Valoración in vitro de tres residuos agrícolas amonificados para alimentación de rumiantes

Publicado el: 8/1/2019
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Resumen

El objetivo del presente trabajo fue comparar dos técnicas de laboratorio, utilizando tres residuos agrícolas. El análisis de la información se realizó a través del establecimiento de las ecuaciones de regresión que interpretaron la relación entre dos variables (Y; digestibilidad in vivo, X; digestibilidad in vitro), se tomaron valores obtenidos por cada subproducto in vivo y se aparearon con su respectivo promedio de digestibilidad in vitro producto de tres repeticiones. La técnica líquido ruminal-pepsina fue más precisa al compararla con la técnica del licor ruminal-pepsina, al presentar un modelo más estable. Sin embargo fue menos exacta en vista de que se distancio más del valor real (in vivo), y su coeficiente de determinación (R2 ), fue ligeramente superior con respecto a la técnica del licor ruminal. La técnica pepsina-celulasa presentó valores absolutos superiores con respecto a la digestibilidad in vivo. La técnica pepsina-celulasa parece ser más sensible a la variación de las especies forrajeras, además las celulasas comercialmente disponibles varían considerablemente en su capacidad digestiva. La mayor ventaja para la técnica pepsina celulasa en cuanto a su ejecución es obviar la necesidad de utilizar animales canulados y todo lo que ello implica, sin embargo la técnica Tilley y Terry presento un mayor coeficiente de determinación, es decir, más exactitud con respecto a los valores in vivo. Se considera a la digestibilidad in vitro como un método valido para estimar la digestibilidad in vivo en alimentos para rumiantes, por ser más precisas, rápidas y económicas.

Palabras Chave: Alimento, digestibilidad, forrajes

1. Introducción

Todo proceso agrícola genera, durante el desarrollo del cultivo y en la cosecha, residuos o desechos vegetales que se destinan para diferentes usos (Toledo et al 2014). Los subproductos agroindustriales son productos obtenidos durante la cosecha y/o procesamiento de alimentos o fibras indispensablespara llenar necesidades básicas en humanos, pero, por sus características nutricionales y disponibilidad a bajo costo, en la mayoría de las ocasiones, se constituyen en un recurso importante como fuente de alimento para animales (Cuesta y Conde 2002). Con respecto a los residuos sólidos, producidos en terrenos de cultivo, están los que quedan después de la cosecha de granos o leguminosas como arroz, maíz, trigo y frijol (Quintero y Moncada 2008).

Los residuos de cosecha amonificados tienen potencial en la alimentación de rumiantes, la momificación del residuo de cosecha del cultivo de Zea mays es una alternativa de alimentación de rumiantes que puede ser considerada por los productores especialmente en épocas críticas (Saavedra et al 2013). La digestibilidad de los pastos, es un indicador importante de su calidad ya que ofrece una muy buena aproximación de la fracción del pasto que es retenida en el tracto gastrointestinal del animal. Las técnicas licor ruminal- pepsina y pepsina celulasa son algunos de los métodos in vitro de mayor utilización en los laboratorios para estimar la digestibilidad in vivo de los forrajes (Ruiz 2011).

La mayoría de los métodos de evaluación de forrajes tienen como objetivo la determinación del valor nutricional de los forrajes, mediante la técnica de digestibilidad in vitro descrita por (Tilley y Terry 1963). El desempeño productivo de los rumiantes está en función del valor nutricional de la dieta que consumen. La evaluación del valor nutricional puede realizarse por métodos in vivo, in situ e in vitro (Posada y Noguera 2005. El método de digestibilidad enzimática es un procedimiento simple de desarrollar y más rápido que el método in vitro para predecir la digestibilidad in vivo de la materia seca de los forrajes y además existe una alta correlación entre el método enzimático y el método in vitro por lo que se recomienda el uso del método enzimático como una alternativa en el laboratorio para la evaluación de la digestibilidad de los forrajes (Arce et al 2003).

El desempeño productivo de los rumiantes está en función del valor nutricional de la dieta que consumen. La evaluación del valor nutricional puede realizarse por métodos in vivo, in situ e in vitro (Posada y Noguera 2005). La presente investigación pretende comparar la precisión y exactirud de las dos técnicas in vitro (liquido ruminal-pepsina y pepsina celulasa), para estimar la digestibilidad in vivo, utilizando para ello tres subproductos agrícolas conservados (henificados, amonificados y ensilados).

 

2. Materiales y Metodos

La investigación se realizó en la Finca Experimental “La María”, Universidad Técnica estatal de Quevedo, localizada en el km 7,0 de la vía Quevedo-Mocache, provincia de Los Ríos. Su ubicación geográfica es de 01° 6’ 20’’ de latitud Sur y de 79° 29’ 23’’ de longitud Oeste, a una altura de 73 msnm. Los análisis de laboratorio fueron realizados en la Facultad de Ciencias Pecuarias de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH), ubicada en la Panamericana Sur, km. 1,5 de la Ciudad de Riobamba, Provincia de Chimborazo, a una altitud de 2740 msnm, 01°38’ de latitud Sur y 78°40’ de longitud oeste.

Se utilizaron tres residuos agrícolas (arroz, maíz y soya), bajo tres métodos de conservación Henificación, amonificación y ensilajes, fueron secados ymolido para la pruebas in vitro y de laboratorio. Los residuos agrícolas fueron evaluados y su respectivo análisis proximal de acuerdo a la AOAC (1990), la fibra neutro detergente (FND) y fibra ácido detergente (FAD), se presenta en el Cuadro 1.

 

 

Se utilizaron cuatro toros Brahaman, machos castrados, cada uno tenía una cánula al rumen, para permitir la extracción del líquido ruminal. A continuación se describen de manera general los procedimientos de las técnicas in vitro que fueron evaluadas.

 

 

Este procedimiento es tomado de la técnica “Tilley y Terry, 1963” e involucra primeramente un periodo de incubación de 48 horas con microorganismos del rumen en un medio buffer y en segundo término, la digestión con una mezcla de ácido clorhídrico - pepsina. Las cantidades de materia seca (MS) o materia orgánica (MO) que desaparecen después de ambas etapas, se consideran como “digeridas” (Guevara, 2008).

En la técnica de digestibilidad in vitro con fluido ruminal, se dispuso de un diseño bloques completamente al azar (DBCA) en un arreglo factorial 3 (Residuos de cosecha) x 3 (Técnicas de conservación), con cuatro repeticiones, Los datos se analizaron utilizando el procedimiento GLM del paquete estadístico SAS (1999) y las diferencias de medias se compararon usando la Prueba de Tukey (p<0,05).

Se efectuó la primera fase de la técnica de (Tilley y Terry 1963) para cuantificar la desaparición ruminal in vitro de MO de los residuos de cosecha de maíz, arroz y soya (henificados, amonificados y ensilados), para lo cual se colecto fluido ruminal de un toro brahaman con canula ruminal y alimentado ad libitum con pasto saboya y balanceado. Las muestras de residuos se colocaran en tubos de polipropileno y se incubaron con la mezcla de saliva de McDougall + fluido ruminal en relación (4:1) durante 48 horas a temperaturas y pH similares a los del rumen (39ºC y 6.8 respetivamente). Este sistema de digestibilidad in vitro se basa en la primera etapa en una fermentación en un sistema cerrado, es decir, los productos de la fermentación no son removidos, en la primera etapa se adiciona una solución amortiguadora con el fin de mantener el pH en alrededor de 6.9, para que actúen las bacterias ruminales, especialmente las celuloliticas. En la segunda etapa de esta técnica se lleva a cabo una digestión con pepsina en medio acido, añadiendo HCl. Esta etapa es comparativa a lo que sucede en el abomaso (Castellanos, et al., 1990).

 

3. Resultados Y Discusion

En el Cuadro 2, se presentan los resultados expresados como porcentaje de materia seca (MS) para la digestibilidad in vivo, y para cada una de las técnicas evaluadas.

 

 

Los valores absolutos entre la técnica in vivo (30,20%) son diferentes a los obtenidos con las técnicas líquido ruminal-pepsina (58,76%) y pepsina-celulasa (50,16%), presentándose una diferencia de 24,26 unidades aproximadamente con respecto a la técnica in vivo.

Estos valores de digestibilidad in vivo son inferiores a los reportados por (Zambrano 2011) que encontró valores entre 39,75 y 43,47% para las pancas de arroz, maíz y soya. Así como también la DIVMS 43,3 % por (Saavedra et al 2013) 43.3%, pero también son inferiores a las técnicas son menores a las técnicas líquido ruminal-pepsina y pepsina-celulasa. La técnica liquido ruminal-pepsina, presento un modelo distinto para cada corrida, lo que indicaría una alta variabilidad en la técnica.

La técnica pepsina-celulasa fue más precisa al compararla con la técnica del licor ruminal-pepsina, al presentar un modelo más estable. Sin embargo fue menos exacta en vista de que se distancio más del valor real (in vivo), y su coeficiente de determinación (R2), fue menor con respecto a la técnica del licor ruminal. La técnica pepsina-celulasa presentó bajos valores absolutos con respecto a la digestibilidad in vivo. Se recomienda aplicar la ecuación de regresión correspondiente cuando se utiliza esta técnica. La mayor ventaja para la técnica pepsina celulasa en cuanto a su ejecución es obviar la necesidad de utilizar animales canulados y todo lo que ello implica, sin embargo la técnica (Tilley y Terry 1963) presentó un mayor coeficiente de determinación en ambas corridas, es decir más exactitud con respecto a los valores in vivo, por lo cual de acuerdo a estos resultados se puede seguir considerando como un método valido para estimar la digestibilidad in vitro en alimentos para animales rumiantes.

En el Cuadro 3, se presentan las ecuaciones de regresión obtenidas para las dos técnicas de digestibilidad in vitro frente a la digestibilidad in vivo.

 

 

De acuerdo al Cuadro 3, los coeficiente de determinación (R2 ), para las ecuaciones 1; 2 y 3 (técnica líquido ruminal-pepsina), indican que el 99,79; 99,85 y el 98,32% de la variación total de la digestibilidad in vivo esta explicada por el modelo; el resto, o sea el 0,21; 0,15 y 0,28% es la variación no explicada por la regresión.

En el caso de las ecuaciones 4; 5 y 6, los R2 indican que el 85,58; 98,93 y 99,29% de la variación total de la digestibilidad in vivo esta explicada por el modelo, el 0,42; 0,07 y el 0,71% es la variación no explicada por la regresión. El intercepto presenta valores muy diferentes para las dos técnicas, al Fálquez compararlos por medio de la ANAVA, se encontró diferencia estadísticamente significativa (p<0,01). Sin embargo debe tenerse en cuenta que el intercepto no siempre tiene una interpretación practica y algunas veces es solo un término de ajuste que permite representar la tendencia de los datos.

El coeficiente de regresión en este caso para las seis ecuaciones muestra valores cercanos a uno (1). El mayor R2 de la primera ecuación, además del bajo valor de la desviación estándar, obtenidos en el presente trabajo para la técnica del liquido ruminal pepsina con respecto a la técnica pepsina-celulasa, coincide con los reportes de trabajos realizados para forrajes de zona templada por (Terry et al 1978), Cerda et al (1989), Terramoccia et al (1989), también Alluzio et al y Antongiovanni et al citados por Antongiovanni y Acciaaoli (1995) citados por Ruiz 2011

(Arce et al 2013) manifiesta que encontraron resultados de digestibilidad obtenidos por los métodos enzimático 72,18 en alfalfa fueron superiores a los reportados en este trabajo. Sin embargo, este hallazgo podría atribuirse, por un lado, a la riqueza del inóculo ruminal, donde actúan todo un conjunto de enzimas provenientes de los diferentes microorganismos (bacterias, protozoarios y hongos) que causan una mayor degradación de los forrajes, mientras que el método enzimático trabaja solo con celulasa proveniente de un hongo, por lo que afirma que el método de digestibilidad enzimática demostró ser un procedimiento de laboratorio simple y rápido para la evaluación de los forrajes.

(Campos et al 2008) obtuvieron valores entre 57,01 y 64,66% por actividades celulolíticas de diferentes cultivos fúngicos y porcentaje de desaparición de materia seca en sustratos ricos en fibra en ensayo ruminal in vitro y sus coeficientes de correlación valores similares a los reportados en esta investigación. Lo cual puede ser porque los cultivos fúngicos influyen en forma positiva la desaparición de la materia seca en los ensayos ruminales in vitro. El efecto no se puede atribuir solamente a los perfiles enzimáticos. El incremento en degradabilidad de los sustratos depende más de su naturaleza que al tipo de cultivo fúngico adicionado. Los cultivos del género Aspergillus tuvieron por lo general los mejores resultados.

El método de (Tilley y Terry 1963) se considera un método referente para calcular la digestibilidad en alimentos para rumiantes, el cual ha sido modificado y adaptado según el tipo de alimento a analizar, al igual que se han desarrollado y probado diferentes tampones de dilución para ajustar el pH del inóculo, Giraldo et al (2007). Citado por Ruiz 2011. Trabajando con dos forrajes diferentes como fuente de inoculo García y Sánchez (1988), concluyeron que la digestibilidad con licor ruminal, parece no estar afectada por la fuente del inoculo, siempre y cuando no existan grandes diferencias en la composición química entre ellos.

Pese a su exactitud, según Giraldo (2007), y a todas las modificaciones y adaptaciones el método (Tilley y Terry 1963) sigue siendo un procedimiento que consume mucho tiempo y trabajo, además cada alimento debe incubarse por separado, limitando el número de muestras a ser analizadas por corrida o tanda. Además es posible estimar la drgradabilidad ruminal in situ verdadera con base en datos obtenidos in vitro.

La fermentación in vitro de los forrajes mediante un inóculo de microorganismos ruminales presenta probablemente el mejor cálculo hecho en laboratorio sobre la digestibilidad in vivo. Sin embargo, los ensayos in vitro requieren una fuente uniforme y confiable de inóculo ruminal que a menudo es difícil de obtener. Los problemas que mayormente se presentan son: la variación en la actividad del fluido ruminal, variaciones incontrolables que se dan dentro del laboratorio y entre laboratorios, y la disponibilidad de animales ruminalmente canulados. (Arce 2003).

Después de examinar la repetibilidad de los resultados obtenidos en un laboratorio y de la reproducibilidad de resultados logrados entre diferentes laboratorios, Antongiovanni y Acciacioli (1995), sugieren que dentro de los métodos in vitro, la técnica enzimática empleada por (Jones y Hayward 1975) es la alternativa más valida a los análisis clásicos de (Tilley y Terry 1963). Finalmente en pastos tropicales, varios autores también han encontrado una mayor precisión de la técnica pepsina-celulasa, para predecir la digestibilidad de la materia seca in vivo, es el caso de Adegbola y Paladines (1977), Peña y Paladines (1979), Narváez y Lazcano (1989) y Navaretne (1990) citados por Ruiz 2011.

 

4. Conclusiones

La técnica líquido ruminal-pepsina fue más precisa al compararla con la técnica del licor ruminalpepsina, al presentar un modelo más estable. Sin embargo fue menos exacta en vista de que se distancio más del valor real (in vivo), y su coeficiente de determinación (R2 ), fue ligeramente superior con respecto a la técnica del licor ruminal. La técnica pepsina-celulasa presentó valores absolutos superiores con respecto a la digestibilidad in vivo. La técnica pepsina-celulasa parece ser más sensible a la variación de las especies forrajeras, además las celulasas comercialmente disponibles varían considerablemente en su capacidad digestiva. La mayor ventaja para la técnica pepsina celulasa en cuanto a su ejecución es obviar la necesidad de utilizar animales canulados y todo lo que ello implica, sin embargo la técnica Tilley y Terry presento un mayor coeficiente de determinación, es decir, más exactitud con respecto a los valores in vivo. Considerar a la digestibilidad in vitro como un método valido para estimar la digestibilidad in vivo en alimentos para rumiantes, por ser más precisas, rápidas y económicas.

 

Agradecimiento

A la Universidad Técnica Estatal de Quevedo por su financiamiento a través del FondoCompetitivo de Investigación Ciencia y Tecnología (FOCICYT) en el Proyecto: Caracterización de ensilajes de pastos tropicales con niveles de inclusión de residuos agrícolas y agroindustriales de uso alimenticio en rumiantes

Referencias bibliográficas

 
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