2013 Digestibilidad in vitro (%) Digestibilidad de hojas y tallos de alfalfa y cebadilla según avanza la madurez (adaptado de Van Soest, 1994) DETERMINACIÓN DE LA DIGESTIBILIDAD DE DIETAS COMPUESTAS 80 80 % forraje dieta 20% concentrado 70 CDdieta = CDforraje × 0.8 + CDconcentrado × 0.2 60 50 40 primavera CDconcentrado = CDdieta – (CDforraje × (1-p)) p Verano A CD de la ración (%) ¿qué pasa con la digestibilidad de dietas compuestas? Dig p 1- p Hojas de alfalfa Hojas de cebadilla Tallos de alfalfa Tallos de cebadilla Digestibilidad de dietas con niveles crecientes de semilla (adaptado de Cajarville et al., 2000) 100 80 60 40 20 0 % de grano en la dieta 0 10 20 30 % de semilla en la dieta DMS DPB DFND Dig B % de grano en la dieta % 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 9 06/09/2013 Factores que afectan la digestibilidad Factores que afectan la digestibilidad en rumiantes Nivel de alimentación Velocidad de pasaje a través del rumen según el nivel de ingestión Velocidad de pasaje a través del rumen (%/hora) Animal Fluidos Concentrados Forrajes Ingestión (% PV) Alimento Nivel de alimentación < 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 Poncet, 1991 Velocidad forrajes < concentrados Velocidad aumenta con nivel de ingestión (no en igual proporción para fluidos, conc y forr.) Digestibilidad Determinación de la digestibilidad con marcadores 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 Animales en pastoreo Animales en confinamiento: lechones, pollitos BB, etc. Degradabilidad ruminal y bolsas móviles 10 06/09/2013 Determinación de la digestibilidad con marcadores Digestibilidad marcador M M ALIMENTO HECES Concepto y definiciones Determinación de la digestibilidad in vivo Digestibilidad real Factores que afectan la digestibilidad M M g MA = g MH Otros métodos para estimar la digestibilidad Uso de marcadores Métodos in vitro Marcador: pasa inalterado, no se digiere ni se secreta Externos: oxido crómico. Internos: lignina, alcanos Degradabilidad ruminal y bolsas móviles 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. 11 06/09/2013 Evaluación de alimentos para rumiantes - Técnicas in vitro IVTD - DAISY Detergente neutro 39ºC Agitación permanente Facultad de Veterinaria 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 12 06/09/2013 Fermentescibilidad de dietas con o sin agregado de probióticos Tesis Maestría A. Aldrovandi Concentración de azúcares en las plantas (WSC) según la hora de corte (Repetto et al., 2003). Producción de gas in vitro de pasturas cortadas en distintos horarios 10 9 P=0.015 300 8 ml gas/g DM W SC (% /DM) 7 6 5 4 200 100 3 2 1 0 0 7 9 11 13 15 17 hour fescue lucerne 1 19 9 13 17 hour lucerne 2 Repetto et al., 2006 13 06/09/2013 Velocidad de fermentación in vitro de pasturas cortadas en distintos horarios RUSITEC – RUmen SImulation TEChnique 8 kd (%h-1) Salida de efluente y gases P<0.001 7,5 Saliva artificial 7 H20 39ºC 6,5 6 9 13 17 hour Repetto et al., 2006 Partes Armado Recambio de sustratos Digestibilidad Concepto y definiciones Salida de efluente Saliva artificial Compartimento I H20 39ºC 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 Compartimento II - MO adheridos pero salen con lavado - concentración intermedia Son el 70 –80% de los MO MO fuertemente adheridos a la digesta - alta concentración MO - estudios por DAPA 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 14 06/09/2013 Fraccionamiento de la proteína en rumiantes Degradabilidad ruminal: método in situ PROTEÍNA DEL ALIMENTO PÉPTIDOS AA NH3 AA PROTEÍNA MICROBIANA Campo Experimental Nº 2 – Libertad Departamento de Nutrición, Facultad de Veterinaria UREA Degradabilidad ruminal Métodos de estudio de la degradación Técnica in situ 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 % de desaparición 100 Vacas: adaptación, alimentación 3 vacas, 2 períodos 80 60 Horarios según muestra cantidad de muestras/tanda 40 B 20 0 0 20 40 Tiempo (horas) 60 80 Elize 15 06/09/2013 Degradabilidad ruminal 100 h pescado 80 % de desaparición % de desaparición c (ind) b 60 d = a + b (1-e-kd×t) 40 a 20 0 0 c = 100 - (a+b) 20 40 60 h girasol h soja 60 80 80 60 40 20 0 0 80 gluten feed 100 20 40 Tiempo (horas) Tiempo (horas) Elize Elize cánulas ruminales y duodenales Digestión intestinal de las proteínas 16 06/09/2013 Digestibilidad intestinal: bolsas móviles Hvelplund, 1985 Incubación en rumen: 16 horas HCl + pepsina PASAJE POR INTESTINO Recogida en heces Incubación en rumen 16 hs (tiempo fijo) - Congelación, lavado y secado por 48 hs a 65 ºC - Análisis de materia seca (MS) - 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) 17 06/09/2013 - 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 Estudios sobre sitio de digestión - 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) 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: taninos: efectos sobre la composición, fermentación, degradabilidad ruminal y digestibilidad intestinal 18 06/09/2013 Incubación en rumen 3 chacras genotipo BAJO en taninos Grano húmedo 3 chacras genotipo ALTO en taninos Grano húmedo Seco Seco Sitio de digestión de sorgos secos o conservados como grano húmedo Secos Pasaje por intestino 45.5 Grano Húmedo 66.6 0 20 40 rumen 60 80 100 intestino Curbelo et al, 2011 19 06/09/2013 Sitio de digestión de sorgos secos o conservados como grano húmedo ¿Qué podríamos esperar en la práctica? Vacas del Chocho Varela Dietas para lote de punta (35 litros), 38% de grano de sorgo Secos 45.5 Grano Húmedo 66.6 0 20 77 31.6 23 40 rumen 60 Grano húmedo Grano seco 90 80 3 kg + de leche 100 intestino Curbelo et al, 2011 Cultivos en 25 tambos diferentes Sitio de digestión de sorgos antes y después del ensilaje (25 tambos) Grano de sorgo cosechado para GH sin ensilar Sin ensilar 51.4 83.4 32 P<0.001 ns Ensilado ensilados 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 20 06/09/2013 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] 21
