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Efecto de la alimentación con paja de trigo tratada con Pleurotus florida en la flora ruminal de ovinos

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Autor: O.D. Montañez, María Esther Ortega, M.A. Cobos, A. Larqué (Colegio de Postgraduados, COLPOS) y J.E. García (Depto. de Nutrición Animal: Univ. Autónoma Agraria Antonio Narro), México.


Los esquilmos agrícolas se utilizan en la alimentación de rumiantes, debido a la capacidad de éstos para consumir y nutrirse de subproductos con alto contenido de fibra. No obstante, una de sus principales limitaciones es su elevado contenido de lignina, celulosa y hemicelulosa, lo que provoca la formación de un complejo lignocelulósico difícil de aprovechar por los microorganismos del rumen (Zadrazil 1984 y Henics 1987). Se han utilizado diferentes métodos para producir la deslignificación o ruptura del complejo carbohidratolignina, y favorecer así el acceso de los microorganismos ruminales a los carbohidratos estructurales, mejorando su digestibilidad ruminal.

Entre ellos se halla el uso de agentes biológicos, como son los hongos de la pudrición blanca, los que producen enzimas capaces de degradar la lignina de pajas y rastrojos (Ruiz- Dueñas et al. 1999, Toumela et al. 2000, Saparrat et al. 2002 y Tuomela 2002). Con ellos aumenta la digestibilidad y el consumo de estos forrajes (Agosin et al. 1985, Henicz 1987, Yamakawa et al. 1992a, Permana et al. 2000 y Arora et al. 2002). Sin embargo, se ha encontrado que durante la degradación de la lignina se forman diferentes ácidos fenólicos (Jung y Fahey 1983, Agosin et al.1986, Henicz 1987, Akin et al. 1993, Hofrichter 2002 y Koroleva et al. 2002) y en particular el ácido ferúlico y p-cumárico (Chesson et al. 1982), los que pueden afectar el crecimiento de algunas bacterias ruminales como Ruminococcus albus, R. flavesfaciens y Fibrobacter succinogenes.

Por esto, el objetivo de este estudio fue determinar si al alimentar borregos con paja de trigo, en la que se cultivó el hongo comestible de la pudrición blanca Pleurotus florida, se afecta la digestibilidad del alimento, así como el número de bacterias totales, celulolíticas, protozoarios, pH, concentración de amoníaco ruminal y ácidos grasos volátiles en el rumen.


Materiales y Métodos

Se utilizaron ocho borregos criollos machos con canula ruminal, con 32 ± 7.22 kg de peso promedio, desparasitados con Ivomec-F (1 mL 50 kg-1 de peso vivo) e inyectados con vitamina A, D y E antes de iniciar el experimento.

Estos se alojaron en jaulas individuales. Posteriormente, se distribuyeron al azar en dos tratamientos: dieta con paja de trigo sin tratar (PST, Testigo) y dieta con paja de trigo tratada con Pleurotus florida (PT), con cuatro repeticiones por tratamiento.

La paja de trigo tratada se utilizó previamente como sustrato para cultivar el hongo comestible Pleurotus florida durante 60 d. Después de la cosecha, la paja que quedó se utilizó para alimentar a los borregos.

Las dietas consistieron en 70 % de paja de trigo (PST o PT) y 30 % de un concentrado balanceado (67 % de maíz molido, 17 % de sorgo molido, 10 % de melaza, 5 % de harina de soya, 0.5 % de Premezcla mineral y 0.5 % de sal común), destinado a cubrir los requerimientos de mantenimiento de estos animales (NRC 1985).

Los animales tuvieron un período de adaptación a las dietas de 15 d. El alimento se ofreció dos veces al día (8:00 y 4:00 h), con acceso libre al consumo de agua, la cual se cambió diariamente. En este período se ofreció el alimento ad libitum durante 10 d, para estimar el consumo diario por animal. Posteriormente, durante cinco días, se redujo al 90 %, con el propósito de asegurar que los animales consumieran la dieta en su totalidad. En los últimos tres días de adaptación, a cada animal se le colocó una bolsa recolectora de heces, para que cada uno se acostumbrara a ella.

Concluido este período, durante ocho días se recolectaron totalmente las heces, para determinar la digestibilidad in vivo de la materia seca (MS), materia orgánica (MO), proteína cruda (PC), fibra detergente neutro (FND), fibra detergente ácido (FDA), celulosa y hemicelulosa.

En las dietas y en las pajas (tratada y sin tratar) se determinó MS, PC y cenizas, según AOAC (1990) y la FND, FDA, celulosa, hemicelulosa y lignina, de acuerdo con van Soest et al. (1991). En las heces se realizaron las determinaciones antes señaladas, a excepción de la lignina.

Dos días antes de concluir la recolección de heces, y 3 h después de ofrecido el alimento de la mañana, se extrajo líquido ruminal a cada animal mediante la canula. Inmediatamente se midió el pH con un potenciómetro portátil y se tomaron muestras para determinar la concentración de AGV por cromatografía de gases (Erwin et al. 1961) y nitrógeno amoniacal (McCullough 1967).

En el último día del experimento se volvió a extraer líquido ruminal a todos los animales, para el conteo de bacterias totales (BT), bacterias celulolíticas (BC) y protozoarios. Se prepararon dos medios de cultivo anaerobios para BT y BC (Cobos y Yokoyama 1995). Para estimar la concentración de BT, se inoculó 1 mL de fluido ruminal con 9 mL de medio de cultivo en tubos de 18 x 150 mm y se realizaron diluciones de 10-1 a 10-12. Esta serie de diluciones se realizó por triplicado. Para estimar la concentración de BC se siguió el mismo procedimiento usado para BT, con diluciones de 10-1 hasta 10-10. En ambos casos, la concentración de bacterias por mL de fluido ruminal se estimó con la técnica del número más probable (Harrigan y Cance 1990).

Para facilitar el conteo de protozoarios se mezcló 1 mL de líquido ruminal fresco con 1 mL de solución de Coleman (Williams y Coleman 1992) en tubos de cultivo de 13 x 100 mm. El conteo se realizó con una cámara de Neubauer y un microscopio de contraste, a una magnificación total de 400X. Se estimó la media como el promedio de 20 observaciones por animal.

Los datos obtenidos se analizaron mediante una comparación de medias, utilizando una prueba de F (SAS 1999).


Resultados

El contenido de MS en la paja tratada y sin tratar fue similar, pero sí hubo diferencias entre ambas (P < 0.05), ya que en la paja tratada, usada para cultivar los hongos, aumentó el contenido de MO, PC, FND, FDA y celulosa. Sin embargo, el de hemicelulosa y cenizas disminuyó (tabla 1).

Los coeficientes de digestibilidad no mostraron diferencias entre los dos tratamientos (tabla 2). Los valores de pH, nitrógeno amoniacal, ácido acético, propiónico y butírico fueron similares en ambos. La concentración por mL de BT fue superior (P < 0.05) en la paja tratada, sin que se encontraran diferencias entre las dos dietas en la concentración de BC o protozoarios (tabla 3).










Discusión

El contenido de MS en la paja tratada y sin tratar fue similar, lo que se corresponde con lo obtenido por Apráez (1989), Coronel y Martínez (1995) y Aceves (1997), quienes tampoco encontraron diferencias significativas con respecto al contenido de MS de la paja tratada y sin tratar. También coincide con los resultados de Kishan et al. (1990), Jung et al. (1992), Kerem et al. (1992) y Triparthi y Yadav (1992), los que informaron pérdidas en el contenido de los sustratos utilizados.

El contenido de MO fue mayor en la paja de trigo tratada que en la no tratada (P < 0.05), presentando ésta un menor contenido de cenizas con respecto a la paja testigo. Estos resultados contrastan con los obtenidos por Langar et al. (1980), quienes observaron que durante la fructificación de Pleurotus ostreatus sobre la paja de trigo, la materia orgánica y otros componentes de la pared celular, excepto la lignina, disminuyeron su contenido después de la cosecha. Ortega et al. (1986) informaron que el contenido de cenizas aumentó a los 60 d de incubada la paja de cebada con Pleurotus ostreatus, debido a que hubo posiblemente una mayor utilización de materia orgánica por parte del hongo.

En otro estudio en el que se incubó Pleurotus ostreatus en una combinación de 50 % de paja de trigo y 50 % de ensilado de algodón, se encontró que la pérdida de materia orgánica fue baja al combinar pajas tratadas (Silanikove et al. 1988). Por otra parte, al cultivar dos hongos Pleurotus ostreatus y Pleurotus florida en paja de cebada, se encontró que la materia orgánica de la paja tratada con Pleurotus florida tuvo un coeficiente de digestibilidad mayor que el de la paja tratada con Pleurotus ostreatus, en tanto que la menor digestibilidad la tuvo la paja sin tratar (Coronel y Martínez 1995). También Karunanandaa et al. (1995) informaron pérdidas de materia orgánica en paja de arroz tratada con hongos de la pudrición blanca, principalmente en el momento de la fructificación.

Se observó una mayor concentración de proteína cruda en la paja de trigo tratada con respecto a la no tratada (P < 0.05). Iguales resultados obtuvieron Coronel y Martínez (1995) y Coronel y Ortega (1998), quienes encontraron diferencias significativas en paja de trigo y cebada, tratadas con especies del género Pleurotus y concluyeron que este incremento en la proteína cruda se debía a la presencia de tallos y cuerpos fructíferos del hongo en el sustrato, los que quedan después de la cosecha.

Rao y Naik (1990), al utilizar Pleurotus ostreatus, incubado en paja de trigo, para romper el complejo ligno-celulosa, y después ofrecer la paja tratada a animales rumiantes, encontraron que mejoró el consumo y aumentó el porcentaje de proteína cruda de las pajas. Estos mismos autores plantean que algunos microorganismos asociados con el hongo tienen la capacidad de fijar nitrógeno atmosférico, lo que resulta en mayor contenido de nitrógeno en las pajas tratadas. Sin embargo, Ortega et al. (1986) y Aceves (1997), no informaron diferencias significativas en los valores de proteína cruda, ya sea en la paja de trigo tratada como en la sin tratar.

La FND y FAD fueron mayores en la paja de trigo tratada con el hongo que en la testigo (P < 0.05). Estos resultados contrastan con los de Coronel y Martínez (1995) y Aceves (1997), quienes no encontraron diferencias significativas con respecto a la FND entre la paja de trigo y cebada, tratadas con especies de hongos del genero Pleurotus, y la paja sin tratar, aunque sí observaron aumento no significativo en FAD. Asumieron así que las cepas de Pleurotus utilizaron estos componentes como fuente de energía. Ortega et al. (1986) observaron disminución en la paredes celulares (FND) a los 45 y 60 d después de incubada la paja de cebada con Pleurotus ostreatus. En un estudio de Silanikove et al. (1988), en el que se utilizaron tres sustratos para el cultivo de Pleurotus ostreatus, al combinar 50 % de paja de trigo y 50 % de ensilado de algodón, se encontró que las pérdidas del complejo ligninacarbohidrato fueron significativas, con lo que se incrementó el contenido de fibra detergente soluble, y mejoró la calidad del sustrato. Por esto, se puede pensar que el sustrato sobre el que se inocula este hongo influye en los cambios de los componentes de la fibra. Calzada et al. (1987a), al incubar Pleurotus ostreatus en paja de trigo y pulpa de café, encontraron pérdidas en FND y en carbohidratos estructurales.

La celulosa fue mayor en la paja tratada, no sucedió así con la hemicelulosa y las cenizas, las que resultaron mayores en la paja de trigo sin tratar (P<0.05). Por otra parte, el contenido de lignina fue menor en la paja de trigo tratada con Pleurotus florida, con respecto a la sin tratar, aunque no hubo diferencias significativas entre tratamientos. Estos resultados son similares a los de Gintevorá y Lazarová (1987 y 1988), quienes al incubar Pleurotus ostreatus en paja de trigo, observaron que la hemicelulosa y lignina eran descompuestas en mayor cantidad que la celulosa. Debido a que son dos componentes energéticos, se metabolizan casi en la misma proporción, durante la fase de crecimiento del hongo. Moyson y Verachtert (1991) y Jung et al. (1992) observaron que la lignina no es el único componente que se degrada durante el crecimiento fungal, y asumieron que la energía liberada durante la ruptura de la lignina no es suficiente para el crecimiento del hongo, por lo que otros componentes como la glucosa, hemicelulosa y celulosa, se utilizan como fuente de energía para el desarrollo del hongo. Esto depende en gran parte de la especie y la cepa que se emplee.

López y González (1997) plantean que antes de la formación del cuerpo fructífero, la degradación de hemicelulosa, celulosa y lignina presenta pocas alteraciones. Sin embargo, en el momento de la fructificación, y hasta después de la cosecha, la cantidad de estos compuestos se reduce hasta en 80 %. Ortega et al. (1986) y Tsang et al. (1987) al trabajar con especies del hongo Pleurotus, encontraron en el sustrato utilizado mayor disminución del contenido de celulosa y hemicelulosa que de lignina. Langar et al. (1980), Yamakawa et al. (1992ab) y López y González (1997) afirman que durante la fructificación del Pleurotus ostreatus, la materia orgánica y otros componentes de la pared celular, excepto la lignina, disminuyen su contenido después de la cosecha, la hemicelulosa casi desaparece y la celulosa baja en 50 %. Coronel y Martínez (1995) no encontraron diferencias en el contenido de celulosa, tanto en la paja de cebada tratada como en la no tratada, por lo que concluyeron que las cepas del hongo Pleurotus, usaron hemicelulosa como fuente de energía. También informaron menor contenido de lignina en la paja de cebada tratada, aunque no hubo diferencias significativas. Atribuyeron estos resultados a las bajas temperaturas y a las variaciones en la humedad relativa, las que se presentaron durante el crecimiento y desarrollo del hongo, así como también a otros factores como el tiempo de incubación en el sustrato, su composición, la actividad enzimática y el genotipo de la cepa. Sin embargo, Ortega et al. (1986) informaron al trabajar con paja de cebada, inoculada por 45 o 60 d, aumento en la lignina, aunque no fue significativo. Esto tuvo su explicación por la disminución del porcentaje de FND, hemicelulosa y celulosa, el cual provoca mayor concentración de lignina. También agregan que el alto contenido de lignina en las pajas tratadas puede deberse a la gran variabilidad genética entre cepas de Pleurotus ostreatus, las que tienen diferencias en cuanto a la cinética con la que degradan los diferentes componentes del sustrato utilizado, ya que tienen cepas incapaces de producir enzimas fenoloxidasas, encargadas de la degradación de la lignina (Leal 1982).

Los mayores coeficientes de digestibilidad se observaron en el tratamiento de paja tratada, exceptuando a la proteína cruda, aunque estas diferencias no fueron significativas. En estudios (Calzada et al. 1987b) con borregos alimentados con paja de cebada y trigo, inoculada con hongos del género Pleurotus, se obtuvo una mayor digestibilidad de la MS, FND, FAD y celulosa que la encontrada en este trabajo.

Sin embargo, la composición del sustrato en el que se cultivan los hongos, la duración del cultivo y las cepas que se utilicen, afectan la degradación de los diferentes componentes de la paja (Mester y Tien 2000 y Kapich et al. 2004). Así lo demuestra el trabajo de Bis’ko y Bilav (1992), quienes cultivaron tres cepas diferentes de P. ostreatus en tres sustratos (paja de trigo, residuos de lino y residuos de girasol).

Estos se analizaron antes de inocularlos con el hongo, después del crecimiento del micelio y al aparecer los cuerpos fructíferos.

La utilización de celulosa y lignina fue diferente en dependencia de la cepa utilizada. La pérdida de celulosa fue mayor en el período de crecimiento y durante la aparición de los cuerpos fructíferos; mientras que, después de la aparición de ellos, se utilizó la celulosa y lignina de manera similar, exceptuando los residuos de girasol, en los que hubo mayor utilización de lignina. Esto se atribuye a la mayor actividad de las enzimas fúngicas monofenolmonoxigenasa y endo-1,4-ß-glucanasa en el girasol, que a su vez depende de la disponibilidad de oxígeno y de la interacción del micelio con el sustrato.

Karunanandaa et al. (1995) estudiaron diferentes fracciones botánicas de paja de arroz (hoja o tallo), colonizadas por varios hongos de la pudrición blanca, Cyathus stercoreus (Cs), Atcc-36910, Phanerochaete chrysosporium (Pc) BKM y Pleurotus sajor-caju (Ps) 537, e informaron que en la paja testigo la digestibilidad in vitro fue similar para hojas y tallos. En la paja tratada con Cs y Ps aumentó la digestibilidad de las hojas, debido a una mayor degradación de hemicelulosa que de celulosa. En contraste, Pc degradó en forma similar la hemicelulosa y celulosa de las hojas, reduciendo la digestibilidad de la paja una vez cosechado el hongo, en tanto que solamente Ps aumentó la digestibilidad de los tallos. Estos autores concluyen que el aumento en la digestibilidad de las pajas tratadas con hongos, depende de la especie de hongo, sustrato y fracciones botánicas de ésta.

Todos estos factores afectan el aprovechamiento de las pajas utilizadas para el cultivo de hongos por parte de los animales que las consumen.

En este estudio no se observaron diferencias en la digestibilidad de las dietas que contenían paja tratada y sin tratar. Aunque disminuyó el contenido de lignina en la paja tratada, esta disminución no fue significativa, lo que coincide con lo observado por otros autores (Adamovic et al. 1998). Esto pudo ocasionar que otros componentes de la paja tratada no fueran degradados en el rumen en una mayor proporción que los de la paja no tratada.

En cuanto al pH y a la concentración de nitrógeno amoniacal en el rumen, no se encontraron diferencias significativas al proporcionar las dos dietas. Estos resultados son similares a los encontrados por Henics (1987), quien no observó diferencias cuando utilizó paja de trigo tratada con Pleurotus ostreatus para alimentar novillos.

Tampoco se encontraron diferencias en la concentración de ácidos grasos volátiles entre los dos tratamientos. Esto resulta similar a lo observado por Jalc et al. (1994), quienes al realizar la fermentación ruminal in vitro de paja de trigo sin tratar y tratada con hongos de la pudrición blanca, no encontraron diferencias en la concentración de ácidos grasos volátiles, ni en la producción total de masa microbiana, lo que podría indicar que el crecimiento del hongo en la paja no afecta la fermentación ruminal, ni el desarrollo de los microorganismos ruminales.

El contenido de bacterias totales fue mayor (P < 0.05) en el tratamiento con paja tratada.

Sin embargo, la concentración promedio determinada en ambos tratamientos se encontró en el rango normal inferior de bacterias ruminales totales (1010-1012 bacterias por mL de fluido ruminal) (Cobos 1994). Esto pudo contribuir a que no se observaran diferencias en otras variables, como lo es la digestibilidad.

La concentración de bacterias celulolíticas fue similar en ambos tratamientos y se encuentra dentro de valores normales (107 bacterias por mL de fluido ruminal) (Vélez y Cobos 1997).

Encontrar concentraciones similares de estas bacterias en las dos dietas indica que el crecimiento del hongo en la paja no afecta ciertos factores que determinan la concentración de bacterias celulolíticas, como son el pH ruminal y las características propias del forraje, por lo que tampoco influyó en el nivel de hidrólisis de celulosa (Dehority y Tirabasso 1998) Con respecto a la concentración de protozoarios ruminales por mL de fluido ruminal, tampoco se observaron diferencias significativas entre tratamientos. La concentración determinada se encuentra dentro del intervalo normal (104-106) (Cobos 1994), lo que demuestra que el cultivo de Pleurotus florida en paja de trigo no afecta la viabilidad de bacterias y protozoarios ruminales.

Los resultados de este trabajo indican que al tratar la paja con el hongo Pleurotus florida no mejoró su digestibilidad. Sin embargo, demuestran que es posible usar la paja de trigo, que ha sido utilizada como sustrato para cultivar este hongo, en dietas para ovinos, sin que se afecte la digestibilidad de la ración o la población microbiana del rumen.


Referencias

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Autor: O.D. Montañez, María Esther Ortega, M.A. Cobos, A. Larqué (Colegio de Postgraduados, COLPOS) y J.E. García (Depto. de Nutrición Animal: Univ. Autónoma Agraria Antonio Narro), México.

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DISCUSIONES SOBRE ESTE TEMA.

 Discusiones sobre este tema

 19/03/2008  
Andres Omeñaca
Monitor Medioambiental/
Aragon - España
Hola, tengo dos preguntas por si alguien puede contestarme.
Tras la recolección de las setas ¿no se queda la paja demasiado desecha?
Y otra cuestión ¿vale cualquier Pleurotus para poder aprovechar luego la paja como forraje?
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 19/03/2008  
Jaime De La Huerta Carrillo
Ovinocultor/ovicultores De Los Tres Pueblos Spr De Rl
Hidalgo - México
Tengo información respecto a que el sustrato al término de la cosecha del hongo contiene los ocho aminoácidos esenciales, ¿qué me pueden informar al respecto y si benefician en algo al ovino?
Respuesta Chequeada por Engormix.com
 19/03/2008  
Andres Oblitas
Ingeniero/gordon Ltda
Santa Cruz - Bolivia
Si se quiere mejorar la digestibilidad de cualquier resto de cosecha se deben amoniatar los restos y se llega a obtener un alimento muy bueno. Esto se realiza con urea más soya (q aporta la enzima) y cubierto con plástico durante un tiempo esto crea un gas que elimina los enlaces que impiden que el animal aproveche el alimento.
Respuesta Chequeada por Engormix.com
 23/03/2008  
Dr. Enrique Nolte
Consultor En Desarrollo/dexcel Peru Sac
Lima - Perú
1. Felicito la publicación de un estudio que no mostró el resultado esperado o deseable. Usualmente éstos no salen a la luz, causando que otros interesados no tengan todos antecedentes antes de iniciar estudios nuevos o complementarios.
2. En mi investigación doctoral en Ohio State, trabajé con ceniza de leña (solución en agua al 10%, pH 9.3) sobre paja de gramínea de tallo hueco (trigo) con efectos significativos sobre 3 factores: Ingesta (palatabilidad), digestibilidad y retención de nitrógeno. La ventaja sobre el hidróxido de sodio, además de costo y riesgos de manejo, fue la menor inducción de sed, aunque ésta fue mayor que en testigo. Quedó para seguir investigando, el efecto sobre los fenoles y la relación entre el aporte adicional de minerales contenidos en la ceniza de leña, sobre la mejora en el metabolismo (resultados publicados en el J. Anim. Sci. 1987, 64:669-677).
3. Reiteradas réplicas en la costa norte y sierra sur del Perú mostraron efectos similares con paja de arroz y de cebada. El procedimiento es de costo mínimo.El producto resultante (amarillo brillante, quebradizo) es llamado PAJENIZA.
Enrique Nolte, Ph.D.
 01/04/2008  
Oziel Montañez
Empleado Publico/ninguna
Jalisco - México
España

Hola, tengo dos preguntas por si alguien puede contestarme.
Tras la recolección de las setas ¿no se queda la paja demasiado desecha?
Y otra cuestión ¿vale cualquier Pleurotus para poder aprovechar luego la paja como forraje?

En efecto queda así y eso es el indicio de que si existió al parecer una deslignificación del forraje y esta se puede aprovechar mucho mejor dado que al reducir la cantidad de lignina la digestibilidad de este teóricamente se incrementa aunque en el resultado solo fue numéricamente. Al menos en los estudios que existe menciona que los hongos del genero pelurotus puedes degradar cualquier parte de la pared celular vegetal, sin embargo, el pleurotus oestreatus a mostrado mejor degradación de la lignina, aunque debemos de pensar que la idea principal de esto es aprovechar los residuos de cosecha lo mejor posible mediante un método no contaminante y que ademas produzca alimento de alto valor biológico.
 02/04/2008  
Andres Omeñaca
Monitor Medioambiental/
Aragon - España
Gracias por contestar Ozie.

Aunque mi trabajo es el de educador medioambiental (Yo también soy empleado público), tengo a nivel particular unos pocos animales de granja para autoconsumo, casi todo razas autóctonas y como nos gustaría con el tiempo buscar un buen sitio para cultivar hongos me pareció muy interesante el tema del foro.

Un saludo para México.

ENGORSART OVI 20080517
 
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