Contenido de urea en alimentos comerciales e implicaciones para la ganaderia lechera en Venezuela

Publicado el: 26/12/2018
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INTRODUCCIÓN

La aguda pérdida del equilibrio económico, social y político por el que atraviesa Venezuela en los últimos años ha conducido a la desaparición de las tortas o harinas de algodón, maní y/o girasol del  mercado nacional; por lo que el contenido de proteína verdadera en los alimentos compuestos comerciales (ACC) depende de la disponibilidad de harina de soya así como de los principios éticos de la industria. La harina de soya y/o soya proviene de las importaciones, principalmente de EE.UU, lo que repercute de manera significativa en altos costos y baja disponibilidad por parte del fabricante. En las actuales circunstancias económicas del país, la falta de divisas por parte de la agroindustria, conlleva indiscutiblemente a reemplazar, una proporción significativa de harina de soya por urea (protegida o no al ataque microbiano ruminal) en la formulación de alimentos compuestos para vacas lecheras.

La utilidad de la urea sintética para suplir parte de los requerimientos de nitrógeno degradable (necesidades de amoniaco de los microorganismos ruminales) en los rumiantes  es innegable, además de representar una ventaja económica en comparación con la producción agroindustrial de alimentos comerciales para aves y cerdos; siempre y cuando se use dentro de las pautas reglamentadas.

Desafortunadamente en Venezuela, la producción comercial de alimentos compuestos está sometida a muy pocas medidas legales de regulación.  La reglamentación se limita a indicar el nombre de cada ingrediente utilizado en su fabricación, así como a un mínimo de análisis para efecto de registro de marca y permisologia que luego es manifestado a través de la etiqueta del producto (saco de alimento). En lo relativo a proteínas, la etiqueta debe indicar de forma clara, la cantidad mínima de proteína cruda (18%) y el porcentaje máximo de equivalente proteico aportado por los compuestos nitrogenados no proteicos (NNP), principalmente urea, lo cual no debe ser mayor al 33% de la totalidad de proteína cruda (Norma Venezolana, COVENIN 1883-83) pero, sin ninguna especificación en cuanto a máximo de proteína degradable (PDR) a nivel ruminal. Aunque dichos cuestionamientos son importantes porque limitan enormemente el racionamiento proteico adecuado para los rumiantes en todos los sistemas de producción, hoy en día resulta más preocupante, la ausencia total de la etiqueta.

Es por eso que algunos fabricantes sin escrúpulos utilizan  la adulteración con urea, sulfato de amonio, y/o urea protegida, sin temor alguno. Esta situación puede conllevar

a la intoxicación aguda que ocasiona pérdidas económicas inmediatas por muerte repentina de animales como ha sido observado tanto en vacas como en cabras lecheras consumiendo ACC con niveles de NNP mayores al 33% del equivalente proteico.

El problema podría ser mayor aún, ya que los nuevos estándares internacionales sugieren no más de 20% de equivalente proteico suministrado por NNP. La  sobrecarga de  NNP en las vacas lecheras de alta producción ocasiona pérdidas económicas como consecuencia de deficiencias de proteína verdadera (aminoácidos limitantes)  que limitan el crecimiento, la reproducción y la producción de leche. Por lo tanto, es imperativa la necesidad de una mayor regulación para proteger; por un lado a los compradores que deben recibir garantías de la supervivencia y el mejoramiento tanto de la producción de leche como de la respuesta reproductiva, pero al mismo tiempo, servir de apoyo a los fabricantes honrados que tienen mayores costos de producción y se enfrentan a la competencia ilegal de aquellos que no lo son.

En ese sentido, los laboratorios de análisis de alimentos que prestan su apoyo a los nutricionistas, industriales y productores, deben contar con métodos y esquemas de estimación del contenido de urea para rumiantes que resulten rápidos, acertados y económicos.

Por lo tanto, se procedió a determinar el contenido de urea de una muestra selecta de alimentos comerciales para bovinos de leche en Venezuela, utilizando la actividad de la ureasa microbiana ruminal como técnica de liberación in vitro de proteína cruda en la forma de amoniaco. Se discuten las fuentes y los niveles de NNP total en las dietas, así como los niveles de urea (concentración en alimentos compuestos y cantidades por vaca) que resultan razonables de acuerdo a las necesidades de proteína metabolizable y los consumos de alimentos comerciales de distintos rebaños lecheros del país (promedios de 15, 25 y 35 kg de leche/día).

 

BREVE DESCRPCION METODOLOGICA

La muestra de ACC estuvo representada por 10 alimentos provenientes de industrias radicadas en los estados Lara, Yaracuy y Portuguesa, más un alimento compuesto que fue fabricado como control. Además de 5 alimentos utilizados como controles.

Los alimentos fueron recibidos en el Laboratorio de Nutrición “Israel García”, del decanato de Ciencias Veterinarias de la Universidad Centroccidental “Lisandro Alvarado”, para análisis bromatológico entre finales del 2017 y principios del año 2018. Para la estimación de urea se empleó la técnica ruminal in vitro mediante 6 horas de incubación con licor ruminal (DiLorenzo y DiCostanzo, 2007; Ambasankar y Balakrishnan, 2010; López y Vizcaya, 2010) procedente de cuatro bovinos sacrificados en el matadero industrial centro occidental C.A ubicado en la Autopista Barquisimeto-Yaritagua, Km 6, Caserío Veragacha, Barquisimeto, Estado Lara.

El contenido de cada tubo incluyendo el alimento no digerido fue filtrado a través de 2 capas de gaza y el filtrado resultante fue sometido al análisis de amoniaco mediante un método espectrofotométrico basado en la formación  de indofenol usando salicilato de sodio. La concentración de amoniaco (mg/dl) fue obtenida al dividir la absorbancia de la muestra entre la absorbancia del estándar (solución de amoniaco en la concentración de 17 mg/dl), multiplicado por la concentración del estándar.

Las concentraciones de amoniaco ruminal al final de 6 h de incubación y correspondientes a cada alimento fueron diferenciadas con respecto a las de la urea y otros alimentos usados como controles, a fin de apreciar la validez  del procedimiento como un índice relativo de ureolisis.

La asociación entre proteína cruda liberada en la forma de amoniaco ruminal (% PC total) al final de 6 h de incubación y el contenido total de proteína cruda del alimento fue analizado mediante correlación de Pearson y regresión simple usando Excel 2010.

 

ANALISIS E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

Fracciones bromatológicas de los alimentos compuestos evaluados y alimentos usados como controles

En el Cuadro 1 se describe la composición bromatológica que correspondió tanto a los ACC como a los alimentos usados como control.

Los ACC (n = 10) más el AC-Control tuvieron valores de PC en el rango de 16,0 a  23,9% base seca, siendo el rango para grasa mucho más amplio (4,2 a 13,5%). El contenido de FND vario desde 15,8 hasta 38,9% y el de CNF vario desde 21,2 hasta 53,1%. La urea fue incluida en la evaluación como control negativo, mientras que el heno bermuda (gramínea) y la moringa (leguminosa) con contenidos usualmente muy diferentes de PC y FND, fueron usados como controles positivos. A pesar del mayor contenido de PC en la moringa que en el heno bermuda (bajo contenido proteico), la presencia de compuestos taninos inhiben normalmente  la liberación amoniacal en las leguminosas.

Liberación amoniacal in vitro

La figura 1 muestra los resultados de la concentración de NH3-N o liberación amoniacal que fueron obtenidos a las 6 h de incubación. Se aprecia que la liberación de NH3-N fue diferente para cada alimento comercial evaluado.  Aproximadamente el 22,3% del equivalente proteico de la urea fue liberado como NH3-N debido a su alta capacidad higroscópica y soluble. Mediante la técnica de incubación in vitro, frecuentemente se observa que la urea es convertida por los microorganismos del rumen de manera total y rápida en amoniaco (NH3) (Pinos-Rodríguez et al., 2010; López y Vizcaya, 2010).

Los alimentos AC-Control, AC-A, y AC-B resultaron con la mayor liberación amoniacal, mientras que AC-J y AC-I tuvieron la liberación amoniacal más baja. El resto de los ACC tuvieron concentraciones intermedias de NH3-N. Tanto en AC-Control como en AC-A, el contenido de urea fue conocido; no así en el resto de los alimentos compuestos evaluados. El alimento AC-Control fue preparado en una finca siguiendo nuestras recomendaciones y contuvo 2% de urea en base seca (Cuadro 2). La empresa que fabrica AC-A declaró el uso de urea protegida (Optigen) en la elaboración del mismo.

De tal manera que la más alta  liberación amoniacal observada en estos alimentos correspondió indiscutiblemente con la inclusión de urea en los mismos. Para el caso de AC-J, la liberación amoniacal fue menor que la de los alimentos usados como controles positivos (heno bermuda y moringa), lo que sugiere que en su formulación no se empleó urea común ni urea protegida. La harina de soya  libero muy poco amoniaco debido a que tiene un patrón de liberación más lento que el de los alimentos compuestos.

 

 

 

 

Acerca de la validez del procedimiento utilizado en este ensayo, de manera general, un periodo de 6 h de incubación in vitro es necesario para que ocurra suficiente acción ureolitica que permita la liberación de amoníaco a partir de compuestos NNP, especialmente urea. El amoniaco liberado constituye la actual fracción A1 del modelo de Cornell (CNCPS v. 6,5; Van Amburgh et al., 2013). Tiempos de incubación mayores a 6 horas podrían conducir a la liberación amoniacal a partir de péptidos pequeños de hasta 10 aminoácidos que siendo también compuestos NNP, logran escapar a la degradación ruminal in vivo y por lo tanto contribuyen con el pool de proteína no degradable en el rumen (PNDR, proteína que escapa a la degradación) (Choi et al., 2002; Reynal et al., 2007). Estos pequeños péptido a su vez representan la actual fracción A2 ó proteína cruda soluble no amoniaco del modelo de Cornell (Van Amburgh et al., 2013). 

Es importante aclarar que el método empleado no constituye una técnica estándar para estimar el contenido de urea, pero estas estimaciones nunca son realizadas de manera rutinaria y tampoco existe en Venezuela, un método oficial para ello. A nivel internacional, el método más empleado es aquel que convierte la urea en amoniaco mediante la incubación con “ureasa comercial” durante 1 hora (AOAC, método 941.04; Murillo, B., 1994). Por otro lado, las técnicas que permiten la estimación del contenido total de NNP (antigua fracción A del modelo de Cornell) y de proteína cruda soluble en borato-buffer constituyen procedimientos estrictamente químicos y no sustituyen al de estimación de urea. Mientras que la proteína cruda soluble no amoniaco (actual fracción A2) se obtiene por diferencia; siendo la determinación de amoniaco,  absolutamente necesaria (proteína cruda soluble – fracción A1). Tampoco debe confundirse la técnica empleada en este estudio con aquella que se emplea para estimar degradabilidad proteica y que consiste en la incubación del alimento en una solución que contiene proteasa durante solo una hora.

La concentración de NH3-N o liberación amoniacal a las 6 h de incubación fue transformada en proteína cruda liberada en la forma de amoniaco ruminal (% PC total), de la siguiente manera:

Proporción de PC liberada como NH3-N (% PC total) =

= [(Liberación de NH3-N/4000)*equivalente proteico del amoniaco) / g de PC inicial] x 100

En donde: Liberación de NH3-N fue  igual a concentración amoniacal (mg/dl) a 6 h de incubación, equivalente proteico del amoniaco igual a 4,37 y g de PC inicial igual a % PC del alimento*MS en el tubo.

En el presente estudio, la relación de los contenidos de PC y la proporción de proteína cruda liberada como amoníaco no fue estadísticamente significativa (r= -0,18; R2= 0,03; P = 0,59; N = 11), a pesar de que la magnitud de liberación amoniacal de los alimentos proteicos o leguminosas  forrajeras normalmente está influenciado por el contenido de proteína cruda como tal, pero una alta relación se presenta cuando se emplean tiempos de incubación mayores a 6 h (Chipatecua et al., 2007; Soliva et al., 2008; Ambasankar y Balakrishnan, 2010) que resultan en la degradación de péptidos con metabolización  microbiana de aminoácidos.

En el presente estudio, la ausencia de asociación sugirió que el amoniaco liberado proviene de la urea incluida en la formulación del alimento y no de las proteínas verdaderas aportadas por el resto de ingredientes.

Contenido estimado de urea en los alimentos compuestos comerciales

El contenido de urea (% MS) de los alimentos compuestos comerciales fue estimado mediante la división de la proteína cruda liberada como amoniaco ruminal (% PC total) entre el equivalente proteico de la urea (2,62) y los resultados son mostrados en la figura 2. El valor más alto correspondió al AC-Control cuyo contenido formulado de urea fue de 2% (base seca). Los valores más bajos correspondieron a los alimentos AC-I y AC-J, lo que indico que en su formulación no se empleó urea ni urea protegida.

La estimación de urea en los alimentos comerciales evaluados estuvo por debajo del 1,5% (base seca) con la excepción del AC-Control, por lo tanto estos resultados sugieren que la agroindustria no incurrió en adulteraciones posibles mediante el uso de urea, sulfato de amonio, y/o urea protegida.  

En años recientes, sin embargo, se ha observado que algunas empresas dedicadas a la elaboración de alimentos compuestos para vacas lecheras han empleado urea o urea protegida (Optigen) en niveles de inclusión de 2,3 a 4% (base seca) en detrimento de la producción animal, como ha sido calculado a partir de los resultados de  NNP en el rango de 40 a 55% del total de PC (Cuadro 3). A petición de un productor de ganado lechero de la región, se realizó el seguimiento a diferentes alimentos adquiridos por la agropecuaria durante el año 2016. De 10 muestras diferentes de alimentos comerciales que se analizaron, cinco resultaron con niveles de NNP mayores al 33% y cuatro de estos procedieron del mismo fabricante (Cuadro 3). No solo el productor fue doblemente engañado al pagar la urea como si se tratara de proteína verdadera sino que también recibió mucho menos PC de la que se espera en alimentos comerciales para vacas de alta producción (Norma Venezolana, COVENIN 1883-83).

Al ser cuestionado, el fabricante reconoció el uso de Optigen en los niveles ya sospechados. Los efectos negativos de la inclusión de urea a niveles mayores a 1,5% consisten en la posibilidad de intoxicación aguda ocasionando pérdidas económicas inmediatas por muerte repentina. Sumado a pérdidas económicas ocasionadas por los casos subclínicos de problemas reproductivos y la baja producción de leche. A nivel internacional se recomienda hasta 1% de urea en el concentrado, es decir, no más del 20% de la PC total procedente de urea y un suministro aproximado de 135 g de urea por vaca/día o NNP (Kertz, 2010).

Por lo tanto es conveniente, revisar la reglamentación de niveles de urea usados en ACC por la Agroindustria en Venezuela, considerando el aporte de NNP de los alimentos que tradicionalmente forman parte de esa dieta. El ensilaje de maíz y la pulpa de cítricos pueden contener hasta el 45 por ciento de su nitrógeno total como NPN. Los pastos frescos más del 30% y el heno de bermuda hasta el 20% del nitrógeno en esta forma (Rodríguez, S., 2011).

 

 

Pero además habría que considerar que eventualmente en las fincas se puede estar implementando alguna (s) de las siguientes estrategias nutricionales que también representan fuentes importantes de NNP: 1) Sulfato de amonio para ajustar la relación catión-anión durante el preparto, 2) Amonificación de heno de mala calidad y/o 3) Uso de urea en la preparación de silaje de maíz.

Al analizar las dietas “tradicionales” Venezolanas para grupos de vacas lactantes con promedios de 15, 25 y 35 L/vaca/día (Cuadro 4), se encuentra que los niveles de NNP total en las dietas es siempre mayor al 30% cuando la concentración de NNP en los ACC con 20% de PC alcanza o excede el 33%, siendo en su mayoría urea procedente del ACC. Para lograr de 20 a 25% de reducción en estos niveles totales de NNP en la dieta es necesario limitar la concentración de NNP en los ACC a una concentración que no exceda el 20% (total de PC del ACC), es decir, un máximo de 1,5% (MS) de urea (común o protegida, indistintamente).

 

 

Si bien varios estudios realizados en Brasil con vacas mestizas (Holstein × Cebú) han demostrado la aceptabilidad de hasta 320-390 g de urea protegida/vaca/día (Abreu, 2010; Santiago et al., 2015), existe suficiente evidencia de que aún la urea protegida se transforma hasta 90% en amoniaco después de 6 a 12 h de incubación ruminal in vitro (Xin et al., 2007; Pinos-Rodríguez et al, 2010; López y Vizcaya, 2010) y el posible escape de urea protegida al duodeno, antes de las 6-12 horas postingestión, no contribuye en lo absoluto con las necesidades de proteína metabolizable de la vaca. Por el contrario, se observa una reducción significativa en la producción de leche, producción de proteína de la leche y producción de ácidos grasos volátiles cuando se adiciona urea en cualquiera de los dos tipos y aun en pequeñas cantidades (1% del total de MS de la dieta) en dietas para vacas de alta producción (28-30 kg de leche promedio) alimentadas con dietas a base de 43-50% silaje de maíz y 50-57% concentrado (Imaizumi et al., 2010; Calomeni et al., 2015).

Además de urea, el NNP de los forrajes y materias primas está constituido por péptidos pequeños y AA libres (proteína soluble no amónico, fracción A2) que pueden degradarse rápidamente, pero generalmente escapan moviéndose con la fase líquida desde el rumen al intestino delgado para representar de 5 a 15% del flujo de aminoácidos absorbibles a nivel de duodeno (Choi et al., 2002; Aufrere et al., 2002). Como recomiendan Van Amburgh et al (2013), la fracción A2 de los forrajes y materias primas usadas en la alimentación de la vaca lechera necesita ser calculada a fin de reflejar la presencia de esos péptidos pequeños y aminoácidos libres que anteriormente se consideraban como enteramente degradables en el rumen. 

Por lo tanto, se puede concluir que en Venezuela, tradicionalmente, las recomendaciones acerca del suministro de urea a las vacas lecheras han sido excesivas. A pesar de que hasta ahora, la reglamentación Venezolana establece un porcentaje máximo de equivalente proteico del NNP no mayor al 33% de la proteína cruda total (Norma Venezolana COVENIN, 1883-83); su inclusión en los alimentos compuestos para rumiantes no debe superar el 20% del total de PC equivalente debido a la necesaria inclusión de altos niveles de concentrado en las dietas para vacas lecheras de alta producción.

 

 

Siguiendo estos lineamientos, los consumos de urea serian 82, 124 y 165 g/vaca/día cuando las ofertas de ACC sean de 6, 9 y 12 kg/vaca/día; respectivamente. De esa manera se tomaría en consideración las mayores necesidades de NPN para optimizar la síntesis de proteína microbiana en aquellas dietas con mayor fermentabilidad ruminal y en aquellas vacas con mayor capacidad de consumo y producción potencial. Sin embargo, en estas últimas es posible usar dietas con 14,8-15,8 % PC que aun tengan niveles de 33% de NNP (ricas en aminoácidos libres presentes en forrajes ó adicionados como lisina y/o metionina protegida) sin incorporar urea y que puedan ser usadas más eficientemente para la producción de leche (menor excreción de nitrógeno; menor amoniaco a nivel ruminal, menor nitrógeno ureico en leche y en plasma) como lo sugiere el estudio de Olmos y Broderick (2006) realizado en vacas con 36-38 kg de leche, a mitad de lactancia y alimentadas con 13,5; 15,0; 16,5; 17,9 y 19,4% de PC en base seca.

Por lo tanto, estas recomendaciones deben ir acompañadas de un seguimiento a los valores de nitrógeno ureico en leche (NUL) mejor conocido como MUN (milk urea nitrogen) por sus siglas en ingles. Si los valores de NUL están por debajo de 10 mg/dl, entonces aún se puede aumentar el nivel de NNP ó más específicamente, la concentración de la fracción A2 en la dieta. Hasta considerar las opciones de amonificación de heno de mala calidad y/o incorporación de urea en la preparación de silaje de maíz, pero si las concentraciones de NUL son mayores al 20 mg/dl y el nivel de PDR es mayor a 63%, lo aconsejable es no usar urea ni ninguna otra fuente de NPN.

Referencias bibliográficas

 
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