Desaparición ruminal in situ del fósforo de ingredientes proteínicos y energéticos en cabras.

Introducción.El fósforo (P) desempeña innumerables funciones estructurales y metabólicas en los diferentes dominios biológicos. En los últimos años, los sistemas internacionales como el NRC (2001, 2007) e INRA (2003) han ajustado a la baja sus recomendaciones de alimentación animal fosforada. Aun así, la sobrealimentación con este elemento persiste en sistemas de producción intensiva, que incluyen en sus raciones cantidades importantes de concentrados y complementos fosforados. Este exceso alimentario termina formando parte de los efluentes de las unidades de producción y al llegar a los cuerpos de agua causará, junto con el N, su eutrofización. Por otra parte, en estudios in vitro se ha demostrado que las necesidades de P de las bacterias ruminales, principalmente las celulolíticas, multiplican dos o más veces las del rumiante. Bajo esas condiciones de estudio, el componente animal y su reciclaje de nutrientes no pueden tomarse en cuenta. Las fuentes fosforadas para las bacterias del rumen son los alimentos y la saliva. En los alimentos concentrados de origen vegetal, el P se encuentra mayoritariamente como ácido fítico y su liberación en el rumen depende del alimento. Con el propósito de conciliar eficientemente el aporte alimentario de P con las necesidades de los animales, disminuyendo la excreción y el impacto ambiental del elemento, se deben caracterizar mejor los ingredientes utilizados en la alimentación animal y prever la utilización del P en el rumen y en el animal. El objetivo de este estudio fue generar información sobre la desaparición del fósforo total de ingredientes proteínicos y energéticos en el rumen de cabras en mantenimiento, utilizando la técnica de digestibilidad in situ.

Material y Métodos.Este trabajo se realizó en el Centro de Enseñanza Práctica, Investigación, Producción y Sanidad Animal (CEPIPSA, FMVZ-UNAM). Se utilizaron tres cabras de la raza Alpina (53.47 ± 10.91 kg), canuladas del rumen, quienes fueron mantenidas en confinamiento y recibieron diariamente 1560 g, repartidos en dos comidas (0715 y 1700h), de una ración para satisfacer sus necesidades de mantenimiento (NRC, 2007; Cuadro 1). Los animales recibieron una premezcla de vitaminas y oligoelementos a libre acceso, así como agua de bebida.

Los alimentos experimentales seleccionados fueron tres de tipo proteínico: pasta de soya (Y), harinolina (H), pollinaza (F); y tres de tipo energético: salvado de trigo (W), sorgo (S) y maíz (M). La pollinaza provino de pollos alimentados sin fitasas (CEIEPAv, FMVZ-UNAM). Todos los alimentos experimentales se molieron en un molino Wiley a un tamaño de partícula de 0.8 mm y fueron caracterizados químicamente (cuadro 2). Se colocaron 5 g de cada alimento en bolsas de nylon (5×10 cm) y se llevaron a una cinética de incubación ruminal de 48 horas con los siguientes tiempos: 0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 4.0, 6.0, 12.0, 24.0 y 48.0 h.

Resultados: El cuadro 3 muestra los parámetros de la desaparición de la MS de los ingredientes en estudio. Se encontraron diferencias (P<0.05) significativas en los diferentes parámetros de la cinética de desaparición ruminal de la materia seca. La fracción de MS rápidamente soluble (AMS) fue menor (P<0.05) para harinolina (210.6 ± 7.1 g/kg MS) que para pasta de soya o sorgo (311.4 ± 9.9 g/kg MS). El mayor valor de la fracción potencialmente degradable (BMS) (P<0.05) fue para sorgo (974.1 ± 58.1 g/kg MS) y el menor, para harinolina y salvado de trigo (440.1 ± 15.15 g/kg MS). En cuanto a la tasa de desaparición de B (CMS), el mayor (P<0.05) valor fue el de salvado de trigo, lo que indica que este ingrediente tuvo una degradación de la MS de 11 %/h. La mayor degradación efectiva de MS (P<0.05) se obtuvo para pasta de soya y la menor, para harinolina (P<0.05). El sorgo mostró la mayor (P<0.05) degradación potencial (A+B) de la MS (1258.8 ± 72.9 g/kg MS), mientras que la menor (P<0.05) fue para harinolina y salvado de trigo (676.9 ± 15.4 g/kg MS). La degradación de la MS observada a las 48h en los ingredientes proteínicos siguió la misma dirección que los resultados de MSdef. Cabe señalar que la degradación efectiva de la MS (MSdef), la degradación potencial de la MS (AMS+BMS) y la degradación de la MS a las 48 h (MS48h) fueron siempre menores para harinolina (P<0.05) que para sorgo, maíz, pasta de soya y pollinaza. El contenido de FDA estuvo negativamente asociado a MS48h:

(g/kg MS=-2.3(gFDA/kgMS)+1085.9; R2=0.8)

y a la degradación potencial:

(g/kg MS=-3.7(gFDA / kg MS + 1334.5; R2 = 0.8)

Los resultados de la desaparición ruminal del Pt de Y, H, F y W se presentan en el cuadro 4. Todos los ingredientes mostraron valores significativamente diferentes (P<0.05) para la fracción rápidamente soluble de Pt (APt), siendo el mayor el de salvado de trigo (647.3 ± 7.3 g Pt/kg Pt) y el menor, el de pasta de soya (400.9 ± 9.8 g Pt/kg Pt). Sin embargo, la pasta de soya presentó la mayor (P<0.05) proporción de Pt potencialmente degradable (BPt, 696.4 ± 34.7 g Pt/kg Pt) y el salvado de trigo, la menor (371.2 ± 10.0 g Pt/kg Pt). En cuanto a CPt, no se encontraron diferencias significativas (P>0.05; 0.05?0.003/h) entre los ingredientes, lo que significa que el Pt desapareció a razón de 5%/h. La mayor (P<0.05) degradación efectiva del Pt fue para salvado de trigo (837.0 ± 10.1 g Pt/kg Pt), no observándose diferencias entre los otros ingredientes (P>0.05; 714.3 ± 17.1 g Pt/kg Pt). No se encontraron diferencias estadísticas (P>0.05) entre Y, H, F y W en lo concerniente a la degradación potencial de Pt (A+B=1035.7±15.0 g Pt/kg Pt). La desaparición del Pt48h proveniente de harinolina (913.9 ± 8.7 g Pt/kg Pt) fue ligera, pero significativamente diferente (P<0.05) de la de los demás ingredientes (973.9±3.5 g Pt/kg Pt). Sin embargo, fue superior a 90 % en todos los ingredientes en estudio.

Cabe señalar que tanto para la degradación potencial de la MS (AMS+BMS) como para el Pt (APt+BPt) se encontraron valores superiores al g/kg de cada componente (MS, pasta de soya, sorgo y maíz; Pt, pasta de soya, pollinaza y salvado de trigo). Estos resultados son en parte producto del ajuste que se realiza con el modelo, y han sido reportados previamente por otros autores (Bravo et al., 2000; Wang et al., 2008).
En el cuadro 5 se presenta la diferencia entre los parámetros de la cinética de degradación de MS y de Pt, apreciándose que, en la mayoría de los ingredientes, la materia seca y el Pt no siguieron el mismo comportamiento de desaparición en el rumen de las cabras experimentales. Únicamente en los casos de las fracciones B y C se pudo observar que la degradación de MS y Pt de pasta de soya y harinolina no fueron estadísticamente diferentes (P>0.05, cuadro 5). En el caso de maíz y sorgo esta diferencia fue más evidente, como se aprecia en la figura 1. La desaparición de MS fue constante hasta alcanzar 90% a las 48 h. Sin embargo, inicialmente la degradación de Pt fue muy rápida, alcanzando al tiempo 0.5, 750.2 ± 41.3 y 719.4 ± 27 g Pt/kg Pt para maíz y sorgo, respectivamente, pero hacia el tiempo 24.0, la degradación disminuyó a 574.7 ± 55.9 y 717.5 ± 25.8 g Pt/kg de Pt, respectivamente. En el cuadro 5 se aprecia también que la fracción rápidamente soluble de Pt es mayor (P<0.05) que la correspondiente a la MS. En el caso de la pollinaza y salvado de trigo, la fracción potencialmente degradable (B) y la tasa de desaparición (C) fueron mayores (P>0.05) para la materia seca que para el fósforo total.

La ecuación de regresión obtenida para los datos de la desaparición ruminal de Pt para sorgo (711.2+20.9 t -1.3 t2 +0.02 t3; R2= 0.7; rsd= 56.9; P<0.001) presentó una degradación al tiempo cero de 711.2 g Pt/kg Pt, en tanto la ecuación correspondiente al maíz (752.2+18.3 t -1.7 t2 +0.03 t3; R2= 0.7; rsd= 44.2; P<0.001) mostró 752.2 g Pt/kg Pt para el mismo parámetro. Cabe señalar que mientras la degradación de Pt observada a las 48.0 h superó 90 % para todos los ingredientes, la correspondiente a la MS sólo fue superior a 90 % para sorgo, maíz y pasta de soya.

Figura 1. Desaparición ruminal de materia seca (MS, g/kg MS) y de fósforo total (Pt; g Pt/kg Pt) de maíz y sorgo.

Discusión. La cinética de degradación de MS de los diferentes ingredientes mostró el comportamiento que fue modelado por Ørskov y McDonald (1979). Bravo et al. (2000) y Mjoun et al. (2008) reportaron valores mayores para A (489.0 y 437.0 g/kg MS, respectivamente) y C (0.078 y 0.075; respectivamente) para la pasta de soya. En el mismo sentido fueron los resultados de Mjoun et al. (2008) para maíz (A=373.0 g/kg MS; C=0.059). Sin embargo, ambos grupos de trabajo utilizaron vacas lecheras y la cinética fue llevada a 72 y 48 h, respectivamente. Además, tomaron observaciones a partir de las 2 h de incubación de la muestra en el rumen, mientras que en el presente estudio se tomaron observaciones a las 0.5, 1.0 y 1.5 h. Kamalak et al. (2005), utilizando ovinos Merino, obtuvieron los siguientes resultados para la degradación de la MS de pasta de soya: A=251, B=563.3, g/kg MS; C=0.06/h) y de harinolina: A=195.0, B=504.0, g/kg MS; C=0.05/h, valores más próximos a los resultados de este estudio para los mismos ingredientes. La concentración de FDA explicó 80% de la degradación de la MS48h y de AMS+BMS de los diferentes ingredientes. Así, la harinolina presentó la menor degradación de MS asociada a una concentración elevada de FDA.
Por otra parte, los trabajos sobre la liberación ruminal de fósforo de los ingredientes utilizados en alimentación animal son escasos y pocos se han realizado en cabras (Wang et al., 2008). El presente estudio generó datos sobre la liberación ruminal in situ de fósforo de pasta de soya, harinolina, pollinaza y salvado de trigo en cabras. La liberación del fósforo en el rumen es un paso fundamental para mantener el ecosistema ruminal y para que el rumiante pueda utilizar el elemento. Por ello, resulta indispensable conocer los ingredientes que constituyen las raciones para conciliar adecuadamente el aporte de fósforo de los alimentos con las necesidades de los animales. Para lograrlo es necesario conocer con precisión la utilización digestiva y metabólica del elemento. La primera es el resultado de la desaparición del fósforo alimentario y de la absorción digestiva del elemento liberado en el rumen, requisito para su utilización por el rumiante (Mjoun et al., 2008). Incluso existe la propuesta de un sistema de alimentación que contemple PRumen y PAnimal (Bravo y Bogaert, 2003). En el presente estudio se mostró que la cinética de degradación de MS y de Pt no tienen los mismos parámetros de liberación; sólo en la pasta de soya y la harinolina la fracción potencialmente degradable (B) y la tasa de degradación (C) no difirieron entre la MS y Pt. Los ingredientes restantes presentaron valores diferentes en lo referente a los tres parámetros (A, B y C). El hecho de que la fracción APt haya tenido valores más importantes para Pt que para MS significa que el Pt de los ingredientes estudiados tendría una rápida disposición en el rumen del animal. Dado la escasa literatura referente a la liberación ruminal de fósforo, sólo se estableció la comparación de los resultados para pasta de soya de este estudio con los obtenidos por Bravo et al. (2000) y Mjoun et al. (2008), quienes trabajaron con vacas lecheras y tiempos de cinéticas de 72 y 48 h respectivamente, tomando observaciones a partir de las dos horas de incubación. Ambos equipos obtuvieron valores más importantes para A (613.0 y 621.0 g Pt/kg Pt, respectivamente) y, consecuentemente, valores menores para B (471.0 y 351.0, g Pt/kg Pt, respectivamente), en comparación con los valores obtenidos en este trabajo. En lo referente a C, los investigadores mencionados consignaron valores de 0.073/h y 0.161/h, mientras que en este estudio se observó una tasa de 0.05/h. La fracción rápidamente degradable de Pt para la pasta de soya fue menor que para los otros ingredientes, lo que indicaría una menor disponibilidad inmediata del fósforo de esta materia prima para las bacterias ruminales, sobre todo cuando la soya sea uno de los ingredientes principales en la dieta de cabras. Como ya se mencionó, la desaparición de Pt en el caso de sorgo y maíz presentó una sucesión de incremento/ decremento. Este comportamiento se ha observado para ingredientes con bajo contenido de fósforo (Bravo et al., 2000), así como para forrajes (Playne et al., 1978; Bravo, 2000). Esta oscilación se atribuye a la contaminación de las muestras con bacterias ruminales adheridas fuertemente a las partículas de los ingredientes en estudio. Así, en este estudio se mostró una vez más que, en el caso de maíz y sorgo, la degradación aparente de Pt no sigue la misma cinética de desaparición que la observada para la MS. Sin embargo, Wang et al. (2008) consignaron los siguientes parámetros para sorgo (A=839.0, B=78, g/kg MS; C=0.18) y maíz (A=888.0, B=98.0, g/kg MS; C=0.28), utilizando cabras de 4 meses de edad, en una cinética de 72 h. En tanto, Mjoun et al. (2008) encontraron para el maíz parámetros menos elevados (A=654.0, B=270.0, g/kg MS; C=0.117) en vacas lecheras, en cinética de 48 h. Es importante enfatizar que en el presente estudio, si bien existieron diferencias en los parámetros A y B, la tasa de liberación para la fracción B no fue diferente entre los ingredientes, lo que podría explicar que la desaparición de Pt observada a las 48 h fuera superior a 90 %, para los seis ingredientes. Lo anterior destaca la importancia de la liberación del fósforo alimentario por parte de las bacterias del rumen productoras de fitasas, ya que en estos ingredientes el contenido de fósforo fítico fue superior a 90 %. Inclusive, esta liberación fue considerablemente superior a la cantidad de materia seca degradada, como fue el caso de la harinolina.

Conclusiones. La liberación del fósforo en el rumen depende, entre otros factores, del alimento. En este estudio, la fracción rápidamente soluble de Pt fue más importante que la de la MS y la degradación de Pt a las 48h fue considerablemente mayor a la de MS para la harinolina, pollinaza y salvado de trigo.

Implicaciones. Este estudio generó más información sobre la cinética de liberación ruminal del fósforo de la pasta de soya, maíz y sorgo en cabras lecheras; es también el primero que produce información sobre la liberación del fósforo del salvado de trigo en cabras. Además, es pionero en aportar información sobre la liberación de fósforo de harinolina y pollinaza en rumiantes. Los resultados obtenidos en este estudio servirán para caracterizar mejor el aporte de fósforo de los diferentes ingredientes utilizados en la alimentación de cabras, con la finalidad de hacer más eficiente la utilización del mineral por el animal y contribuir a la conservación del medio ambiente. Para ello es necesario, realizar mayor investigación sobre este tema.

Referencias. Bravo D, et al. 2000. Reprod. Nutr. Dev. 40:149-162; Bravo D, Bogaert C. 2002. Feed Mix. 10:24-27; Mjoun K, et al. 2008. J. Dairy Sci. 91:3938-3946; Ørskov E R, McDonald I.1979. J. Agric. Sci. 92:499-503; Wang M, et al. 2008. Liv. Sci. 117:233-237

Este trabajo fue financiado por la Dirección General de Personal Académico UNAM, a través del Proyecto PAPIIT IN214309.