Valoración Energética del Maíz en Dietas de Aves Diego

Valoración Energética del Maíz en Dietas de Aves
Diego Chaves P.
Médico Veterinario Zootecnista
[email protected]
INTRODUCCIÓN
A nivel mundial el maíz es el cereal mas utilizado en la alimentación animal, la mayoría del
grano empleado en dietas para animales es grado US#2 o de menor calidad (Cuadro # 1). El
maíz participa entre el 60 a 75% de las dietas y contribuye con un importante aporte de energía
y un moderado aporte de proteína, en una dieta que contienen un 65% de maíz
aproximadamente el 30% de la proteína total está aportada por esta materia prima, cuando
hablamos de aporte energético en dietas de aves podríamos considerar que el maíz aporta
entre el 65 a 70% de la energía contenida en la dieta. Al ser una materia prima de alta
participación de nutrientes la valoración de los mismos es un tema de suma importancia. En la
actualidad el acceso a una análisis proximal por Química Húmeda es factible para la mayoría
de empresas fabricantes de alimentos balanceados, incluso de está volviendo cada vez más
común encontrar equipos NIR (Espectroscopia de Infrarrojo Cercano) para determinación de
los nutrientes.
Cuadro #1. Clasificación del maíz según sus grados US
(Adaptado de Nutrición Aviar Comercial Lesson & Summer, 2000)
Grado
#
1
2
3
4
5
Peso del Bushel
Granos Dañados
Kg/Bushel
Kg/Hectolitro
(%)
25.4
72.2
3
24.5
69.6
5
23.6
67.0
7
22.2
63.2
10
20.9
59.3
15
Granos Partidos y
Material Extraño (%)
2
3
4
5
7
Para el caso de aminoácidos y energía la determinación de las mismas en las materias primas
esta en función de que requerimientos estemos considerando de las aves, a partir de esto
decidiremos el tipo de formulación ha hacer. Si formulamos las dietas en base de aminoácidos
totales posiblemente una análisis de aminoácidos en las materias primas nos permitirá ajustar
la formula a los requerimientos deseados. Si consideramos formular a base de aminoácidos
digestibles estaremos considerando la capacidad digestiva del ave. Para esto no basta con un
análisis simple de nutrientes sino que debemos estimar o evaluar la digestibilidad de materias
primas, de ser así es muy probable que debamos hacer estudio con animales o pruebas de
laboratorio que estimen de la mejor manera las condiciones del tracto digestivo de las aves
donde podamos determinar la digestibilidad para las materias primas que participarán en la
dieta.
Para el caso de energía, no se considera un nutriente como tal y es más bien una condición
que tienen los materiales y en este caso las materias primas. Al elaborar una dieta deseamos
conocer cuanta cantidad de energía las aves pueden aprovechar de las materias primas que
están en la dieta. El concepto suena simple sin embargo existen otros factores que complican
esta presunción ya que no es tan simple como asignar un valor de energía a las materias
primas y que esta se cumpla de forma idéntica en todo tipo de aves y frente a todas las
condiciones. Los factores que pueden determinar diferencias en la cantidad de energía que un
ave puede obtener a partir de la dieta serían:
La edad de las aves y su capacidad digestiva (Actividad Enzimática), temperatura ambiental,
tipo de ingredientes en la dieta y el nivel de participación de los mismos. En el cuadro #2, se
muestra de forma esquemática la utilización de la energía por parte de las aves.
Cuadro #2. Utilización de Energía en Aves
Energía Bruta
Calor de Combustión
Energía Heces
Energía Digestible
Energía Orina y Metano
Energía Metabolizable
Incremento Calórico
Efecto Calorigénico del Alimento
Energía Neta
La energía bruta es el calor de combustión de las materias primas contenidas en la dieta, Los
ingredientes son combustionados y se transforman en CO2 y H2O, la cantidad de calor que se
genera en la combustión es medido y se llama energía bruta o combustible energético.
La energía digestible es la diferencia entre la energía bruta y la energía que aparece en las
heces. Cuando un ave es alimentada parte del alimento no es diferido ni tampoco absorbido, el
alimento pasa a través del tracto gastro intestinal y sale conjuntamente con las heces. Adicional
a esto una parte de energía es perdida en forma de gas metano proveniente de la fermentación
microbiana, generalmente esta cantidad de energía que se pierde en forma de gas no es
considerada en las aves o en los monogástricos en general ya que es pequeña y puede pasar
inadvertida, y posiblemente tiene mayor relevancia en bovinos debido a la participación de
fermentación bacteriana en la digestión de los nutrientes.
La energía metabolizable, es la energía del alimento que no aparece en la heces ni tampoco en
la orina, una parte del alimento será digerido y absorbido en el tracto intestinal pero no será
disponible para que el ave lo puede metabolizar, esta energía pasará a través del riñón y se
eliminara en la orina. Un ejemplo es que las aves pueden absorber el alcohol proveniente de
azucares de plantas u otros carbohidratos simples, pero no tienen las enzimas para desdoblar
estos nutrientes y transformarlos en energía utilizable. Si no son metabolizados, estos pasarán
a la sangre y luego llegarán al riñón para ser eliminados sin modificación alguna.
El incremento calórico, es el término que se utiliza para describir el efecto del alimento para
generar calor luego de ser consumido. Cuando una ave consume alimento en un ambiente
calido existe un consumo extra de oxigeno y una cantidad extra de calor es producida. El calor
extra producido ha sido asignado al trabajo de la digestión pero últimamente se ha comprobado
que la digestión como tal tiene una baja producción de calor. Si un aminoácido es inyectado
directamente al torrente sanguíneo existe una generación de calor idéntica a que si este
aminoácido hubiese sido administrado por vía oral. El incremento de energía es mayor cuando
se desdoblan proteínas para producir energía pero menor perdida de energía ocurre cuando se
obtiene energía a partir de grasas y carbohidratos
El incremento calórico para proteínas está relacionado con el catabolismo de las mismas. Las
proteínas del alimento que son digeridas, absorbidas como aminoácidos y depositados como
tejidos corporales o en los huevos (Síntesis) no tienen un efecto calorigenico. Solo las
proteínas que son catabolizadas causan un incremento calórico.
La energía neta es la energía del alimento que es disponible por el ave para formar grasa y
proteína corporal y que permite ejercer trabajo. El trabajo hace referencia a todos los aspectos
de mantenimiento corporal de las aves. (Regulación de Temperatura, movimiento, respiración,
flujo sanguíneo, etc). La energía neta se traduce a la energía metabolizable menos el
incremento calórico.
La energía productiva tiene un concepto similar a la energía neta, pero hace referencia a la
energía que está almacenada en tejidos y huevos. La energía neta es la energía que esta
disponible para la síntesis de tejidos y para generar trabajo, la energía productiva es una
medida de la energía actual almacenada en tejidos. La energía productiva es dependiente del
ambiente y actividad de las aves y no exactamente en función de los ingredientes de la dieta,
por esta razón es muy complicado extrapolar de una situación a otra.
En el cuadro #3, se muestra la distribución de energía para el caso de Gallinas Comerciales
con el objeto de aclarar el tema de reparto de energía en las aves.
Cuadro #3. Distribución de la energía de la dieta en gallinas ponedoras
(Adaptado de NRC, 1994)
HECES ORINA INCREMENTO MANTENIMIENTO HUEVOS &
CALORICO
TEJIDOS CORPORAL
800
300
600
1500
800
4000 Kcal
Energía Bruta
3200 Kcal
Energía Digestible
2900 Kcal
Energía Metabolizable
2300 Kcal
Energía Neta (Mantenimiento y Producción)
Sin embargo los nutricionista y productores de pollos en realidad no les gusta conocer la
energía neta de los ingredientes de la dieta ya que la medición de energía neta se considera
poco confiable para ser utilizada en la formulación de dietas de forma práctica, recuerde que la
energía neta esta influenciada por la temperatura ambiental y a pesar que existe un patrón de
temperatura deseado (Generalmente ofertado por las casas proveedoras de genética) no
siempre se puede cumplir dado los diferentes pisos climáticos en los que se crían las aves. La
medición de energía metabolizable es mas confiable y repetible que los valores de energía
neta. Así también la energía productiva que las aves pueden obtener a partir de las dietas es
mucho más difícil de medir que la energía metabolizable ya que la determinación de energía
contenida en la carcasa por lo general se debe estimar. Las plumas son un problema particular
cuando se desea determinar la conformación de la carcasa ya que las plumas se muelen,
homogenizan y muestrean con dificultad.
Por las razones expuestas anteriormente la energía metabolizable es la unidad de medida de
energía que se utiliza para evaluar alimentos y fijar los requerimientos de las aves de forma
general.
Para optimizar el desempeño de las aves durante sus etapas de inicio, desarrollo, engorde y
acabado debemos garantizar que los valores nutricionales calculados en las formulas estén
próximos a los valores reales aportados a los animales a través de los alimentos.
A pesar que anteriormente se anoto detalles de cómo estimar los diferentes aportes de energía
en las aves, resulta poco viable debido al costo y velocidad de respuesta analizar todos los
lotes de materias primas que se reciben en las plantas de alimento. Sin embargo las
investigaciones recientes han puesto a disposición ecuaciones de predicción que hacen posible
de forma rápida y económica la estimación de valores nutricionales de materias primas y que
basan sus estimaciones en la composición química y calidad física de los granos.
El maíz es uno de los cereal que tiene las mejores características nutritivas tanto en
concentración como en disponibilidad de energía, en el cuadro #4, se observa la cantidad
energía bruta (Combustión) así como la energía metabolizable estimada, y en la columna
derecha la disponibilidad de la energía para pollos de engorde, las diferencias radican en la
capacidad digestiva del ave (Actividad enzimática) para desdoblar nutrientes contenidos en
cada uno de los cereales. Un ejemplo de esto se observa en la parte final del cuadro donde se
cita a la Avena que energéticamente tiene mayor contenido de Energía Bruta pero menor
Energía Metabolizable que el maíz.
Cuadro #4. Valoración energética de diferentes cereales en la alimentación de aves
Grano
Maíz
Trigo
Cebada
Avena
Energía (Kcal/Kg)
Bruta
4.54
4.46
4.39
4.64
Energía (Kcal / Kg)
Metabolizable
3.94
3.52
3.04
2.74
% Disponibilidad
86.8
78.9
69.2
59.1
Para el caso especifico del maíz, la mayor cantidad de energía está aportada por el almidón el
mismo que esta en el endospermo del grano y también el germen que es la fuente de grasa del
mismo (Cuadro # 5), el maíz grado US#2 tiene una participación alta de almidón de tipo amilo
pectina. A pesar de que el grado US#2 es el que se debería considerar para la elaboración de
alimentos para animales, son los grados de inferior calidad los que frecuentemente se
encuentran disponibles, la calidad puede decaer debido a condiciones adversas durante el
crecimiento, la cosecha o el almacenamiento del grano. Dependiendo del motivo de perdida de
calidad del grano se debe hacer correcciones en su valoración nutritiva, más adelante en este
texto se sugiere una ecuación de corrección de energía en base a la calidad física del mismo.
(Barbarino Jr, 2001).
Cuadro #5. Composición Nutricional de Maíz de 9 diferentes Áreas de Indiana (Valores
expresados con el 15% de Humedad. Promedio y Variación.
(Adaptado de Maier, 1995).
Proteína
%
Rango
7.7
5.9 a 9.7
Grasa
%
Rango
3.3
2.6 a 4.9
Almidón
%
Rango
61.7
59.9 a 64.8
Densidad
%
Rango
1.26
1.20 a 1.31
Coma ya se ha indicado el maíz uno de los cereales de mayor utilización en dietas de aves y
cerdos, en el cuadro #5 se observa los valores promedios para varios nutrientes del maíz así
como la variación de los mismos, en varios trabajos (Jansen, 1989), (Barbarino Jr, 2001) han
desarrollado estimaciones, para determinar el aporte de energía a partir de análisis químicos
(Cuadro # 6), además de considerarse ecuaciones de corrección en el aporte energético en
base de la calidad física del grano. (Barbarino Jr, 2001).
Como un aporte adicional, en los casos en los cuales la fuente de aprovisionamiento es la
misma y las condiciones de cosecha no varían entre un año y otro, existen autores, (Dale,
2003) que sugieren la posibilidad de asignar un factor para calcular la Energía Metabolizable a
partir de Energía Bruta, donde no sería necesario un análisis proximal como tal para estimar la
energía del maíz pero sin duda es requerido una bomba calorimétrica para determinar la
Energía Bruta del mismo.
Lo importante es que existen varios trabajos con el fin de estimar la energía metabolizable por
una u otra vía, lo que se traduce a que se tenga aproximaciones cada vez más cercana al
verdadero valor de energía metabolizable que el ave puede obtener del maíz y que nos
permitiría utilizarla de forma práctica para la formulación de sus dietas.
En el cuadro # 6, se observa el análisis proximal de muestras de maíz y su valoración de
energía metabolizable. Es importante citar que las estimaciones tienen un alto grado de
confiabilidad, sin embargo deben ser revisadas para estimar energía de variedades con
características especiales (Maíz Alto en Lisina, Maíz Dulce, Maíz tipo Pop Corn, Etc).
Cuadro #6. Energía Metabolizable y composición de muestras maíz (Valores expresados
con el 15% de Humedad.
(Adaptado de Lesson & Summer, 1976)
Bushel
Weight (lb)
Met Energy
(Kcal/Kg)
57
55
54
49
49
48
44
42
41
3300
3232
3410
3395
3247
3388
3054
3084
3051
Proteína
Bruta (%)
7.6
8.9
8.9
8.5
9.1
8.8
9.1
10.9
10
Grasa
Cruda (%)
3.4
3.3
4.0
4.3
3.7
3.5
3.2
4.3
4.3
Fibra
Bruta (%)
2.7
3.2
3.1
3.1
2.2
2.9
3.8
3.2
2.5
Almidon
(%)
Azucar
(%)
55.3
58.1
57.6
56.9
57.9
58.2
56.3
55.3
56.6
5.1
4.3
4.3
4.8
6.8
4.3
6.2
7.7
6.6
A continuación se describen a manera de pasos a seguir las ecuaciones desarrolladas por
(Barbarino Jr, 2001) y (Jansen, 1989) y como aplicarlas de forma práctica:
Primero.- Efectuar una caracterización de las fracciones de granos de maíz considerando:
A:
B:
C:
D:
E:
% Granos Partidos (Partículas mayor 5mm)
% Granos Fragmentados (Partículas menores a 5mm diámetro)
% Granos Atacados por Hongos.
% Granos Atacados por Insectos.
% Granos Atacados por diversas causas.
En función del análisis físico de calidad del grano se debe caracterizar el maíz como si fuese de
baja o alta energía para lo cual se aplican las ecuaciones que se detallan en la parte inferior de
este texto, de acuerdo al autor de las ecuaciones (Barbarino Jr, 2001) los resultados de las dos
ecuaciones se comparan y el valor más alto determina a que tipo de maíz corresponde (Baja o
Alta Energía).
Ecuaciones para determinar el tipo de Maíz (Alta o Baja Energía)
Baja
FD MBEn =
-81.40934 + 7.27092 A + 2.34127 B + 7.86361 C + 18.55977 D + 5.78943 E
Alta
FD MAEn =
-56.95729 + 6.75573 A + 2.45536 B + 5.71440 C + 14.96686 D + 5.48161 E
Segundo.- Una vez determinado el grupo (baja o alta energía) al que corresponde al maíz,
aplicamos las ecuaciones propuestas a continuación con el fin de determinar la energía
metabolizable para el maíz. Esta estimación considera el análisis químico proximal donde son
importantes los valores de EE Extracto Etéreo (EE), Proteína Bruta (PB), Azúcares y
Carbohidratos (AC) expresados en porcentaje, para este fin también se pueden utilizar tablas
de composición nutricional de materias primas (FeedStuffs).
Ecuaciones para determinación de energía metabolizable (EM) a partir de análisis proximal.
General
EM =
-87477 + 951,164 PB + 1022,1 EE + 1053,08 AC
R2= 0.999
Maíz Baja Energía
MBEn =
-86659 + 942,920 PB + 993.469 EE + 1043,57 AC
R2= 0.999
Maíz Alta Energía
MAEn =
-87979 + 965,523 PB + 1007,59 EE + 1058,86 AC
R2= 0.999
Además de la ecuaciones sugeridas en la parte superior de este párrafo también existen las
ecuaciones propuestas por (Jansen, 1989). Estas ecuaciones consideran el análisis proximal
para estimar la energía metabolizable del maíz. Pueden ser una alternativa en caso de no tener
la información completa para aplicar las ecuaciones propuestas por (Barbarino Jr, 2001).
EM =
36.21 PB + 85.44 EE + 37.26 ELN
Tercero.- Con los porcentajes de granos dañados se puede estimar la cantidad de energía
perdida (EMp) de los granos de maíz, a continuación se detallan las ecuaciones para
corrección de energía a partir de la calidad física del grano.
Ecuaciones para determinación de energía metabolizable perdida (EMp) a partir de la calidad
física de los granos.
General
EMp =
R2 = 0.99
-0.06407 + 1,6151 A + 6.9843 B + 10.0649 C + 12.2854 D + 5.8688 E
Maíz Baja Energía
MBEn =
4.88214 + 1,5340 A + 7.0538 B + 9.7984 C + 11.6640D + 4.6073 E
R2 = 0.99
Maíz Alta Energía
MAEn =
0.80983 + 1.5053 A + 6.6238 B + 10.0409 C + 12.5565 D + 6.2759 E
R2 = 0.99
Cuarto.- Con el valor estimado de Energía Metabolizable perdida expresada en Kcal/Kg se
puede realizar una corrección del valor de EM del grano y con esto ajustar las fórmulas a
ofertar a las aves.
Es importante recordar que las aves en etapas de engorde y finalización ajustan el consumo de
alimento en función de la energía contenida en la dieta, de esta forma si la valoración
energética de materias primas como el maíz estaría lejana a la energía real ocasionará una
distorsión de la energía contenida en la dieta de las aves, es muy probable que si la variación
es importante las aves compensen dicha variación ya sea aumentando o disminuyendo el
consumo de alimento, lo que ocasionara un consumo inadecuado de otros nutrientes y en
consecuencia reducción en el desempeño de las aves o mayor costo en el Kg de pollo
producido.
Al contrario si a través de las ecuaciones antes propuestas se pudiera corregir la valoración
energética asignada al maíz se podría reformular las dietas, garantizando de manera precisa,
un consumo de nutrientes balanceados en función de los requerimientos de las aves, lo que en
consecuencia permitirá una mayor desempeño zootécnico de los animales y un mayor retorno
económico por Kg de pollo producido.
Sin dejar de lado la importancia de una adecuada valoración nutricional del maíz es importante
recordar aspectos como la molienda de las materias primas, donde se considera que la
molienda, es la acción física sobre los granos que ocasiona una destrucción parcial de la
cutícula que recubre a los cereales; dejando expuesto el interior de los mismos. El mayor
número de partículas permite que exista mayor superficie de contacto con las enzimas del
tracto gastro intestinal lo que favorece la digestibilidad de los nutrientes contenidos en ellos y
como consecuencia mayor aprovechamiento del almidón y grasa que son fuentes importantes
de energía.
El efecto de reducir las partículas no solo favorece al aparato digestivo del ave sino que
también permite que las características físicas de los ingredientes cambien siendo más
adaptables a procesos de fabricación de los alimentos balanceados como son: el mezclado, el
acondicionamiento, expandido, peletizado, transporte y oferta a las aves, lo cual de una manera
directa vuelve a tener una impacto sobre las aves.
Las aves miran y tocan las partículas de la dieta, tanto los pollos de engorde como las
ponedoras utilizan su propia percepción sensorial de la dieta ignorando todos los esfuerzos que
el nutricionista haya realizado para elaborar la dieta ofrecida a ellas, (Picard et al., 2002) por
esto la percepción sensorial de las aves es crucial vinculo entre la tecnología en la elaboración
de alimento y la respuesta en el comportamiento de las aves. Y podría definirse como la vía de
conexión entre la planta de alimentos y las granjas. Los sentidos que el ave utiliza para
consumir la dieta son la visión, el tacto (por medio de los mecano receptores del pico), el olfato
y en menor grado el gusto, ya que no dispone de una alto número de papilas gustativas como
las que si tiene el cerdo.
Los pollitos en las primeras horas en granja tienen a buscar partículas coloreadas que brillan y
tenderán a buscar partículas relativamente gruesas en lugar que partículas compatibles con
polvo, de igual manera se verán atraídos por partículas novedosas sin importar el aporte
nutricional de las mismas y posiblemente luego de algunas horas generarán una predisposición
al consumo de partículas con un determinado aporte nutricional acorde a sus requerimientos.
La Media Geométrica del Diámetro tiene un impacto directo sobre la fisiología del tracto gastro
intestinal, (Nir et al., 1994) asevera que la digestibilidad de las materias primas decrece cuando
se oferta partículas finamente molidas a las aves y está en estrecha relación con la atrofia que
sufre la molleja y la discreta hipertrofia de las paredes del intestino generada por fermentación
bacteriana. No así cuando se ofrece una dieta ligeramente gruesa donde esto estimula al
peristaltismo intestinal con mejor utilización de los nutrientes de la dieta.
(Cumming, 1994) asegura que dietas finamente molidas ocasionan que la molleja se
transforme de un órgano de molienda en uno de transito de partículas en el intestino, lo que
conlleva a que no exista el suficiente tiempo de exposición de la dieta con la enzimas del
intestino en un pH bajo como el del proventrículo y molleja.
Es ampliamente aceptado que el tamaño de partículas en las dietas de pollos de engorde es
importante, sin embargo no existen muchos trabajos donde se haya intentado determinar el
tamaño ideal de partícula para las aves en función de su edad, los primeros trabajos fuero
realizados por (Davis et al, 1951) quien determino reducción de crecimiento y pobre utilización
de la dieta al reemplazar parte del maíz molido por maíz finamente molido, los hallazgos los
relaciono con la selección de partículas gruesas y el posible desbalance que se generó al no
consumirse la dieta completa. En trabajos más recientes (Penz A. M, 2002) ha encontrado
mejoras productivas con dietas con partículas gruesas que tienen relación con la mejora en
captura así como un adecuado desempeño del tracto digestivo.
El tracto digestivo de las aves como se anotó anteriormente requiere de partículas gruesas
para funcionar adecuadamente, estas partículas de presentación gruesa predispondrán a la
buena integridad de las vellosidades intestinales y que es se generen las contracciones de
perístasis y anti perístasis conocidas como reflujos. El adecuado funcionamiento del intestino
asegura un mayor grado de digestión de los principios nutritivos contenidos en la dieta.
Conclusiones y Recomendaciones
Las ecuaciones de predicción de energía para maíz son una herramienta útil para ajustar las
matrices de formulación sin la necesidad imperiosa de análisis de digestibilidad con animales o
a nivel de laboratorio.
El porcentaje de humedad en un buen indicativo de la cantidad de materia seca contenida en el
grano y sirve como punto de partida para considerar ajustes en su valoración energética.
Las características del maíz una vez transportado y almacenado en plantas de alimento deben
ser analizadas para considerar ecuaciones de corrección de energía.
En la elaboración de dietas para pollos o gallinas ponedoras debemos tener presente que
debemos ofrecer una dieta que se ajuste a los requerimientos nutricionales y requerimientos
fisiológicos en función de la edad de las aves.
En las aves en general, a demás de considerar una matriz adecuadamente ajustada a la
realidad, se debe prestar atención a la granulometría de la dieta.
En dietas de pollos con partículas ligeramente gruesas, puede existir problemas de
segregación y selección en el consumo cuando ofertamos esta misma dieta gruesa a pollitos bb
en dietas iniciales, este fenómeno se ve exacerbado cuando ofrecemos dietas en forma de
harina a las aves y podría generar des uniformidad en la parvada. No debemos olvidar que
localmente nuestra fuente de cereales es básicamente el maíz amarillo y como ya sabemos
existe una predisposición al consumo de partículas brillantes y coloreadas por parte de las aves
que pueden agravar el problema de selección de partículas.
Con todos los argumentos antes presentados es muy interesante prestar más atención a la
adecuada utilización de cereales como el maíz al fabricar los alimentos balanceados, ya sea en
su valoración para formular las dietas así como en su presentación para ofrecer a las aves.
Bibliografía
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