Context, Culture and Environment

Materia seca

Es la determinación más común que se realiza en los laboratorios de análisis de alimentos, pero no por ello la menos importante. Por el contrario, es una de las más relevantes ya que es la que permite expresar y comparar la composición de nutrientes de un alimento. Su determinación consiste en secar una muestra en una estufa con circulación de aire, hasta que toda el agua se haya evaporado. Para no alterar la composición química y las determinaciones químico-biológicas, se debe secar a 60º C hasta peso constante, lo que sucede generalmente a las 48 horas.

Para una determinación rápida del porcentaje de materia seca de una muestra, también se puede utilizar el horno a microondas, teniendo la precaución de que la muestra no se queme.

Materia orgánica

El residuo inorgánico que se obtiene después de incinerar completamente el alimento en un horno llamado mufla, a 500-600 ºC, son las cenizas. Restando al contenido de materia seca la cantidad de cenizas, se obtiene la materia orgánica. Valores muy altos de ceniza en un alimento pueden estar indicando contaminación con tierra o algún otro tipo de adulteración.

Proteína bruta

Se la define como el contenido de nitrógeno (N) de una muestra, determinado por Kjeldahl u otro método reconocidamente confiable, multiplicado por un factor que es para la mayoría de los forrajes, pero no para todos, 6,25. Se aplica este factor porque las proteínas tienen, en promedio, 16% de nitrógeno (N). Aunque existen valores específicos para cada proteína, la necesidad de estandarización hace que se utilice 6,25. La proteína bruta incluye todas las formas de N: proteico más no proteico. En el laboratorio de INTA Balcarce se utiliza un analizador automático, que basado en la técnica de Dumas, incinera la muestra y lee el N total de la misma.

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Proteína bruta soluble

La solubilidad de la proteína dentro del rumen es uno de los factores que más incide en su degradabilidad. Cuanto mayor es la solubilidad, mayor es la degradabilidad ruminal. Inversamente, la proteína menos soluble puede escapar a la degradabilidad en el rumen y ser digerida en el tracto digestivo posterior. Hay que tener en cuenta que no necesariamente toda la proteína que escapa a la degradación ruminal es mejor que la proteína bacteriana.

Proteína verdadera

Estima el N que forma parte de las proteínas y separa aquél que está como N en otros compuestos. Se coagula la proteína en agua caliente y se estima el N retenido en el forraje.

Fibra en detergente neutro (FDN)

Cuantifica los componentes de la pared celular vegetal: celulosa, hemicelulosa y lignina. La muestra de un alimento es tratada con detergente neutro y éste solubiliza el contenido celular y la pectina. El residuo obtenido representa la pared celular. Debido a que la FDN representa la matriz fibrosa insoluble total, está relacionada con el llenado, el pasaje y el consumo, y por lo tanto su conocimiento es de necesidad en el balance de raciones.

Fibra en detergente ácido (FDA)

La muestra de alimento es tratada con una solución detergente ácido y esto solubiliza la hemicelulosa. El residuo restante representa la celulosa más la lignina y sílice. Por lo tanto, la hemicelulosa se calcula por la diferencia entre la FDN y la FDA. La FDA se correlaciona inversamente con la digestibilidad.

Nitrógeno insoluble en detergente ácido como proporción del nitrógeno total (NIDA)

El NIDA es un estimador de la cantidad de nitrógeno total que ha sufrido daño por calor o como resultado de la reacción de Maillard, en la cual las proteínas forman compuestos con los azúcares. La fracción NIDA es virtualmente indigestible.

Lignina

Es una sustancia compleja, formada por polímeros de ácidos fenólicos. Se une en enlaces cruzados a la celulosa y a la hemicelulosa para conferir rigidez estructural a la pared celular, a medida que las plantas maduran. Es completamente indigestible y

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es considerado un componente de anticalidad. Su presencia restringe el acceso de los microorganismos a la celulosa y a la hemicelulosa y por lo tanto reduce la tasa y la extensión de la digestión.

Almidón

Es el carbohidrato de reserva cuantitativamente más importante. Algunas veces se lo clasifica con los carbohidratos solubles, debido a su solubilidad parcial en agua caliente. Su estructura presenta dos tipos de polímeros: la amilosa y la amilopectina. La amilosa conforma entre 10 y 30% del almidón total y la amilopectina entre 70 y 90%. En el laboratorio, se determina almidón por el método de la hidrólisis enzimática y determinación de glucosa.

Carbohidratos solubles en agua

Representan la parte más rápidamente digestible de los carbohidratos no estructurales o de reserva y que son solubles en agua. Comprende monosacáridos, oligosacáridos, solamente la parte soluble del almidón y también un componente de la pared celular: la pectina. Su determinación tiene relevancia en gramíneas de origen templado, ya que acumulan fructanos (polímeros de fructosa) en vez de almidón. Poseen un potencial de fermentación rápida y total en el rumen.

Digestibilidad in vitro de la materia seca: digestibilidad por incubación del alimento en licor ruminal

Cuando un rumiante ingiere un alimento, una parte de la materia ingerida pasa a través del tracto digestivo y se elimina en las heces. Las heces, además, contienen bacterias y productos endógenos del metabolismo. La digestibilidad aparente de un alimento puede ser considerada el balance entre el alimento menos las heces, pero la

digestibilidad verdadera es el balance entre el alimento y el residuo del alimento que

está en las heces, excluyendo los productos endógenos metabólicos. Existen varias maneras de estimar la digestibilidad de un forraje. La determinación in vivo implica manipular animales, requiere mano de obra y se pueden evaluar pocos alimentos.

Los procedimientos in vitro simulan la fermentación anaeróbica ruminal, en la que el sustrato es incubado con saliva artificial y fluido ruminal. Uno de los más utilizados para predecir la digestibilidad in vivo es el de Tilley y Terry. Involucra 48 horas de incubación con saliva y microorganismos del rumen, seguido de 48 horas de digestión con pepsina, simulando la digestión que sucede en el animal. El residuo está compuesto por pared celular no digerida y restos de bacterias.

Una modificación del procedimiento tradicional consiste en tratar el residuo de las primeras 48 horas de incubación con una solución detergente neutro para que, de esta forma, eliminar la materia de origen metabólico que está en ese residuo. El

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residuo obtenido consiste solamente de pared celular no digerida. De esta forma, se puede estimar la digestibilidad verdadera. Si a la digestibilidad verdadera se le resta un valor metabólico se obtiene una estimación de la digestibilidad aparente.

La digestibilidad se puede realizar de una manera rápida y reconocida mediante la utilización de un equipo incubador que simplifica la operatividad. Consiste en una cámara incubadora que permanece a temperatura ruminal y en la cual rotan 4 frascos de vidrio. En cada frasco se colocan hasta 24 bolsitas de porosidad estándar que contienen el alimento seco y molido y se incuban durante 48 horas con saliva artificial y fluido ruminal, en condiciones de anaerobiosis. El residuo de la bolsita obtenido luego de la incubación es procesado, para obtener el residuo fibroso indigestible.

La extensión del tiempo de incubación reportará diferentes digestibilidades. En la bibliografía y en los laboratorios el tiempo de incubación está estandarizado en 48 horas. Sin embargo, numerosos trabajos discuten acerca del tiempo de incubación para determinar la digestibilidad del alimento. La digestibilidad, para un mismo alimento, está estrechamente correlacionada, entre los diferentes horarios y aumenta con tiempos más prolongados de incubación.

Digestibilidad in vitro de la fibra en detergente neutro (DIVFDN)

Los forrajes pueden tener similares concentraciones de FDN, pero de diferente digestibilidad. Esto tiene importantes implicancias en el consumo y la producción. Se ha demostrado, en vacas lecheras, que por cada punto de incremento en la digestibilidad de la FDN, hay 0,37 lb de incremento en el consumo de materia seca y 0,55 lb de incremento en la producción de leche.

Nuevamente, para la determinación de la digestibilidad de la FDN se pone en consideración el tiempo de incubación. En la bibliografía se realizan comparaciones de 30 vs. 48 horas de incubación, aunque también se utiliza menos tiempo (16 y 24 horas). Una incubación a 30 horas tiene la ventaja de representar mejor la digestibilidad de la FDN a un nivel de consumo de mantenimiento pero la desventaja es que, a menor tiempo de incubación, los valores son menos repetibles. Si bien puede haber varios puntos de diferencia en la DIVFDN, esto no se refleja tal cual en la digestibilidad de la materia seca ya que la digestión de la fibra es solamente una parte de los múltiples factores que influyen en la digestibilidad de la materia seca y, por lo tanto, de la predicción de energía de un alimento. El aspecto práctico de conocer el valor de la digestibilidad de la FDN es que permite identificar forrajes con mayor potencial para incrementar el consumo y la producción de leche, particularmente en el caso de vacas lecheras de alta producción.

Extracto etéreo

Para la obtención de la “grasa bruta” se usan solventes convencionales. Particularmente en el laboratorio se utiliza éter de petróleo, en un equipo extractor de

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grasa. El extracto etéreo es un grupo de compuestos lipídicos insolubles en agua y solubles en éter. El éter extrae ácidos grasos, pero también otras sustancias como ceras y aceites esenciales

Predicción de la energía metabolizable

Para la mayoría de los alimentos, la energía metabolizable se calcula a partir de la digestibilidad del alimento ingresado, utilizando valores de 4,4 Mcal/kg de materia seca de energía bruta y 0,82 de conversión a energía metabolizable. Existen diferentes ecuaciones en la bibliografía que se pueden utilizar para predecir el valor energético de los alimentos y que utilizan los resultados de diferentes análisis de laboratorio. La aplicación de las mismas presenta numerosas limitaciones pero desde el PROMEFA (Programa para el Mejoramiento de la Evaluación de Forrajes y Alimentos, CISNA, UBA) han consensuado y seleccionado un grupo de ecuaciones que podrías ser utilizadas para diferentes tipos de alimentos. Algunas de esas ecuaciones son:

Para forrajes con más de 35% de FDN (forrajes con baja concentración energética en general), y para pasturas y verdeos:

Ecuación sumativa de Van Soest (Goering y Van Soest, 1970):

EM (Mcal/kg MS)=

3,6 x (100-%FDN) x 0,98 + %FDN x (1,473-0,789 log10 (%LDA/%FDA x 100))-12,9

--- o ---

Para gramíneas y leguminosas:

Ecuación de Rohweder et al.: EM (Mcal/kg MS) = 3,20 – 0,028 x %FDA

Ecuación de McLeod y Minson (1976): EM (Mcal/kg MS) = 3,6 x (92,3 – 0,91 x %FDA)

--- o ---

Para ensilajes de maíz de planta entera:

Ecuación de Schmidt et al.(1976): EM (Mcal/kg MS)= 3,16- (0,025x %FDA)

--- o ---

Para alimentos energéticos:

Grano de maíz entero, ecuación de Pennsylvania State:

EM (Mcal/kg MS) = 3,32-0,055x %FDA

Concentrados, ecuación de Menke y Steingass (1988)

EM (Mcal/kg MS) = 3,5- 0,035 x %FDA --- o ---

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Las tablas de alimentos

Las tablas de composición de alimentos consisten en presentar, tabulados, los valores de referencia de diversos análisis de alimentos para rumiantes. Cuanto mayor es la descripción del forraje que se informa, más valiosa es la información que aporta. Son una herramienta muy útil, pero de ninguna manera reemplaza al análisis químico- biológico realizado sobre un alimento en particular. La Tabla de Alimentos de la EEA Balcarce posee información de 119 alimentos, con el promedio de los valores obtenidos en cada análisis, la desviación estándar, los valores mínimo y máximo hallados, el número de muestras analizadas y el coeficiente de variación.

Además, existen otras tablas nacionales e internacionales que aportan información de análisis que no son de rutina en los laboratorios, como el de proteína degradable y no degradable en el rumen., vitaminas, minerales y fibra detergente neutro efectiva.

Bibliografía

Guaita, M.S. y Fernández, H.H. 2005. Tablas de composición química de alimentos para rumiantes. Publicaciones Regionales INTA. 60 p.

Jaurena, G. 2007. Modelos propuestos para predecir la concentración energética de los alimentos para rumiantes. PROMEFA. Programa para el Mejoramiento de la Evaluación de Forrajes y Alimentos. CISNA. Facultad de Agronomía. Universidad de Buenos Aires. 3p.

Oba, M. and Allen, M.S. 1999. Evaluation of the importance of the digestibility of neutral detergent fiber from forage: effects on dry matter intake and milk yield of dairy cows. J. Dairy Sci. 82:589-596.

Van Soest, P.J. 1994. Nutritional Ecology of the Ruminant (2nd Ed.), Cornell Univ. Press, 476 p.

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SUBPRODUCTOS DE LA AGROINDUSTRIA