Tema 7 Flashcards
VALORACIÓN NUTRITIVA
Las materias primas puede valorarse de formas diferentes
- Organoléptica: es una valoración inicial para establecer si la materia prima se encuentra en condiciones de ser utilizada en la alimentación de los animales-> ver lección Procesos en Fábricas de Piensos.
- Composición química para comprobar si responde a las especificaciones establecidas en la compra y poder elaborar las etiquetas -> ver lecciones Principios Nutritivos y Etiquetado
- Valoración nutritiva para conocer el aporte de energía y nutrientes utilizables por los animales, de acuerdo con la especie, y poder calcular raciones -> esta lección y la siguiente.
VALOR NUTRITIVO
* El valor nutritivo de un alimento depende de las pérdidas inevitables que tienen lugar durante su digestión, y la absorción y el metabolismo de los nutrientes.
* Dichas pérdidas se relacionan con:
+ La composición química. La proporción de cada fracción (carbohidratos, lípidos, compuestos nitrogenados, cenizas) en las materia primas y su composición particular (p. ej. carbohidratos: almidón, FDN, FAD; proteína: aminoácidos) determina el valor nutritivo para cada especie, en función de su edad y estado productivo.
+ Los factores antinutritivos (ej. antitripsina, ácido fítico) que puedan contener.
+ Algunos procesos industriales (p.ej. destruyendo FAN o mejorando la digestión) o la combinación con determinados aditivos (p.ej. mejorando la disponibilidad del fósforo) pueden reducir las pérdidas, mejorando el valor nutritivo de las materias primas.
* La valoración nutritiva comprende:
+ Digestibilidad y Valoración energética
+ Valoración proteica
+ Valoración de otros componentes del alimento
DIGESTIBILIDAD
* La digestibilidad de un alimento indica la cantidad de un alimento completo o de un nutriente particular del alimento, que no se excreta en las heces y que, por consiguiente, se considera que es utilizable por el organismo tras la absorción en el tracto digestivo.
* La digestibilidad se calcula para alimentos o nutrientes como:
(alimento ingerido - heces) x 100 / alimento ingerido (nutriente en alimento ingerido - nutriente en heces) x 100 / nutriente en alimento ingerido
DIGESTIBILIDAD IN VIVO
+ Los ensayos de digestibilidad requieren utilizar un número suficiente de animales durante un periodo de tiempo que permita la adaptación a la dieta utilizada. Al final del período de adaptación se registra el consumo diario de alimento de cada animal y se recogen y pesan individualmente todas las heces producidas (método de recogida completa). El alimento y las heces se analizan en laboratorio.
- El período de adaptación es de 10-12 días.
- Los períodos de recogida son de 3 días en monogástricos y 5 días en rumiantes.
+ Indicadores
- Si se utilizan indicadores (método de indicadores) no hace falta medir el consumo de pienso ni la producción de heces, pero estás se recogen en forma de muestras seriadas para simular un período de 24 horas. El cálculo es: % digestibilidad = 100- [(indicador en pienso / indicador en heces) x (nutriente en heces / nutriente en alimento)] x 100
- Los indicadores pueden ser:
* internos: presentes en el alimento ej. lignina, cenizas insolubles,
* externos: sustancias que se añaden al alimento a investigar, ej. óxido de cromo, dióxido de titanio.
- Los indicadores deben ser indigestibles.
Los indicadores externos han de ser además:
* no tóxicos
* inertes en relación con los componentes del alimento
* distribuirse homogéneamente en el mismo.
DIGESTIBILIDAD APARENTE Y REAL
+ Los valores obtenidos se denominan de digestibilidad aparente porque incluyen los contenidos de sustancias de origen endógeno presentes en las heces (p.ej. lípidos y compuestos nitrogenados, restos bacterianos).
+ La digestibilidad aparente es menor que la digestibilidad real y carece de sentido en el caso de minerales que se segregan en cantidades muy elevadas en el aparato digestivo (ej. calcio y hierro en todas las especies, fósforo en rumiantes).
+ Para conocer la digestibilidad real, hay que descontar las pérdidas endógenas a las pérdidas fecales.
- En el caso de los CHO, digestibilidad aparente y real son iguales porque las pérdidas endógenas fecales son despreciables.
+ El N de origen endógeno en heces se llama nitrógeno metabólico fecal y es proporcional al consumo de materia seca 1-2 g/kg MS en monogástricos y 4-6 g/kg MS en rumiantes.
+ Para conocer la utilización verdadera de los minerales, se determina el coeficiente de absorción real por pruebas de balance o mediante isotopos para conocer las pérdidas endógenas fecales y urinarias.
DIGESTIBILIDAD IN VITRO
como la digestibilidad in vivo es un proceso laborioso, se han desarrollado métodos de laboratorio que intentan reproducir las reacciones que tienen lugar en el tracto digestivo de los animales.
- Rumiantes: simulación de la digestión en rumen y abomaso → una digestión durante 48 horas con microorganismos del rumen en condiciones anaerobias, seguido de una digestión durante 48 horas con pepsina y ácido clorhídrico (Método de Tilley y Terry).
- Monogástricos: simulación de la digestión en estómago e intestino delgado →en cerdos se mide la digestión prececal (ileal) en dos pasos, primero se incuba la muestra con pepsina disuelta en ácido clorhídrico (simulando la digestión estomacal), luego se realiza una segunda incubación con enzimas pancreáticas disueltas en una solución tampón de fosfato simulando la digestión intestinal).
DIGESTIBILIDAD POR DIFERENCIA
+ Digestibilidad por diferencia: en rumiantes, la determinación de la digestibilidad de las materias primas no forrajeras requiere conocer la digestibilidad del forraje utilizado como ración basal. Luego se determina la digestibilidad conjunta del forraje y la materia prima problema. La digestibilidad de la materia prima investigada se calcula como la diferencia entre la digestibilidad de la ración completa y la del forraje base.
+ En el caso de las aves, las heces y la orina se eliminan conjuntamente por lo que los valores obtenidos corresponden a la utilización metabólica del pienso, con excepción de las pérdidas por fermentación aunque estas son mínimas.
+ La información obtenida mediante pruebas de digestibilidad es valiosa pero incompleta, especialmente en el caso de la energía porque no se tienen en cuenta las pérdidas por la orina (materias primas proteicas) y por los gases de fermentación (rumiantes)
EXPRESIÓN DE LA DIGESTABILIDAD
+ Materia orgánica digestible
- MOD = MO x dMO*
- MOD = cd x PB + cd x GB + cd x FB + cd x ELN*
+ Energía digestible
ED (Mcal/kg) = 5,4 x cd x PB + 9,7 x cd x GB + 4,6 x cd x FB + 4,2 x cd x ELN
dMO: coeficiente de digestibilidad de la materia orgánica para cada alimento y especie.
cd: coeficiente de digestibilidad distinto para cada componente y especie.
Valor energético de MOD ≈ 17-19 MJ/kg (dicho de otro modo: 1 kg MOD = 17-19 MJ ED)
A partir de estos valores puede calcularse la Energía Metabolizable, descontando las pérdidas energéticas urinarias y por gases de fermentación (ver más adelante).
FACTORES QUE AFECTAN A LA DIGESTIBILIDAD
a. Especie animal. Las diferentes especies animales digieren los mismos alimentos con distinta eficiencia. P. ej. se ha observado que cuando la digestibilidad de la materia seca de un alimento es inferior a 66%, se obtienen valores de digestibilidad mayores en vacas y cabras que en ovejas. Otros ej. caballos vs. conejos, perros vs. gatos.
b. Edad. Se ha comprobado en perros, conejos, aves y cerdos que la digestibilidad de los componentes de los alimentos es inferior en los animales más jóvenes, probablemente debido a una insuficiente actividad enzimática, y en el caso de los cerdos a una menor capacidad de fermentación de la fibra, por insuficiente desarrollo del intestino grueso.
c. Composición del alimento. El contenido de paredes celulares afecta especialmente a la digestibilidad de los alimentos. El efecto es debido tanto a la fisiología digestiva como a la protección que la fibra ofrece al resto de los componentes frente a la acción de las enzimas digestivas. El efecto es menor en rumiantes < caballos y cerdos < aves.
d. Composición de la ración. La digestibilidad de un alimento está afectada además de por su propia composición por la de los demás alimentos ingeridos con él efectos asociativos. Esto es especialmente relevante en el caso de los rumiantes donde el exceso de almidón (por bajo pH) o el déficit de proteína (por falta de N para las bacterias) afectan negativamente a la digestión ruminal de las paredes celulares. En perros, la adición de más de 3% de celulosa al alimento reduce linealmente la digestibilidad de la totalidad de la ración por aumento de la velocidad de tránsito.
e. Nivel de alimentación ( L = consumo de alimentos en relación con el consumo necesario para satisfacer los requerimientos de mantenimiento). A mayor nivel de alimentación, se eleva la velocidad de tránsito y se reduce el tiempo medio de retención del alimento por el tracto digestivo. Ello se reduce la exposición a las enzimas digestivas con la consiguiente reducción de la digestibilidad. En cerdos y aves con dietas convencionales de bajo contenido en fibra, el efecto del nivel de alimentación sobre la digestibilidad es bajo. En vacuno, el descenso de la digestibilidad es mayor para alimentos con mayor digestibilidad a nivel de mantenimiento y para forrajes picados muy finos o molidos.
f. Medio ambiente. Se ha observado en rumiantes que la digestibilidad disminuye 1,6% por cada 10ºC de variación en la Tª ambiente por encima o por debajo de 20ºC. El efecto se cree debido a un aumento de la velocidad de tránsito.
g. Preparación de los alimentos y uso de aditivos. Los tratamiento con calor y humedad y el uso de enzimas mejoran la digestibilidad de los alimentos (ver lección de Preparación de Alimentos).
VALORACIÓN ENERGÉTICA
* Satisfacer las necesidades energéticas de los animales es el mayor coste ligado a la alimentación de los animales. Incluso en las fases no productivas, los animales necesitan energía para mantener las funciones fisiológicas, conservar la Tª corporal estable y mantener la actividad muscular. Adicionalmente, los animales necesitan energía para sus producciones: crecimiento y engorde, reproducción, lactación y trabajo.
* Reparto de la energía en el animal (ver figuras)
* Energía bruta
+ Es la energía liberada en forma de calor por la combustión completa de un alimento mediante oxidación en una bomba calorimétrica.
+ La bomba calorimétrica se compone de un recipiente metálico resistente que se dispone en el interior de otro recipiente aislado con agua. El oxígeno se introduce a presión. La ignición se consigue haciendo pasar una corriente eléctrica. El calor producido en la oxidación se calcula a partir de la elevación de la Tª del agua que rodea la bomba. La bomba puede utilizarse para alimentos completos, sus componentes, productos animales y excretas.
+ La energía se expresa en kcal (Mcal) o kJ (MJ). 1 kcal = 4,184 kJ.
+ El valor promedio de EB de los alimentos (excepto las grasas puras) es 18,4 MJ/kg MS, y aumenta con el contenido en grasa y proteína. Puede calcularse multiplicando el contenido de cada componente del alimento por su valor de combustión EB (Mcal/kg MS) = 5,4 x PB + 9,7 x GB + 4,6 x FB + 4,2 x ELN, donde los componentes están expresados en kg/kg MS
La totalidad de la energía bruta de los alimentos no puede utilizarse por los animales. Una parte se pierde con los productos de excreción (heces, orina, gases) y otra parte se pierde en forma de calor. A partir de la energía bruta se pueden derivar otras medidas de la energía aportada por un alimento.
ENERGÍA DIGESTIBLE APARENTE
+ Es la energía bruta del alimento menos la energía bruta de las heces procedentes del consumo de ese alimento.
+ La energía fecal supone la mayor pérdida de energía ingerida, de ahí la importancia de la valoración de la digestibilidad.
Las pérdidas son:
- En los rumiantes de 40-50% en forrajes y 20-30% en concentrados.
- En los caballos en torno a 40%.
- En los cerdos sobre 20%.
ENERGÍA METABOLIZABLE
ME = GE – (FE + UE + CH4E) = DE – (UE + CH4E)
+ Es la energía digestible menos la energía perdida en la orina (principalmente urea en mamíferos y ácido úrico en aves, también otros compuestos nitrogenados y ácidos orgánicos) y con los gases combustibles procedentes de las fermentaciones que ocurren en el tracto digestivo (metano casi exclusivamente). Su medida requiere la recogida de la orina (jaulas metabólicas) y de los gases de fermentación (cámara de respiración).
+ Representa la energía bruta que queda disponible para los procesos metabólicos. Cuando se expresa como fracción de aquella se denomina metabolicidad (Qm = EM/EB). La metabolicidad de una ración es un indicativo de la eficacia de utilización metabólica → a mayor Qm, mayor EN es obtenida de la EM para mantenimiento, lactación o crecimiento.
+ El valor energético de la glucosa y los ácidos grasos absorbidos por los animales (es decir, su EM) iguala a su calor de combustión (energía bruta). En el caso de la proteína se realiza una substracción a su energía bruta (aprox. 1 kcal/g) porque los aminoácidos no se oxidan completamente en el organismo -> producción de urea en mamíferos y ácido úrico en aves (más de 80% del N urinario).
+ Las pérdidas de energía en la orina son relativamente constantes si la ración no aporta proteína en exceso: 2-3% de la energía bruta en cerdos y conejos y 4-5% en rumiantes. En rumiantes, la energía de la orina aumenta con el consumo de forrajes: excreción de metabolitos de compuestos presentes en los forrajes ej. polifenoles-> ácido hipúrico.
+ Los gases de fermentación suponen un 8% de la energía bruta en rumiantes, 2,5% en caballos, 0,4-1% en cerdos, 0,5% en conejos y es despreciable en aves, perros y gatos.
+ Al aumentar el nivel de alimentación se reducen las pérdidas por la orina y el metano lo que compensa parcialmente la disminución de la energía digestible (ver en Digestibilidad).
+ La relación ED/EM de las raciones equilibradas en energía y proteína es de 0,81-0,82 en rumiantes y 0,96 en cerdos. En las grasas y aceites -> ED = EM porque no hay pérdidas urinarias ni por gases de fermentación.
INCREMENTO TÉRMICO Y ENERGÍA NETA
+ El incremento térmico (IT) se observa cuando los animales consumen alimentos.
- Es debido a la digestión de los alimentos (masticación, deglución, movimientos intestinales), la fermentación microbiana, la absorción y transporte de los nutrientes, y el metabolismo de los nutrientes absorbidos (ineficacia de la producción de ATP y de la síntesis de componentes corporales, síntesis y excreción de productos de desecho; ver lección de Digestión y Metabolismo).
- Con excepción de su contribución al mantenimiento de la Tª corporal en un medio ambiente frío, el incremento térmico supone una pérdida más de la energía del alimento.
+ Dos puntos importantes:
- El metabolismo de los nutrientes absorbidos es el mayor componente del IT.
- En animales alimentados en mantenimiento, el IT es la diferencia entre el calor derivado del metabolismo de los nutrientes absorbidos y el calor producido por el metabolismo de los nutrientes almacenados en el organismo, cuando el animal no recibe alimentos.
+ La energía neta se obtiene por sustracción del incremento térmico a la energía metabolizable y representa la parte de la energía bruta que es completamente útil para el organismo.
- La energía neta de mantenimiento corresponde a la energía utilizada para el funcionamiento del organismo y abandona el cuerpo en forma de calor.
- La energía depositada en forma de tejidos (crecimiento, cebo, gestación) o como productos (leche, huevos, lana) se denomina energía retenida.
+ La producción de calor corporal tiene, a partir de lo anterior, dos componentes en animales alimentados: el incremento térmico y la energía neta de mantenimiento. En animales en ayunas, solamente energía neta de mantenimiento. El calor corporal se elimina por radiación, convección y conducción, y por evaporación directa aplicación de la calorimetría.
MEDIDA DE LA PRODUCCIÓN DE CALOR Y DE LA RETENCIÓN DE ENERGÍA: BALANCE DE ENERGÍA
Es costosa y laboriosa.
Dos métodos:
- Balance de energía: se mide el calor producido.
+ Calorimetría directa -z calorímetro. Se fundamenta en que el calor producido en el cuerpo se elimina al medio ambiente. Se puede medir la producción de calor de un animal, en ayunas o alimentado.
+ Calorimetría indirecta por determinación del intercambio respiratorio. Se fundamenta en que la oxidación de los nutrientes produce calor, existiendo una relación entre el calor producido y el O2 consumido según el sustrato oxidado. Se mide el consumo de O2 y el contenido de CO2 en el aire exhalado. El valor O2 / CO2 se denomina cociente respiratorio (RQ) y es indicativo de las proporciones de los sustratos oxidados en el organismo (CHO, RQ = 1; grasa, RQ = 0,7; proteína, RQ = 0,8). El equivalente calórico del O2 para cada RQ oscila de 18,6 a 21,1 kJ/l. Luego la producción de calor es = equivalente calórico x litros O2 consumidos. Para evitar errores es necesario medir las pérdidas urinarias de N y la producción de metano. Requiere jaulas metabólicas y cámara de respiración.
+ Medida del ritmo cardíaco. Es útil en animales de ejercicio como perros y caballos. Se basa en la relación entre el ritmo cardíaco, el consumo de oxígeno y la producción de calor. Durante el ejercicio, más del 90% del consumo de O2 se realiza en la musculatura. El volumen de O2 consumido puede expresarse como una función del ritmo cardiaco. Convirtiendo el volumen de O2 a su equivalente calórico (20,1 kJ/l) se puede estimar la producción de calor debida al metabolismo aerobio. La producción de calor debida al metabolismo anaerobio puede derivarse de la relación entre el ritmo cardiaco y la producción de lactato y su equivalente calórico (1,03-1,8 J/s por 1 mmol/min).
MEDIDA DE LA PRODUCCIÓN DE CALOR Y DE LA RETENCIÓN DE ENERGÍA:BALANCE MATERIAL
+ Balance de carbono y nitrógeno. Se fundamenta en que la energía se almacena mayoritariamente en el cuerpo como proteína y grasa. Se determina el contenido de C y N de los alimentos suministrados (entradas) y de los excrementos y gases (salidas). A partir del N (6,25 g proteína/g N) se calcula la proteína formada o perdida (según el balance) y el carbono de la misma (C = 52,12% de la proteína). El C restante corresponderá a las grasas (C = 76,5% de la grasa). Los contenidos de proteína y grasa pueden convertirse a energía multiplicando por los correspondientes calores de combustión. Requiere jaulas metabólicas y cámara de respiración.
+ Sacrificios comparativos. Los animales se dividen en dos grupos, uno se sacrifica al comienzo de la experiencia y otro al final de la misma. La diferencia entre la composición corporal de ambos grupos se utiliza para calcular la retención de energía. Si se mide la EM puede calcularse el IT por diferencia. Es un método más apropiado para animales pequeños.
DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA DE LOS ALIMENTOS EN EL ANIMAL
