Ing. Carlos Blanco

Octubre, 2012

La principal característica del aparato digestivo de los

herbívoros es un compartimiento dilatado que

proporciona un ambiente capaz de soportar una

población densa de microorganismos los cuales

fermentan carbohidratos y otros materiales de las

plantas para producir principalmente:

Ácidos grasos volátiles (AGV), metano, proteína, dióxido

de carbono y energía (ATP) para el crecimiento

microbial.

En muchos herbívoros, en particular los rumiantes,

existen dos sacos de fermentación, uno antes y otro

después del estómago verdadero (abomaso).

La cantidad de material fermentado varía en proporción

al tamaño relativo de los órganos y al tiempo que

permanece el bolo alimenticio en cada saco.

La digestión fermentativa que precede la digestión

gástrica e intestinal se amortigua más fácilmente por

las secreciones salivales que la fermentación

postgástrica e intestinal, que conlleva a un crecimiento

microbial más eficiente.

CLASIFICACIÓN DE LOS MAMIFEROS DE ACUERDO AL

LUGAR DONDE SE REALIZA LA FERMENTACIÓN

Existen dos tipos de mamíferos según donde se localice

la región principal de fermentación en el tracto

digestivo:

Fermentadores pregástricos y Fermentadores

postgástricos.

Fermentadores Pregástricos

La fermentación pregrástrica del alimento precede a la

digestión ácida y enzimática del estómago e intestino

delgado del hospedador.

En este grupo se encuentran: Hipopótamos, canguros,

y perezosos que son fermentadores pregástricos,

aunque no son rumiantes; y están los ovejos, bovinos,

búfalos, caprinos que son rumiantes.

Fermentadores Postgástricos

La fermentación postgastrica del alimento se produce

después que éste ha sufrido la digestión química y

mecánica por parte del hospedador existen dos grupos

de fermentadores postgástricos: la que tiene lugar en el

colón y en el ciego.

En el primer grupo encontramos a los equinos,

rinocerontes, elefantes y en el segundo grupo a los

conejos, koalas y algunos roedores. Aves (Ciegos).

VENTAJAS y DESVENTAJAS DE LA FERMENTACIÓN

PREGÁSTRICA

Ventajas:

• Los alimentos permanecen en su interior un tiempo

relativamente prolongado, de forma que pueden ser

utilizados, aquellos cuya fermentación es lenta.

• Las células microbianas que se han multiplicado

durante el proceso de fermentación en el interior del

rumen, son la fuente más importante de proteínas para

los rumiantes.

Desventajas:

• Los alimentos que no necesitan ser fermentados, como

p.e.: los cereales, pierden innecesariamente cierta

cantidad de energía, producto de la fermentación

microbiana.

• Los microorganismos no sólo fermentan la celulosa y el

almidón sino que también fermentan las proteínas.

Ventajas y desventajas de la Fermentación Postgástrica

Ventajas:

•No hay la perdida de energía como ocurre en la

fermentación (rumen) en alimentos que son fácilmente

digestibles, ya que estos han sido digeridos y

asimilados a nivel del intestino delgado.

Desventajas:

• Las células bacterianas (formadas con proteína de alto

valor biológico) que se han desarrollado en el intestino

grueso son excretadas con las heces y no son

digeridas a diferencia de lo que ocurre con los

fermentadores pregastricos.

ANÁLISIS BROMATOLÓGICO

Introducción

Alimento

Valor Nutricional

Proteína Energía Minerales

Balancear Raciones

Recursos Necesarios Alimentar

Nutrir

Van Ryssen (2005)

El punto de partida para evaluar el valor

nutritivo de un alimento es la determinación

de la composición de diferentes nutrientes,

especialmente aquellos que se asumen

como esenciales en el animal.

COMPOSICIÓN QUÍMICA

Se han agrupado los componentes químicos de los alimentos en varias categorías con propiedades físico-químicas semejantes.

Estas categorías son los llamados principios inmediatos o constituyentes químicos básicos (agua, minerales, hidratos de carbono, proteínas y lípidos).

a) Esquema analítico de Weende Análisis

químicos

básicos de los

alimentos

COMPOSICIÓN QUÍMICA

b) Fraccionamiento de Van Soest

Análisis proximal

(Weende)

Proteína bruta

Extracto etéreo

Extractos

libres de N

Fibra bruta

Cenizas

Componente químico

proteína

N no proteico

lípidos

pigmentos

azúcares

ácidos orgánicos

pectinas

hemicelulosas

lignina soluble en álcali

lignina insoluble en álcali

N ligado a la fibra

celulosa

Minerales insolubles en detergente

Minerales solubles en detergente

Análisis de

Van Soest

Solubles en

detergente neutro

FND

FAD

Lignina

ALIMENTO

MATERIA SECA

MATERIA ORGÁNICA

Extracción con éter

Extracto etéreo

(Grasa Cruda)

Proteína

Cruda

(Nx6,25)

Carbohidratos

Digestión

alcalina y

ácida

Insolubles: FC

Diferencia

Solubles:

ELN

Humedad

Horno a 500 °C

Estufa 100 – 105 °C

Cenizas

Figura 1. Diagrama que muestra las fracciones separadas

por el Método Weende (Análisis proximal).

Fuente: Modificado de Risso (2008).

COMPOSICIÓN DE LOS ALIMENTOS

Alimento

Agua (10-90%)

Materia

Seca

Inorgánica Minerales y Sílice

Orgánica

*H de C

Estructurales Celulosa,

Hemicelulosa, Lignina.

*Compuestos Nitrogenados Proteína

NNP Aa,

péptidos.

Lípidos

Vitaminas

Otros Ác. orgánicos, pectinas

* son los que definen el uso del

alimento (requisitos/categoría y

nivel de producción).

No estructurales Almidón,

Glucosa, Fructosa, Sucrosa,

Fructanos.

CLASIFICACIÓN DE LOS ALIMENTOS

>18% Fibra Cruda

35%

Materia

Seca Concentrados

energéticos

(<18% PC/ <18%

FC) y

proteicos (>18%

PC/<18% FC)

Suculentos

Voluminosos

(Fibrosos)

pasturas

verdes

henos

silajes

Análisis: Método por Detergentes o de Vant Soest Se inicio en 1960, por P.J. Vant Soest (EE.UU). Método sencillo, que parte del conocimiento de la estructura de la célula vegetal, divide en 2 componentes: paredes celulares y contenidos celulares.

Las paredes celulares, que son precisamente el residuo del filtrado y son llamadas: FND, son secadas y pesadas. Por diferencia se obtienen los contenidos celulares. La FND contiene: celulosa, hemicelulosa, lignina, proteína dañada

por calor y sílice. Utilizando H2SO4 al 72% se diluye la lignina, quedando la

celulosa.

Pared 1ria.

(celulosa) FDA FDN o PC

Madurez aumenta el contenido de PC (menos digestible

que el CC) y el grado de lignificación y disminuye el

contenido celular (altamente digestible-98%) forrajes

maduros menos digestibles que los jóvenes

Carbohidratos No

Estructurales (CNE): Azúcares

libres: glucosa, fructosa y sucrosa. CNE

de reserva: fructanos (C3) y almidón

(C4 y leguminosas).

Pared Celular

Pared 2ria.

(hemicelulosa)

Lignina

Contenido

Celular

FORRAJE

H2SO4 1 N

FAD

(Lignocelulosa)

FND

(Celulosa,

hemicelulosa,

lignina,

proteína

dañada por

calos y sílice)

Solubles Neutro

Detergentes,

Azúcares, almidones,

lípidos, vitaminas,

minerales, N.

Figura 2. Esquema analítico de Vant Soest.

Fuente: Modificado de Risso (2008).

H2SO4

72% Celulosa

Nuevos métodos analíticos:

Gravimétricos, fotométricos, colorimétricos, calorimétricos, cromatográficos.

Se aísla y cuantifica muchas sustancias que se

determinan en fracciones:

Uso de equipamiento específico de alto costo, reactivos no convencionales lo que puede limitar su utilización en laboratorios de análisis de rutina.

FB Lignina, celulosa y hemicelulosa

PB Nitratos, nitritos y aminoácidos

EE Clorofilas, grasas, entre otros

Gran heterogeneidad (entre alimentos del mismo tipo)

Se detectan interferencias en el análisis

No se determinan los factores antinutricionales

No considera el efecto animal

Poca exactitud y precisión para predecir el valor nutritivo

LIMITACIONES

Composición bromatológica de algunos alimentos no convencionales (% MS)

Alimento MS PB FB EE Cz Fuente

Vigna unguiculata - 18.5 34.0 2.5 8.5 Díaz (2000)

Canavalia ensiformis

89.2 22.0 30.0 2.5 9.5 Savón (2004)

Mucuna deeringiana

89.9 22.1 36.3 4.56 - Martínez (2010)

Musa paradisiaca 92.8 9.7 42.4 3.8 10.8 García (1996)

Harina de cítricos (deshidratada)

86.6 5.6 12.2 1.1 - Ponce de León (1997)

Manihot esculenta - 24.2 20.7 6.4 - Buitrago (1990)

Fraccionamiento de la fibra dietaria en algunos alimentos no convencionales (Savón et al. 1999).

Alimento FD

total

FDN FDA lignina Celulosa Hemicelulo

sa

Vigna unguiculata 48.89 43.46 38.28 9.9 19.32 14.58

Canavalia

ensiformis

74.05 - 46.17 11.92 35.08 17.46

Mucuna

deeringiana

- 64.77 48.95 14.83 33.61 15.82

Musa paradisiaca 71.08 68.57 40.64 6.05 - 27.83

Harina de cítricos

(deshidratada)1

- 23.75 23.12 7.66 15.43 0.63

1Fuente: Dihigo (2007)

DIGESTIBILIDAD

La digestibilidad es una forma de medir el aprovechamiento de un alimento, es decir, la facilidad con que se transforma en el aparato digestivo en sustancias útiles para la nutrición. Comprende dos procesos, la digestión que corresponde a la hidrólisis de las moléculas complejas de los alimentos y la absorción de pequeñas moléculas (aminoácidos, ácidos grasos, entre otros) en el intestino (Manríquez, 2007 y Gutiérrez del Alamo, 2009).

In vivo (In sacco)

In situ

In vitro

Métodos de estudio de digestibilidad

In vivo

► COLECCIÓN TOTAL DE HECES.

► MÉTODO DEL SACRIFICIO.

► USO DE TÉCNICAS QUIRÚRGICAS.

“Estima la degradación de la proteína, pero requiere de análisis laboriosos.

Controlar el Consumo de alimentos y excreción de heces fecales

In vitro

► Digestión Clorhídrico - Pepsina.

► Digestión Pancreática.

► Digestión cecal.

“Su principio es la extracción del N soluble en el alimento”

Son menos costosas,

Requieren menos tiempo para su realización, y

Favorecen mejor control de las condiciones experimentales.

Sin embargo, para que un método de laboratorio sea eficiente, debe ser fácilmente reproducible y estar altamente correlacionada con los indicadores in vivo (Getachew et al. 1998).

In vitro

In situ

“Determinar la desaparición de la materia orgánica y proteína cruda a diferentes intervalos de tiempo”

Es la más conveniente, en pruebas o investigaciones de suplementación proteica.

In situ e in vitro se han utilizado para degradación e identificación de fracciones que son degradables y las que no lo son, y la tasa de degradación de la proteína.