Nutrición animal cuantitativa- Análisis proximal

Uno de los primeros métodos desarrollados para determinar la composición química de los alimentos fue propuesto en 1800 en la estación experimental de Weende en Alemania (McDowell et al., 1974) y a pesar de que tiene algunas limitantes, en algunos casos es la única información con que se cuenta para estimar el valor nutricional de un alimento. Las fracciones que separa este análisis a la muestra de alimento son el contenido de humedad, proteína cruda (nitrógeno total), fibra cruda, grasa cruda, ceniza, y extracto libre de nitrógeno (Detmann y Valadares, 2010).

Una de las principales limitantes es que los reactivos usados para la determinación de fibra cruda hidrolizan celulosa y hemicelulosa, por lo que siempre subestima la fracción real de los carbohidratos estructurales de los vegetales, por lo que se recomienda complementar los análisis químicos proximales con los de detergentes propuestos por Van Soest (1994). Otro problema derivado de este es que la fracción de extracto libre de nitrógeno representa los carbohidratos solubles y de mayor digestibilidad, pero al estimarse por diferencia lleva los errores de la técnica a esta fracción, y al haberse hidrolizado parte de los carbohidratos estructurales (de la FDN) esta fracción no siempre es confiable (Detmann y Valadares, 2010). A pesar de esto, se hacen estimaciones de energía bruta que pueden ser útiles, sobre todo si consideramos que los elementos básicos de una molécula de almidón y de celulosa son los mismos y la energía potencial es similar.

Durante muchos años, se ha estimado el TND (total de nutrientes digestibles) y otros valores de energía basándose en el proximal (McDowell et al., 1974), lo cual debería evitarse en lo posible. Es mejor basarse en la energía bruta y usar coeficientes de digestibilidad de la especie donde se va a usar el alimento y a partir de ahí con base en un conocimiento de la fisiología digestiva y de las pérdidas energéticas, estimar los valores de EM o EN.

Es muy común que las etiquetas de alimentos balanceados de especies domésticas o de animales de zoológicos, solo cuenten con información del proximal, por lo que se requiere de estimar el Extracto Libre de Nitrógeno (abreviado como ELN en mucha literatura) con la siguiente ecuación:

Donde:

A = Contenido de humedad (%)

B = Contenido de proteína cruda (%)

C = Contenido de lípidos crudos (%)

D = Contenido de fibra cruda (%)

E = Contenido de ceniza (%)

Para ejemplificar, considere que en una etiqueta de alimento comercial para cebras, se tiene la siguiente composición: humedad 9 %, proteína 14 %, grasa cruda 2%, fibra cruda 15%, ceniza 8,5%. Entonces el extracto libre de nitrógeno (ELN) se calcula:

Para estimar el contenido calórico (energía bruta), primero debemos poner los componentes en base seca. Si se tiene 9 % de humedad, entonces la materia seca es de 91 %. Para pasar los contenidos a base seca (a los nutrientes dentro de la materia orgánica), dividimos el nutriente en base húmeda por el contenido de MS y lo multiplicamos por 100, por ejemplo, el valor de proteína: proteína en base seca=(14/91)×100=15.38 %. Las otras fracciones se muestran en el cuadro 10.1.

En caso de que no se tenga el análisis proximal se pueden usar las fracciones de Van Soest, la celulosa y la hemicelulosa tienen un calor de combustión de 4.1 kcal/g y la lignina 5.8 kcal/g. En este caso se recomienda usar los valores de FDN corregidos por ceniza para no sobreestimar el aporte energético.

Cuadro 10.1 Estimación de nutrientes a base seca del análisis proximal de un alimento para cebras

Para estimar el valor calórico debemos considerar el tipo de alimento y algún factor de equivalencia energética de la fracción. Se pueden usar los sugeridos por Merrill y Watt (1973) de acuerdo con el tipo de alimento. Cuando se tienen alimentos comerciales balanceados, la etiqueta de estos debe señalar los alimentos que se usan y si bien no se indica la fórmula, el orden de uso indica qué ingredientes se usan en mayor proporción. Por ejemplo, en la etiqueta comercial se mencionan los siguientes alimentos: avena molida, molidos de trigo, cáscara de avena, harina de alfalfa deshidratada, pasta de linaza (extraída con solventes), pulpa de remolacha seca, pasta de soya sin cáscara, fosfato dicálcico, fosfato monocálcico, menadiona (vitamina K), carbonato de calcio, óxido de magnesio, vitamina C, ácido fólico, vitamina E, cloruro de colina, cianocobalamina, acetato de vitamina A, colecalciferol (vitamina D), mononitrato de tiamina, biotina, ribodlavina, pantotenato de calcio, ácido nicotínico, óxido manganoso, óxido de zinc, carbonato ferroso, sulfato de cobre, sulfato de Zn, yodato de calcio, carbonato de cobalto, selenito de sodio. Esto indica que el alimento tenía mayor contenido de avena molida, seguida de molidos de trigo, y así sucesivamente hasta los minerales que son los que se añaden en cantidades menores.

Se puede concluir que el alimento está formulado con granos (avena) y forrajes. Considerando el cuadro 10.2, podemos seleccionar los coeficientes que vamos a usar para estimar el contenido de energía de cada fracción. Es importante mencionar que muchos alimentos no tienen toda la información de los minerales y vitaminas como en este caso, pero los alimentos de zoológico que compiten en mercados internacionales dan información muy completa. En este caso, vemos que los valores de granos y leguminosas son similares, por lo que usaremos los coeficientes para granos.

Cuadro 10.2 Valores de energía recomendados de acuerdo con el tipo de alimento para estimar energía bruta

Otra ecuación (McDowell et al., 1974) que se puede usar para estimar la energía bruta con base en los porcentajes del análisis proximal de los concentrados es:

Para cada fracción se multiplica por su valor calórico y se suman al total, por ejemplo, para la proteína que en base seca es 15.38 %:

Se hace esta operación para cada fracción como se presenta en el cuadro 10.3. Las cenizas no aportan energía. 

Cuadro 10.3 Estimación del valor de energía bruta base seca del alimento para cebras

Entonces el alimento comercial para cebras tiene un valor calórico estimado de 3.9527 kcal/g. Para estimar la ED, es necesario conocer la digestibilidad de alimentos en equinos (por ser la especie más cercana). Por ejemplo, Arruda y Ribeiro (2009) evaluaron la digestibilidad de varias dietas y encontraron una media de 65.92 %. Bush et al. (2001) evaluaron dietas con grano y grasa y tuvieron una digestibilidad media de 51.62 %. En otro estudio con dietas basadas en cebada, alfalfa y avena, el promedio fue de 54.3 % (Cymbaluk et al., 1989). Para no subestimar la ED usaremos el valor de Arruda y Ribeiro (2009):

Para estimar la EM podemos usar la ecuación de Zeyner y Kienzle modificada, que se basa en la composición química (Kienzle y Zeyner, 2010), usando los nutrientes en g/kg de materia seca: EM(MJ/kg MS)=-3.54+0.0129 proteína cruda +0.0420 grasa cruda -0.0019 fibra cruda +0.0185 ELN. Para convertir de MJ/kg en Mcal/kg o kcal/g, solo dividimos por 4.184. Para facilitar el cálculo, lo hacemos en forma de tabla, como se muestra en el cuadro 10.4.

Cuadro 10.4 Estimación de EM basada en la composición química del alimento para equinos

Entonces se estima que el alimento tiene una EM de 2.27 kcal/g (Mcal/kg). El valor del proveedor estimado es de 2.35 kcal/g, con lo que podemos ver que se pueden hacer estimaciones apropiadas con esta metodología. Lo importante es seleccionar las ecuaciones y los valores de digestibilidad apropiados para cada especie o modelo a evaluar.

Para estimar la EN del alimento, es necesario conocer la eficiencia de utilización de la EM/EN (k). Los estudios de Pagan y Hintz (1986) indican que esta eficiencia puede ser de 0.59 para engorda. Usando ese coeficiente, la EN del alimento sería:

Conocer la eficiencia es más importante para poner los requerimientos de los animales en términos de EM o ED y poder formular raciones, como se explicará en ejercicios posteriores. la eficiencia de utilización para mantenimiento debe ser similar a los rumiantes con un factor de 70.5 %. Con eso se estimaría la ENm del alimento:

Dado que los requerimientos de equinos no están determinados en ENm o ENg, debemos trabajar en ED o EM.