Evaluación de la inclusión de levaduras en la producción de gas de diferentes fuentes nitrogenadas en dietas de Cynodon nlemfuensis

El empleo de aditivos microbianos en la alimentación de rumiantes contribuye a un aprovechamiento de los alimentos, lo que permite incrementar los rendimientos productivos y consecuentemente, la disponibilidad de leche y carne con destino a la población. A pesar de las ventajas que ofrecen estos productos, en Cuba no se producen y sus altos precios en el mercado internacional los hacen incosteables para su empleo en la ganadería. El Instituto de Ciencia Animal, durante más de 10 años, desarrolló un grupo de investigaciones encaminadas a la obtención de microorganismos activadores de la fermentación ruminal. Se aislaron, caracterizaron e identificaron cepas de levaduras procedentes del ecosistema ruminal y se evaluaron in vitro e in vivo diferentes factores que afectan su uso como aditivos y se conformó el primer cepario cubano de levaduras con potencialidad de uso en la obtención de productos biológicos activadores de la fermentación ruminal y se ubicóen el World Data Centre for Microorganisms (Marrero et al. 2014). Así mismo se demostró quetodas estas cepas son más promisorias que S. cerevisiae, empleada tradicionalmente en los productos comerciales cuando se utilizan dietas con pasto estrella (C.nlemfuensis). Sin embargo, los resultados demostraron la necesidad de encaminar nuevos trabajos para evaluar la inclusión de levaduras en la fermentación ruminal de diferentes alimentos que se emplean en la ganadería de Cuba. Lo anterior permitirá proponer las cepas y dosis adecuadas para la obtención de productos aditivos propios que respondan a las situaciones generadas en las producciones basadas en el uso de dietas fibrosas de mediana y baja calidad. Por lo que el objetivo del presente estudio fue evaluar la inclusión de levaduras en la producción de gas de Cynodon nlemfuensis con concentrado.

 

 

Tratamientos, diseño experimental y tratamiento estadístico. Procedimiento experimental y mediciones a efectuar.Para desarrollar el experimento se utilizó la técnica de producción de gas in vitro (Theodorou et al. 1994).Las incubaciones se llevaron a cabo en botellas de vidrio de 50 mL selladas con tapón de butilo y agrafe. Éstas se colocaron en baño con temperatura controlada a 39oC.  Los tratamientos consistieron en la inclusión del cultivo de 13 levaduras provenientes del ecosistema ruminal y la cepa de S. cerevisiae L25/7/13 a razón de  5 mg de MS.mL-1

Cepas Levica:

I. orientalis: 23, 24, 29 y 33  

P. guillermondii: 13, 15, 17, 22, 27,28 y 32

R. mucilaginosa: 18R 

Además se incluyó un tratamiento control sin levadura para un total de 15 tratamientos. Se incubó 1 g de sustrato en botellas de 100 mL, un medio de cultivo y un inóculo de microorganismos ruminales a una proporción de 0.20 del volumen total de incubación (16 mL de LRF + 64 de medio de incubación= 80 mL).  Se adicionó 1g de sustrato que consistió en 70 % de Cynodon nlemfuensisy 30 % de un suplemento formulado con: 77 % de maíz, 19 % de soya, 2 % de sal común y 2 % de minerales. La composición química de los alimentos se envió a analizar a LASAICA.  Se incubaron 4 botellas por tratamiento y 4 botellas sin sustrato como blancos, lo que sumó un total de 64 botellas. Se utilizó como inóculo el contenido ruminal de 2 bovinos adultoscanulado en rumen y alimentado con una dieta similar a la evaluada. El contenido ruminal se extrajo antes de la oferta del alimento y se conservó en termos cerrados hasta llegar al laboratorio, donde se filtró a través de varias capas de gasa para conformar el inóculo. 

Las botellas se sellaron y se incubaron en un baño con temperatura controlada a 39 ºC. La producción de gas se midió hasta las 24 h, por medio de un manómetro HD8804 acoplado a un calibrador de presión TP804 (DELTA OHM, Italia). Las lecturas de presión se convirtieron en volumen mediante una ecuación de regresión lineal pre-establecida (gas (mL) = (presión [103 Pa]+4,95)/2,5858); n=132; r=0,991). El volumen de gas se expresó por gramo de MS incubada.La producción de gas se midió a las  4, 8, 12, 16, 20, 24 y 48 horas.  Se empleó un diseño experimental completamente aleatorizado con arreglo factorial 15x7 (15 tratamientos x 7 horas de muestreo), se consideró cada botella como una unidad experimental.  Análisis matemáticos: Se realizó análisis de varianza según diseño completamente aleatorizado con arreglo factorial 6 x7 (6 ttos x 7 horas de muestreo, se consideró cada botella como una unidad experimental. Los resultados experimentales se analizaron con el paquete estadístico InfoStat versión 1.0 (Balzarini et al. 2001). Preparación de los inóculos de las levaduras:Se utilizó un cultivo en cuña de 24 horas de las levaduras a evaluar. Para ello se tomó una asada que se disolvió en tubos de ensayo con tapones de gasa que contenian 10 mL de medio YPD y se incubaron a 30oC durante 24 horas lo que consituyeron los preinóculos. Transcurrido este tiempo se procedió a preparar los inóculos a utilizar en la incubación.  Para ello se inocularon los 10 mL del preinóculo en 50 mL del mismo medio en erlenmeyer de 100 mL de capacidad y se incubaron a 30oC durante 24 horas en zaranda termostatada. De estos erlenmeyers se tomaron 1.5 mL de cada cepa para las incubaciones.   

 

 

La tabla 1 muestra el efecto de la inclusión de levaduras en la producción de gas acumulada de la fermentación in vitro de C. nlemfuensis y concentrado. La inclusión de las cepas 24,13,27,22 y 28 produjo un aumento en la producción de gas a las 24 y 48 horas respecto al control. Estos resultados difieren de los obtenidos en trabajo anterior con las mismas cepas en igual dosis de inclusión pero el sustrato fue solo C. nlemfuensis. En dicho estudio la cepa 27 provocó la mayor producción de gas respecto al resto de las cepas. Lo anterior corrobora el efecto de la dieta en la acción de las levaduras como aditivos para rumiantes que diferentes autores evidenciaron en estudios in vivo desde la década de los 90 del pasado siglo. Así, Wallace y Newbold (1992) observaron que la respuesta productiva del ganado alimentado con ensilaje de maíz tendió a ser mayor que la respuesta que observaron en experimentos donde utilizaron dietas a base de ensilaje de pasto.  Estas respuestas productivas se explicaron por estudios de la microbiota ruminal. En este sentido, Newbold et al. (1998) informaron que no todas las bacterias del rumen se estimulan por la inclusión de la levadura. Estos autores indican que la inclusión de levaduras estimuló el crecimiento de Fibrobacter succinogenes pero no el de Ruminococcus albus. Así mismo, no todas las cepas de S. cerevisiae son capaces de estimular la digestión en el rumen y se debe tener cuidado en la selección de la levadura que se va a utilizar con estos fines para asegurar que se utilice aquélla capaz de activar la fermentación en el rumen.  Por otra parte, la inclusión de la levadura estimula síntesis de proteína microbiana en el líquido ruminal, lo que propicia incrementos en el flujo de proteína microbiana y  aminoácidos hacia las partes bajas del tracto gastrointestinal. Sin embargo, Putman et al. (1997), señalaron que este incremento en el flujo de proteína microbiana solamente se debe esperar cuando la proteína es limitante en la dieta. De esta manera, encontraron que la inclusión de un preparado microbial con base a levaduras como aditivo en vacas lecheras que se encontraban a principios de la lactancia y alimentadas con una dieta baja en proteína bruta, incrementaba la producción de leche. Respuestas similares a la inclusión de levadura se manifestaron a inicios de la lactancia. Posiblemente esto refleja la magnitud en la cual la disponibilidad de proteína limita la productividad.  

 

 

La inclusión de las cepas 24,13, 27,22 y 28 produjo un aumento en la producción de gas in vitrode C. nlemfuensis y concentrado a las 24 y 48 horas. Se reafirma que dieta influye en la actividad de las levaduras en el rúmen.

 

 

Balzarini, M.G., Casanoves, F., Di Rienzo, J.A., González, L.A. & Robledo, C.W. 2001. InfoStat versión 1.0. Universidad de Córdoba, Córdoba, Argentina

Marrero, Y., Castillo, Y., Ruiz, O., Burrola, E.& Claudio, A. 2014. In vitro gas production of fibrous substrates with the inclusion of yeast. Cuban Journal of Agricultural Science, 48,119-123

Theodorou, M.K., Williams, B.A., Dhanoa, M.S., McAllan, A.D.B. & France, J. 1994. A simple gas production method using a pressure transducer to determine the fermentation kinetics of ruminant feeds, Anim. Feed Sci. Technol, 48, 185-197.

Wallace, R.J. & Newbold, C.J. 1992. Probiotics for Ruminants. In: Probiotics, theScientific Basis, Ed R. Fuller, Chapman and Hall, London. pp 317.

Newbold,C.J., McIntosh, F.M. & Wallace,R.J. 1998. Changes in the microbial population of a rumen-simulating fermenter in response to yeast culture. Canadian Journal of Animal Science. 78: 2, 241-244.

Putnam, D.E., Schwab, C.G., Socha, M.T., Whitehouse, N.L., Kierstead, N.A. & Grathwaite, D.B. 1997. Effect of yeast culture in the diets of early lactation dairy cows on ruminal fermentation and passage of nitrogen fractions and amino acids to the small intestine. J. Dairy Sci, 80, 374.