Tema
Los indicadores químicos en laboratorio y nutricionales.

Análisis químico proximal o de Weende
Un alimento no contiene exclusivamente componentes nutricionales aun cuando éstos representen en algún caso hasta el 90% del extracto seco del mismo. Junto a las sustancias potencialmente nutritivas existen una serie de componentes que no poseen ese carácter. Como ejemplo los taninos de frutas, el ácido fítico de los granos de cereales, el ácido oxálico de algunos vegetales, que siendo productos naturales presentes en el alimento tienen una actividad antinutricional.

Además en el alimento pueden aparecer otros componentes exógenos como sustancias contaminantes de distinta naturaleza, toxinas de mohos, fertilizantes, compuestos inórgánicos, metales pesados, u otras que se agreguen deliberadamente con unos fines concretos. Asimismo es frecuente que en los alimentos elaborados aparezcan residuos de algunas sustancias que han favorecido ese proceso tecnológico de elaboración.

Por todo ello es importante la realización de análisis para determinar la composición de los alimentos tanto desde el punto de vista nutricional como desde otros enfoques que ayuden a mejorar la producción del ganado o eventualmente prevenir o controlar cualquier situación perjudicial o anómala.


Análisis inmediato de los alimentos.

El método fue ideado por Henneberg y Stohmann (1867) en la estación experimental de Weende (Alemania) y consiste en separar, a partir de la MS de la muestra, una serie de fracciones que presentan unas ciertas características comunes de solubilidad o insolubilidad en diferentes reactivos. Con este método se obtienen cinco principios nutritivos brutos que incluyen los siguientes compuestos.


Fracciones del analisis inmediato de los alimentos.


1. Cenizas: Materiales inorgánicos en general

2. Proteína bruta (PB): Proteínas, péptidos, aminoácidos (Aas), bases nitrogenadas, amidas, nitrógeno vitamínico...

3. Extracto etéreo (EE) o Grasa bruta (GB): Grasas, ceras, resinas, lípidos complejos, pigmentos, vitaminas liposolubles...

4. Fibra bruta (FB): Celulosa, hemicelulosa, lignina insoluble, cutina...

5. Sustancias Extractivas Libres de Nitrógeno (SELN, MELN, ELN): Almidón, glucógeno, azúcares, celulosa, hemicelulosa, lignina, pectinas, pigmentos, ácidos grasos de bajo peso molecular, vitaminas hidrosolubles...

Las cuatro primeras fracciones (Cnz, PB, FB, EE) se obtienen a partir de análisis específicos, mientras que la quinta (ELN) se calcula restando al porcentaje de MS las cuatro fracciones (Cnz, PB, FB, EE).


Determinación del contenido de materia seca (MS).

La cantidad de materia seca (MS) que contiene un forraje destinado a la alimentación animal es un criterio esencial de apreciación tanto de su valor nutritivo como de su aptitud para la conservación.

a. Fundamento

La humedad es la pérdida de peso experimentada por un alimento cuando se le somete a desecación en estufa de aire, a una temperatura de 100-105ºC, hasta peso constante o durante 24 horas. La MS resulta de sustraer al total, el contenido en humedad.

b. Material (MS de laboratorio)
Pesasustancias (crisoles)
Estufa de desecación
Desecador
Balanza de precisión

c. Técnica
- Se toma un crisol vacío de la estufa (100-105ºC), se lleva al desecador (15-25 minutos mínimo). Se pesa el crisol vacío en una balanza de precisión (Tara, T), una vez tarada, se pone la balanza de precisión a 0 g con el crisol encima, y se colocan entre 3 y 5 g de muestra fresca (MF).
- Se coloca el crisol en la estufa a 100-105ºC y se mantiene hasta que alcance un peso constante (mínimo 4 horas) o durante 24 horas.
- Se retira el crisol de la estufa y se coloca en el desecador hasta que éste se enfríe (15-25 minutos)
- Se pesa de nuevo el crisol con la muestra seca (T + MS)

d. Cálculo
% MS = (((T + MS) – T)/ MF) x 100
% Humedad = 100 - % MS

e. Precauciones
Esta técnica, de validez general, no es apropiada para determinar correctamente el contenido en agua y materia seca de ciertos alimentos como ingredientes ricos en azúcar, ensilados, leche en polvo. Esto se debe a que durante la desecación a 100-105ºC, además de agua, también se pierden otras sustancias volátiles (ácidos grasos y amoníaco libre, alcoholes, ácidos esenciales, etc.) o a que ciertas reacciones químicas que ocurren durante la desecación ocasionan variaciones de peso.

De hecho, la humedad de productos que contienen más del 5% de azúcares (melazas, cereales hidrolizados, garrofas, productos lácteos...) se recomienda obtenerla a 70ºC y 20 mm Hg de presión, en presencia de un deshidratante o con una corriente continua de aire seco. En el caso de los ensilados y productos fermentados en general, habría que determinar por separado el contenido en sustancias volátiles. No obstante, tratándose de análisis laboriosos, que no siempre sería justificable realizar, pueden emplearse factores de corrección sobre los valores de MS obtenidos a 80 o 100ºC.

Cenizas

a. Fundamento
Las cenizas están consideradas, de forma general, como el residuo inorgánico de una muestra que se obtiene al incinerar la muestra seca a 550ºC. Están constituidas por óxidos, carbonatos, fosfatos y sustancias minerales.

b. Material Crisoles de porcelana, mufla de incineración, desecador, balanza.

c. Técnica
- En un crisol de porcelana previamente calcinado y tarado (Tara, T) en la balanza de precisión, se colocan entre 2 y 5 g de muestra fresca.
- Se lleva a la mufla entre 2 y 6 h a 550 ºC.
- Se retiran los crisoles con las pinzas adecuadas y se llevan a la estufa de 100 ºC con objeto de regular la temperatura. Posteriormente se pasan al desecador y se pesa de nuevo (T + Czs). Las cenizas han de presentar un color blanquecino. De lo contrario, la muestra es sospechosa de contener todavía materia orgánica.

d. Cálculos
%CzsMF = ((T + Czs) - T/ MF) x 100
% Materia OrgánicaMF = % MS - % Czs
Proteína bruta (PB)

La Proteína Bruta o Materias Nitrogenadas Totales (MNT) se determinan mediante el método Kjeldahl que data de 1883. Como consecuencia de su estructura a base de aminoácidos individuales, el contenido de nitrógeno de las proteínas varía sólo entre unos límites muy estrechos (15 a 18% y como promedio 16%). Para la determinación analítica del contenido en proteína total o “proteína bruta”, se determina por lo general el contenido de nitrógeno tras eliminar la materia orgánica con ácido sulfúrico, calculándose finalmente el contenido de proteína con ayuda de un factor (en general 6,25)

En el tratamiento Kjeldahl de alimentos no se determinan sólo proteínas o aminoácidos libres, sino también ácidos nucleicos y sales de amonio.

a. Fundamento
Al hervir una muestra con ácido sulfúrico concentrado en presencia de un catalizador, el nitrógeno se convierte en amoníaco, mientras que la materia orgánica se oxida hasta agua y CO2. El nitrógeno, en forma de sulfato amónico, se determina agregando un exceso de sosa (NaOH) y destilando el amoníaco producido. Este amoníaco es retenido por el ácido bórico y el borato amónico formado se neutraliza directamente con una disolución de ácido clorhídrico valorada y con la ayuda de un indicador de pH.

b. Material
Batería digestora y matraces Kjeldahl
Aparato Kjeldahl de destilación y valoración
Ácido sulfúrico concentrado
Catalizador
Solución de hidróxido sódico (30%)
Ácido bórico con indicador
Ácido clorhídrico valorado (0,1 N)

c. Técnica
- Digestión: Pesar alrededor de 1 g de muestra fresca (MF). Introducir en el matraz Kjeldahl, añadir el catalizador (0,5 g) y 10 ml de ácido sulfúrico concentrado.
Preparar simultáneamente un matraz con un blanco (sin muestra, pero con el mismo 0,5 g de catalizador y 10 ml de sulfúrico). Colocar los matraces en la batería de digestión bajo campana de extracción de humos. Digerir durante un mínimo de hora y media, hasta que la muestra quede del todo transparente.
- Destilación y valoración: Una vez enfriados los tubos, añadir unos 60 ml de agua destilada por tubo y proceder a la destilación y valoración automática. Anotar el gasto de ácido clorhídrico empleado (ml).
d. Cálculos
g de Nitrógeno x 6,25 x 100 = ml HCl x NHCl (mol/l) x 14,01 (g/mol) /1000
% PBMF = (1,401 x N x f x g) / peso en MF de la muestra
NHCl = Normalidad del ácido clorhídrico
f = Factor de proteína
General: 6,25
Carne y Derivados: 6,28
Leche y Derivados: 6,38
g = Gasto (en ml) de ácido clorhídrico en la valoración

Fibra bruta (FB).

a. Fundamento
La técnica determina el residuo que persiste después de dos hidrólisis sucesivas, una ácida y otra alcalina. En cierto modo, intenta simular el ataque gástrico e intestinal que se produce in vivo. Es una fracción que se encuentra únicamente en las muestras de origen vegetal; las de origen animal han de contener cantidades inferiores a un 2%.

b. Material
Crisoles de vidrio filtrantes (porosidad 2)
Aparato FiberTec
Ácido sulfúrico 0,26 N
Hidróxido Sódico 0,31 N
Acetona
Zelite (tierra de diatomeas)
Iso-octanol (antiespumante)

c. Método
- Se pesa alrededor de 1 g de muestra (MF) en un crisol de vidrio filtrante precalcinado, identificado, y que contenga 0,3 - 0,5 g de Zelite. Si la muestra posee un alto contenido graso (EE o GB > 8%), se desengrasará previamente con éter etílico.
- Calentar el ácido sulfúrico. Colocar los crisoles en el FiberTech y ponerlo en funcionamiento. Cuando la solución ácida comience a hervir, añadir 150 ml a cada crisol junto con dos gotas de antiespumante. Ajustar la temperatura del aparato y mantener la ebullición durante 30 minutos.
- Calentar la solución de hidróxido sódico y agua destilada. Transcurrida la media hora de digestión ácida, parar la ebullición y lavar tres veces el residuo con agua destilada (50 ml/ lavado) y con ayuda de vacío. Una vez neutralizada la muestra, añadir 150 ml de hidróxido sódico caliente y dos gotas de antiespumante. Proceder de igual forma que con el ataque ácido y dejar hervir durante 30 minutos.
- Tras media hora, apagar la fuente de calor y lavar tres veces con agua destilada y una última con acetona. Sacar los crisoles del FiberTech y ponerlos a secar en la estufa a 100 – 105ºC durante más de 8 horas.
- Poner los crisoles en el desecador. Dejar enfriar. Pesarlos (Crisol + Residuo) y colocarlos en la mufla para obtener las cenizas.
- Introducir los crisoles en la estufa para regular su temperatura, llevarlos al desecador para enfriar y pesar de nuevo (Crisol + Czs.).

d. Cálculos
% FBMF = 100 x ((Crisol + Residuo) - (Crisol + Czs.))/ g MF muestra






Extracto etéreo (EE) o Grasa bruta (GB). Método Soxhlet

a. Fundamento
Extracción de los materiales liposolubles de la muestra con éter de petróleo con pesada posterior del extracto tras la evaporación del disolvente.
Con materias de origen vegetal se hace referencia siempre a EE y no a GB ya que, además de grasa, el éter extrae importantes cantidades de pigmentos vegetales, ceras, etc. Con muestras de origen animal, es conveniente preceder la extracción con una hidrólisis ácida.

b- Material
Aparato extractor Soxhlet.
Estufa de desecación.
Baño María con regulación de Tª.
Éter de petróleo 40-60 ºC.
Matraces.

c. Técnica
- Confeccionar un cartucho de papel de filtro. Introducir en él, aproximadamente, unos 2 - 3 g de muestra (MF). Tapar el cartucho con algodón e introducirlo en el cuerpo central del aparato Soxhlet.
- Tarar el matraz Soxhlet (T), sacado previamente de la estufa y puesto en desecador. Montar la columna y poner el aparato en marcha poniendo en funcionamiento el sistema de refrigeración y el Baño María a 60 ºC. Poner éter en el cuerpo central del aparato Soxhlet hasta que sifone una vez. Añadir más éter sin que llegue a sifonar.

- Se deja sifonar repetidas veces hasta que el éter circule totalmente transparente (6 h mínimo) Transcurrido este período, se recupera todo el éter del cuerpo central. Tras dejar airear durante 30 – 60 minutos, el éter residual del matraz se evapora en estufa (entre 1-4 horas) a 75 ºC. Posteriormente se enfría el matraz en el desecador y se pesa (Matraz + Grasa).

d. Cálculos
% EEMF = 100 x ((Matraz + Grasa) - T)/ g MF Muestra

Sistema Van Soest.

Los nutriólogos consideran el análisis inmediato de los alimentos arcaico y poco exacto. Las críticas más duras recaen sobre la fracción hidrocarbonada (Fibra bruta y Extractivos libres de Nitrógeno). Precisamente para tratar de obviar el inconveniente que supone el saber que parte de la fracción de fibra es potencialmente aprovechable por los rumiantes y que los no rumiantes pueden encontrarse con alimentos aparentemente poco fibrosos pero que resultan de muy difícil digestión Van Soest en 1967 propuso una analítica que dividía a los componentes del alimento en tres grupos o fracciones:

Fracción muy utilizable
Fracción parcialmente utilizable
Fracción no utilizable

Hirviendo la muestra de alimento en una solución detergente neutra se divide en una fracción muy utilizable que incluye al contenido celular y la pectina que son Solubles en detergente neutro (SND), y una fracción parcialmente utilizable constituida por componentes de la pared celular insolubles denominada Fibra neutro detergente (FDN). Los SND contienen lípidos, azúcares, almidón, proteína y ácidos orgánicos así como pectina componente normal de la pared celular que tiene una alta utilización nutritiva.

La FDN se hierve en detergente ácido con lo que la hemicelulosa se hidroliza y se obtiene un residuo denominado Fibra ácido detergente (FAD) que contiene celulosa y la fracción menos digestible (lignina, cutina, sílice y nitrógeno no proteico).


Componentes de la pared celular de los forrajes

Los forrajes, base de la alimentación de los rumiantes presentan en su composición química un mayor contenido de carbohidratos que otros nutrientes. Estos carbohidratos y su disponibilidad para los animales se han dividido en solubles y estructurales. Los primeros incluyen principalmente monosacáridos (glucosa, fructosa, galactosa) y polisacáridos (almidón) localizados en el contenido celular, con una elevada disponibilidad para los procesos digestivos y metabólicos del animal.

Los carbohidratos estructurales denominados como fibra bruta constituyen la fracción de menor digestibilidad capaza de interferir sobre la disponibilidad de los nutrimentos en la ración total, en función a la relación que guardan con la lignina y otras sustancias presentes en la pared celular.

Determinación de carbohidratos estructurales
- Análisis químico proximal (o de weende)
- Análisis de paredes celulares (o de Van Soest)


La importancia nutricional de la celulosa, hemicelulosa y lignina es debida a la forma en que limitan la digestibilidad y por lo tanto el consumo y disponibilidad de nutrimentos para el animal.

La fibra es el componente más importante de la pared celular de las plantas y constituye un elemento estructural. Esta integrada por celulosa, hemicelulosa, lignina y una serie de componentes menores ligados a ella, también digestibles (silice, cutina, N-ligado etc). Este conjunto de también se le conoce como carbohidratos estructurales (aunque sólo la celulosa y le hemicelulosa sean estrictamente carbohidratos).

Fibra detergente neutro (FDN): Pared celular (celulosa, hemicelulosa, lignina). La FDN se correlaciona negativamente con el consumo de materia seca.

Fibra detergente ácido (FDA): Pared celular menos hemicelulosa. La FDA se relaciona inversamente con la digestibilidad que tiene el forraje.

Lignina detergente ácido (LDA): Compuesto indigestible que reduce la disponibilidad de la celulosa y la hemicelulosa.

- Fermentación:

Fibra (celulosa, hemicelulosa)
- Ácidos grasos volátiles (acético, butírico, propiónico) – Principal fuente de energía.
- Ácido acético (el más importante cuando hay mucha fibra en la dieta) es el precurso primario de la grasa en la leche.

En contraste, la digestión de azúcares y almidones produce ácido propiónico, que se convierte en glucosa vía metabolismo hepático, y que es posteriormente utilizada para la sintetizar leche y también para obtener energía.


Análisis de forrajes por el sistema de fracciones de fibra

Este sistema fue desarrollado por Van Soest y se basa en la separación de los alimentos vegetales en diferentes fracciones de acuerdo a su composición química y valor nutritivo. Estas separaciones se realizan con solubilizaciones mediante el empleo de detergentes y otros reactivos.

La principal separación en este sistema se logra mediante el uso de un detergente en pH neutro. Con ello se obtienen las paredes celulares (FDN) que corresponde a la fibra real de un forraje, y cuya disponibilidad depende en gran parte del grado de lignificación de una planta. Por diferencias se estima el contenido celular que se encuentra libre de lignina y tiene una disponibilidad casi completa para el animal (Van Soest 1967).

La disponibilidad de la FDN está afectada por otros factores como la cristalización de la celulosa, la acetilación de la hemicelulosa y el contendido de productos como la sílica y la cutina (Van Soest 1976). La FDN da estructura a una planta y está relacionada negativamente con el consumo de alimento por el animal. Esto se debe a que el proceso de digestión no reduce sensiblemente el volumen del forraje, ya que no destruye la estructura de la pared celular.

La determinación de la fibra detergente ácido (FDA) permite la obtención por diferencia de hemicelulosa, y sirve como pasa preliminar para la obtención de lignina y de celulosa. La lignina esta relacionada negativamente con la digestibilidad del forraje ya que forma enlaces ésteres, con la hemicelulosa principalmente, reduciendo la digestibilidad tanto de celulosa como de la hemicelulosa (Van Soest 1976).


Separación de los componentes de la pared celular por la técnica de Van Soest

[Fibra detergente neutra (componentes de la pared celular) y fibra detergente ácida (fracciones de celulosa y lignina)]

La fibra es un requerimiento en la dieta muy importante para muchos herbívoros y es necesaria para una función normal de rumen. Los carbohidratos no estructurales en un futuro puede ser subdividido en los carbohidratos (almidón y azúcar) capaces de producir o no acido láctico, porque la producción de acido láctico tiene un mayor impacto en la eficiencia del rumen.

Procedimientos recomendados

- Para FDN

Procedimiento A

0.5g de muestra se pone calentada hasta el punto de ebullición en 100 ml de ND más 50µl de amilasa estable en calor, la amilasa se añade antes de que el vaso de precipitado se ponga a calentar. Si es requerido el Sulfato de sodio (0.5g) es añadido en este momento.
La muestra es hervida durante una hora y filtrada en el papel Whitman 54.

Procedimiento B

Procedimiento alterno para remover almidón

- la muestra es tratada con 30 ml de urea al 8M más 50µl de amilasa añadida a 1g de muestra.
- Se revuelve para eliminar los grumos.
- La mezcla puede ser calentada brevemente en el baño “stean” de 80 a 90 0C por 5 minutos.
- Después es encubada a temperatura ambiente por 4h o toda la noche y diluida con 100ml de solución de ND
- 50µl de la enzima es añadida opcionalmente y la mezcla es hervida por 1 hora y filtrada como en el procedimiento A.


- Uso de sulfato

El uso de sulfato de sodio para procedimientos de FDN sigue opcional. Su propósito es bajar los niveles de proteína y remover los residuos queratina de origen animal. El sulfato ataca a la lignina por lo tanto no debe usarse para la determinación de lignina en análisis secuenciales, o cuando el residuo se va usar subsecuentemente en digestión in Vitro de organismos con rumen.



- Interferencias de lípidos

Los contenidos de lípidos arriba de 10% son un problema para ND y AD. Se forma una capa de aceite en la solución porque los detergentes son más solubles en fase de grasas que en agua. Como resultado se obtiene unos valores altos de FDN y FDA. Para remover la capa se calienta brevemente el liquido en etanol y y filtrado para que después pueda ser usado por FDN y FDA.

- FDA y lignina

ADF se usa para determinar celulosa, lignina, ADIN, ceniza insoluble en acido y silica. No es validad para determinar la fracción de una fibra o para uso nutricional para determinar digestibilidad.

Lignina Klason es una mejor marca que el permanganato de lignina, sin embargo el tratamiento secuencial de lignina klason es seguida por un tratamiento con permanganato, rendimiento de la lignina por diferencia de que es más recuperable en las heces.


Análisis secuencial

Se principal ventaja es estimar la hemicelulosa y la celulosa. El tratamiento secuencial no puede ser aplicado universalmente porque hay unas sustancias específicas donde las fracciones de interés se pueden perder en el proceso.

El análisis secuencia puede ser con un total de fibra de la dieta o con FDN como la diferencia entra la fibra de dieta y l FDN como NSP soluble en agua. La diferencia debe ser corregida por ceniza y proteína cruda (N x 6.25).



Bibliografía

- P. J. Van Soest, J. B. Robertson and B. A. Lewis. Symposium: carbohydrate methodology, metabolism, and nutritional implications in dairy cattle Methods for Dietary Fiber, Neutral Detergent Fiber, and Nonstarch Polysaccharides in Relation to Animal Nutrition. Journal of Dairy Science Vol. 74. No. 10, 1991.
- Peter J. Van Soest. Nutriotional ecology of the rumiant. 1994

DIGESTIBILIDAD

Digestión es todo aquello que le sucede al alimento mientras permanece en el tracto digestivo. Algunos conceptos de digestibilidad son los siguientes:

· Medición de la cantidad de nutrimentos que después de pasar por el tubo digestivo no aparecen en las heces.
· Es la porción del alimento que no es excretado con las heces y que se supone fue absorbida.
· Medición de la desaparición de los nutrientes en su paso a través del tracto digestivo debido a la absorción.
· Es la cantidad de alimento consumido que aparece en las heces fecales.


La digestibilidad de un alimento deno­ta el porcentaje de un nutriente, en particu­lar del alimento, que puede ser absorbido para ser puesto a disposición del organismo animal a través de procesos metabólicos. Los productos finales de la digestión pueden ser:

1. Absorbidos propiamente por el organismo del animal.
2. Volatilizados en forma de calor o de gases.
3. Aparecer con las heces fecales.

Un aspecto importante es el que se hace con el manejo del alimento en granos, ya que es necesario triturarles para aumentar su digestibilidad. El picado de forrajes y el molido fino de pajas, también aumenta la digestibilidad.
Existen muchos factores que pueden, direc­ta o indirectamente, afectar la digestibilidad del alimento. Se ha desarrollado una gran cantidad de trabajo concerniente al efecto de estos factores en la digestión del forraje.

Entre los principales factores variables, tenemos:

· Los dependientes del alimento
· Los dependientes del animal
· Los dependientes del medio ambiente


FACTORES DEPENDIENTES DEL ALIMENTO

Cada alimento en particular tiene una determinada composición química y que en suma afecta la digestibilidad, el estado de madurez al momento de la cosecha parece ser el factor de mayor importancia que influye en la composición química de los forrajes por varias razones:

1. A medida que la planta va creciendo va disminuyendo la cantidad de agua y aumenta la M.S., por otro lado aumenta el contenido de paredes celulares y disminuye la proporción de contenido celular, esto trae como consecuencia un aumento en la fibra, lignina y una disminución de la digestibilidad.

2. A medida que la planta madura, la relación H/tallo se hace más amplia; a medida que la planta crece hay menos hojas y más tallos, y las hojas contienen mayor contenido de proteína cruda y menor de fibra en comparación con los tallos que son muy fibrosos.

3. A medida que la planta continúa su ciclo biológico, llega el momento de la reproducción con el desarrollo de flores y la producción de frutos, para que estos frutos o semillas lleguen a producirse son necesarios nutrientes que tienen que ser tomados de hojas y tallos por lo que con esta traslocación de nutrientes de la planta a los frutos, hace que disminuya el nivel de proteína y energía de la planta, quedando el total de paredes celulares con un alta proporción de lignina causando una disminución en la digestibilidad.

La digestibilidad de un alimento no solo se ve afectada por su propia composición, sino también por la de otros alimentos como es el caso del rastrojo de maíz cuando es administrado junto con grandes niveles de melaza, lo que hace disminuir la digestibilidad del rastrojo.

FACTORES DEPENDIENTES DEL ANIMAL

El factor animal más importante en la especie animal es que los alimentos fibrosos son mejor digeridos por los rumiantes que por los monogástricos. Dentro de las especies rumiantes tenemos comedores de hojas, intermedios y comedores de gramíneas, que presentan deferente digestibilidad, consumo, velocidad de paso, hábitos alimenticios y por consecuencia deferente grado de eficiencia de utilización de los alimentos

Por otro lado hay otros factores asociados a los animales, como son:, sexo, etapa de reproducción, nivel de ingestión, frecuencia de alimentación, que influyen en forma determinante en la digestibilidad.
El incremento en consumo es más bien un reflejo de la demanda de energía y no de la proteína. Por ejemplo: las necesidades de energía varían con las funciones productivas del animal, indicando que una vaca en lactancia tendrá una demanda mucho más alta que una vaca que no esté preñada ni lactando. La edad es otro factor que influye sobre la demanda de energía.

FACTORES DEPENDIENTES DEL MEDIO AMBIENTE

El rendimiento y la composición química de una especie forrajera en particular están dados en función de algunas condiciones ambientales como son: nivel de nutrientes contenidos en el suelo, pH y su repercusión sobre la disponibilidad de nutrientes, fotoperiodo, temperatura, humedad, presencia de cambios climatológicos bruscos. Y dependiendo de las circunstancias en las que se ha producido el forraje será la composición química de la planta, así también es muy probable que la presencia de tóxicos (nitratos, oxalatos, saponinas) en forma indirecta contribuyan a la disminución de la digestibilidad.

Por otro lado, es bien conocido que las plantas que crecen en zona templada tienen un mayor valor nutritivo y digestibilidad que las plantas tropicales.

El valor comúnmente utilizado es el coeficiente de digestibilidad aparente y se expresa como porcentaje de la materia seca:




La estimación de la digestibilidad del forraje del agostadero es importan­te en estudios de pastoreo. Los métodos indirectos ofrecen resultados sim­ples, rápidos y aceptables. Por tanto, la mayoría de los estudios que estiman la digestibilidad asan métodos indirectos. A continuación se detallan algunos métodos indirectos para estimar la digestibilidad del forraje.





TÉCNICA IN SITU

Llamada también técnica de la bolsa nylon, técnica in sacco o técnica de la bolsa de fibra artificial. En esta técnica, la suspensión del material alimenticio en el rumen proporciona un contacto íntimo con el ambiente ruminal.
No hay mejor vía para similar el ambiente ruminal (temperatura, pH ruminal, buffer, sustratos, enzimas, etc.) dentro de un régimen alimentario, que el mismo rumen, aunque el alimento no está sujeto a una total experiencia ruminal, por ejemplo: masticación, ruminación y pasaje.
Con esta técnica se puede estudiar la degradabilidad efectiva, el grado de digestión, el tiempo de retardo (fase lag), la tasa de digestión y la digestibilidad potencial, que son características importantes en la digestión del forraje.

Diversos materiales se han utilizado para la construcción de las bolsas. Los más comunes son seda fina, dacron y nylon. La bolsa óptima debe ser lo suficientemente grande en relación con el tamaño de la muestra analizada, para asegurar que el fluido ruminal pueda entrar fácilmente en la bolsa y mezclarse con el alimento. Por otro lado, se necesita que la bolsa sea pequeña rara retirarla fácilmente de la cánula ruminal. Por lo general, se utilizan bolsas de 15 x 9 cm en bovinos y de 10 x 5 cm en borregos y cabras. La limitación principal en el número de bolsas que se van a incubar es cuando éstas se retiran desde el rumen y no la interacción de las bolsas dentro del órgano. Actualmente, en borregos con cánulas de 4cm de diámetro interno se pueden incubar hasta nueve bolsas.

La porosidad apropiada de la bolsa es un aspecto importante, ya que debe permitir la entrada de líquido y microbios ruminales para que realicen la degradación y evitar la salida de partículas del alimento sin degradar, esto último se considera como una fracción de pérdidas solubles y mecánicas.
El tamaño óptimo de la muestra es aquel que al final del periodo máximo de incubación proporciona suficiente residuo para los análisis químicos, sin sobrellenar la bolsa, así como para retardar el ataque microbiano.
El tiempo que debe dejarse la bolsa se maneja así: tiempo cero (cero días), 3,6,9,12, 24 , 48 y 72 hrs.









DIGESTIBILIDAD IN VIVO

Para esto es necesario: seleccionar animales machos de la misma raza, peso e introducirlos a jaulas metabólicas y alimentar los con una cantidad fija de alimento de las dietas a probar, para después recolectar el alimento rechazado, las heces y orina, se requieren dos periodos, el primero de adaptación (7-9) días y el segundo de recolección.

Con este método se puede evaluar la digestibilidad de la MS de la MO y de hacer balances de E.P.C. e Z C. Es una prueba confiable, pero muy costosa y requiere de mucho equipo, mano de obra y tiempo.










Técnicas de microdigestión (Digestibilidad in vitro)
­
Técnica de Tiller y Terry

Esta técnica trata de reproducir a nivel laboratorio lo que sucede a nivel tracto gastrointestinal del rumiante, para esto una muestra de alimento es introducida en un tubo de ensayo y se le adicionan liquido ruminal y saliva artificial de forma que tengamos una relación de solutos en liquido de 1:100 (20% liquido ruminal y 80% de saliva artificial), a pH 7. El tubo de ensayo se tapa con un tapón que permite la salida de gases, pero no la entrada de oxígeno; en condiciones anaerobias y en obscuridad, el tubo con muestra, liquido y saliva, se pone a incubar a 38 C en un baño María durante 48 hrs., al llegar este tiempo se le adiciona una solución de pepsina ácida 1:10000 y se deja incubar otras 48 hrs a la misma temperatura, llegando la prueba a su fase final a las 96 hrs. y entonces, el tubo más el residuo de alimento y líquidos se filtran, en base al peso seco se calcula la digestibilidad de la siguiente manera:

DIVM Sé 100 MS muestra- (MS del residuo- MS del blanco)
MS de la muestra

Este método sirve para determinar la digestibilidad de la materia seca, de la materia orgánica y tiene una alta correlación con la digestibilidad in vivo, solo que no tomo en cuenta la gustosidad del animal

USO DE INDICADORES

La excreción fecal puede calcularse mediante el empleo de indicadores digestivos. Idealmente, estos indicadores deben ser sustancias contenidas normalmente en el forraje, que no sean digeridas ni absorbidas, atravesando el canal digestivo a ritmo uniforme, y de fácil determinación química. Aunque no existe el indicador ideal, las sustancias más utilizadas con este fin son:

· El oxido crómico
· Lignina
· Cromógeno

Si se conoce la ingesta de indicadores, puede calcularse la excreción fecal a partir de la proporción existente entre el indicador en las heces y el extracto seco fecal. La fórmula adecuada para dicho calculo sería la siguiente:





Si se determina en el forraje y en las heces la relación indicador/nutriente, puede conocerse la digestibilidad de este último, sin tener que efectuar la medida cuantitativa del forraje ingerido, ni las heces excretadas. La fórmula para esta determinación es la siguiente:






Por ejemplo: % de celulosa digestible:





LA VALORACION ENERGETICA DE LOS FORRAJES

Los forrajes en la alimentación de los animales cumplen la misión de suministrar aquellos nutrimentos que les son necesarios para mantenerse:
ü Temperatura de manera constante
ü Crecimiento y desarrollo
ü Funcionamiento normal de sus organismos
ü Reparación de las pérdidas de energía
ü Formación económica de producción de trabajo, carne, grasas, leche, etc.
Por estas razones de economía, la alimentación de las vacas lecheras se debe realizar en pastoreo, para conseguir una parte importante de sus necesidades a partir de la energía de la hierba.

El conocimiento del poder energético de un determinado forraje permite;

Ø Establecer la dieta alimenticia del animal, y si esta es o no suficiente para cubrir las necesidades nutritivas requeridas por su organismo.
Ø De no satisfacer esas necesidades con el forraje suministrado, tiene que completarse la ración por medio de otros alimentos mas concentrados.
Ø En caso contrario, el animal sufriría de carencia, y seria susceptible de verse afectado por ciertas enfermedades.

El contenido de principios nutritivos en los forrajes va a variar en cuanto a;

Según la especie de que proceden
El contenido químico del suelo
Los métodos de cultivo utilizados
El estado de desarrollo de la planta al ser cortada, tanto si son utilizados en verde, henificados, deshidratados o ensilados.



Un alimento tal como lo ingiere el animal tiene un valor energético determinado, pero solo una parte es utilizable, perdiéndose el resto en las heces. El resultante es la energía digestible (ED) de la cual solo una parte es metabolizante, pues otra se pierde en la orina y gases en el rumen.



Las vacas en pastoreo extensivo tienen mayores necesidades que las alimentadas en establos debido al consumo de energía que se produce en los desplazamientos. (Una vaca de 500kg necesita unas 0,75 Mcal más de ED por Km. recorrido). En áreas de pastos escasos los animales necesitan realizar trayectos más largos para conseguir atender sus necesidades alimenticias, que en razón a esto son mayores que una pradera bien provista de forraje.


Las condiciones climáticas influyen en el consumo de energía (el viento y el frío).
En climas lluviosos principalmente en invierno, la evaporación del agua demanda cantidades considerables de energía del animal.
El animal debe aumentar la producción de calor, que normalmente realiza mediante la combustión de los alimentos para atender las funciones normales del cuerpo. Estas mayores necesidades de energía deben atenderse con mayor suministro de alimentos, pues en caso contrario perjudicarían el normal desarrollo de otras funciones productivas, producción de leche, crecimiento, engorde etc.
Generalmente el apetito de los animales es mayor en estas condiciones.



En principio se debe recordar que convencionalmente se determinan las fracciones de la energía biológica midiendo tan solo la energía potencial de:

1. los alimentos ingeridos
2. la recuperada con las heces
3. la recuperada con la orina
4. la recuperada en forma de gas metano (utilizando un calorímetro o mediante formulas en los rumiantes)
5. la mayor perdida de calor en el animal que recibe alimentos con relación a periodos de ayuno, es decir, el incremento de calor.

Esto significa que:

Energía digestible (ED) = energía del alimento menos la energía total de las heces.
Energía metabolizable (EM) =ED menos la energía total de la orina (y la energía del metano en los rumiantes)
Energía neta (EN) =EM menos el incremento total de calor.

En otras palabras, los valores ED, EM y EN de un alimento se obtienen convencionalmente por diferencia.














Energía bruta o calor de combustión (EB)
Es la energía que libera el alimento en su combustión completa; puede determinarse con la bomba calorimétrica.
Los principales responsables de la variación del contenido de EB de los alimentos son las concentraciones de grasas y cenizas.

EB = 4.4 Mcal/kg MS

La bomba calorimétrica
Se usa para determinar el Poder Calorífico de un Combustible cuando se quema a volumen constante.

El combustible cuyo Poder Calorífico se desea determinar se coloca en un crisol para combustible (si el combustible es sólido, deberá colocarse en forma de pastilla) dentro de la bomba calorimétrica. Adicionalmente se agrega el oxígeno necesario para la combustión. La bomba calorimétrica se rodea de una camisa de agua que absorberá el calor liberado por el combustible. Todo esto se realiza dentro de una camisa adiabática para evitar fuga de calor que afecte el proceso. Sin embargo, el calor que absorbe el agua no es el poder calorífico del combustible, debido a diversos factores, entre los cuales pueden nombrarse: absorción de calor por la propia bomba, liberación de calor del alambre que provoca el encendido del combustible, liberación de calor por la formación de ácido nítrico y sulfúrico, entre otros.




















Al aplicar la ecuación de Primera Ley al proceso de combustión a volumen constante, tomando en cuenta todos los factores nombrados con anterioridad, se obtiene la siguiente ecuación:


e2 = m∙h

MS = masa de la bomba calorimétrica, sus accesorios y el agua utilizada (masa del sistema)
CvS = calor específico promedio de la bomba calorimétrica, sus accesorios y el agua utilizada (calor específico del sistema)
ΔT = cambio de temperatura registrado durante la experiencia;
H = poder calorífico del combustible
e1 = corrección por el calor que libera la formación de ácidos de nitrógeno y azufre (puede despreciarse en esta experiencia)
e2 = corrección por el calor generado por la combustión del filamento de ignición
m = masa o longitud del filamento de ignición
h = poder calorífico del filamento por unidad de masa o longitud
MC = es la masa de combustible.

Debido a que los gases producidos durante la combustión al final se encuentran a temperaturas bastante bajas y a que el ensayo se lleva a cabo a alta presión, la mayor parte del agua presente en los productos condensa, por lo cual el poder calorífico que se estará determinando en esta experiencia es el superior. Como no se puede medir en el laboratorio la cantidad de agua presente después de la combustión, es imposible el cálculo del poder calorífico inferior del combustible.

Energía digestible
Fracción del EB del alimento que no aparece en la MS de las heces como energía fecal
Cuantitativamente, las pérdidas de energía a través de las heces oscilan entre 20 y 70%
La ED puede ser estimada a partir de la digestibilidad de la materia seca (DMS).

ED = DMS x EB
ED = DMS x 4.4 Mcal/kg MS
Ej. DMS=65%
ED = 0.65 x 4.4 Mcal/kg MS
ED = 2.86 Mcal/kg MS

Energía metabolizable
Fracción del ED que es utilizada por el animal para los procesos productivos, luego de ser descontadas las pérdidas de energía en la orina y en gases principalmente metano, que representan entre un 14 y 19% de la ED. La EM constituye entre un 81 y 86 % de la ED
Cálculo de la EM:
EM = DMS x 4.4 Mcal/kg MS x 0.82
EM = DMS x 3.6 Mcal/kg MS
EM = ED x 0.82

Necesidades energéticas de conservación (Kcal. de energía metabolizable/Kg. 0,75), medidas en camara respiratoria. INRA (tomado de varios autores)

EM
Ternero prerumiante
90 a 110
Vacuno en crecimiento

Vacuno peso < 150kg
110 a 130
Vacuno peso >150 kg
105 a 120
Vacas secas
105+­-10
Corderos destetados
100+-10
Vacas en lactación
117+-10


Energía de mantenimiento
Es la fracción de EN total destinada a mantener el equilibrio energético del animal. En esta situación no se produce ganancia o perdida neta de energía en los tejidos corporales.

Valor energético de algunos alimentos (base seca)
Alimento
EB
ED
EM
ENm
ENg
ENl
NDT%
PROTEINA %
Mcal/kg
Heno de alfalfa
3.89
2.51
2.03
1.35
0.49
1.25
57
18.4
Grano de cebada
4.14
3.66
3.10
2.13
1.40
2.14
83
13.0
Grano de maíz
4.41
4.01
3.43
2.28
1.48
2.42
91
10.1
Haria de sem. de algodón
4.84
3.47
2.56
1.81
1.20
1.12
79
44.7
Grano de sorgo
3.73
3.53
2.96
1.86
1.24
2.05
82
11.7
Harina de soya
4.69
3.63
2.98
1.93
1.29
2.23
82
52.4
Fuente: Maynard, L




LOS INDICADORES EN LOS ANIMALES

PESO VIVO:
Peso total del producto en el momento de obtenerse de su medio natural, previo a la realización de algún procesamiento.
CONSUMO DE MATERIA SECA:
La Materia Seca (MS) de un alimento es la fracción más importante de su Composición, porque en ésta se encuentran los componentes nutritivos que lo definen:
• Energía: Se expresa generalmente en Kilocalorías por kilo de MS.
• Proteína: Se expresa en forma de porcentaje. Se la menciona en dos formas: como Proteína Total y Proteína Digestible
• Fibra cruda
• Vitaminas: Caroteno, vitaminas A y D son las más importantes.
• Minerales: Principalmente se considera Calcio y Fósforo. Se expresa en gramos.
CONDICIÓN CORPORAL:
La condición corporal es básicamente una medida para estimar la cantidad de tejido graso subcutáneo en ciertos puntos anatómicos, o el grado de perdida de masa muscular.


La relación que existe entre la disponibilidad de forraje y el peso vivo de todos los animales es el potrero en la presión de pastoreo (PP) que se calcula así:


Este resultado se expresa en kg de MVS/100 kg/PV/día.
Si la presión de pastoreo está escogida de antemano y se desea calcular el peso total de los animales que pueden pastorear un área determinada, el cálculo se hace de la siguiente manera:
Si se desea calcular el peso total de los animales que pueden pastorear un área determinada, el cálculo se hace de la siguiente manera:
El resultado se expresa en Kg.
DONDE:
AP: Área del potrero (ha.)
TP: Tiempo de pastoreo
PP: Presión de Pastoreo

CONDICION CORPORAL EN CAPRINOS
Para que las cabras desplieguen su potencial productivo deberán mantener una buena condición corporal a lo largo de todo el ciclo productivo.
IMPORTANCIA DE LA CONDICIÓN CORPORAL
La condición corporal de un animal constituye una apreciación subjetiva del estado nutricional en que se encuentra y su productividad depende de que se mantengan en buena condición a través de todo el ciclo reproductivo.
La buena condición corporal de las cabras se relaciona con:
· Mayor proporción de cabras que paren cada año
· Mayor cantidad de cabritos nacidos
· Menor cantidad de abortos
· Mejores ganancias de peso de los cabritos
· Cabritos de mejor calidad a la venta
· Mayor producción de leche diaria y periodos de producción más prolongados
VENTAJAS AL USAR CONDICIÓN CORPORAL
No siempre se tiene a mano una báscula para pesar, es por eso que es preferible estimar la condición corporal que se basa en la estimación de la cantidad de tejido muscular y graso acumulado en la región lumbar.

¿CÓMO SE MIDE LA CONDICIÓN CORPORAL?
El método se basa en la palpación de la región lumbar, abarcando la región comprendida entre la última costilla y el inicio de la cadera. El objetivo es sentir los huesos de la columna y la cubierta del músculo que tienen. El método utiliza 7 calificaciones que van del 1 al 4, con medios puntos. Los puntos que hay que observar son:


a) La prominencia de las articulaciones intervertebrales. En cabras delgadas, estos pueden ser sentidos fácilmente
b) La cantidad de cubierta de músculo entre las espinas vertebrales
c) La prominencia de las terminaciones de las espinas vertebrales y la forma de los espacios entre ellos.
d) La forma del músculo en las vértebras (cóncavo o convexo)