DI GESTI BI LI DAD DAD NUTRI NUTRI CI ÓN ANI MAL
Nutrición Animal DIGESTION
2008
DI GESTI BI LDAD LDAD
y DIGESTIBILIDAD
ESTIMACION DE LA DIGESTIBILIDAD FACTORES QUE DEFINEN DEFINEN LOS VALORES DE DE DIGESTIBILIDAD
Elaborado por : Ing.Agr. María de Jesús Marichal Ing. Agr. Mariana Carriquiry Ing. Agr. Ana Inés Trujillo
• De los alimentos • De los animales • Del ambiente
Montevideo - Uruguay
DIGESTION : ENZIMÁTICA Eficiencia de la digestión enzimática
FACTORES DE LOS ALIMENTOS QUE AFECTAN LA DIGESTIBILIDAD
1. Factores relacionados a las enzimas : Cantidad de enzimas , Actividad y Afinidad Enzima / Sustrato 2. Características de las partículas: Tamaño y Composición química de las partículas 3. Tiempo de contacto partícula-enzima 4. Condiciones ambientales del cantidad de de compartimento digestivo : pH , cantidad
Composición química: concentración y características de los componentes Presencia de factores antinutricionales Procesamiento Interacción entre compuestos en raciones mixtas
líquido, interacciones
Composición química: Evolución fisiológica de las las plantas plantas
Falaris: Madurez, Composición química (%,BS) y Valor Valor nutritivo nutritivo Parámetro I
II
III
PC
26
20
11
MuyAlto
Alto O M a l e d o c e S o s e P
Materia Materia Seca Fibra
Medio
CHO CHO Totales Totales Bajo
CHONE Proteína Lignina Lignina Estadio Fenológico
Estado de madurez madurez
CHO totales
62
74
79
CHO sol
21
15
11
CHO estr.
41
59
68
Lig
3
4
7
Dig MO, %
80
73
54
Cons MO , g/kg PV0.75/d
61
54
46
Cons MOD, g/kg PV0.75/d
49
39
25 Church, 1988
1
Digestibilidad y Anatomía de las Plantas Tipos de tejidos en forrajes Conducción : Floema y Xilema (haces vaculares) Síntesis y almacenamiento: - Parénquimas clorofiliano (fotosíntesis) - Parénquima reservante (almacenamiento de reservas) Sostén: Esclerénquima y Colénquima Revestimiento o Protección: Epidermis Secretores
Componentes morfológicos de las plantas forrajeras
Digestibilidad de los tejidos Parénquima Floema
Epidermis Vaina parénquimática
Esclerénquima Xilema Tejidos Lignificados
La proporción de tejidos varía entre especies, partes de la planta y estado de crecimiento y es modificada por el ambiente y el manejo.
Cambios en las características morfológicas y digestibilidad “in vitro” del T. rojo
Hojas vs Tallos > contenido de PC y CHO no estructurales < contenido de CHO estructurales < proporción de tejido vascular
Mayor valor nutritivo de las hojas
Semanas luego del corte Distribución (%) de la MS en: ♦ Hoja ♦ Pecíolo ♦ Tallo ♦ Inflorescencia
3
7
11
71 25 4 -
54 28 16 2
40 34 17 9
Digestibilidad de la MS (%)
77
71
64 Nicol, 1987
RELACION ENTRE DIGESTIBILIDAD APARENTE Y CONCENTRACION FDA EN PLANTAS DE MAÍZ ) % ( e t n e r a p a d a d i l i b i t s e g i D
Correlaciones de componentes químicos de forrajes de diversas especies y digestibilidad in vivo (Van Soest et al., 1987) Componente Proteína cruda
Digestibilidad + 0.44
Celulosa
- 0.56
Hemicelulosa
- 0.12
FDA
- 0.75
Fibra detergente ácido (%)
2
Efecto del nivel de fibra y digestibilidad de la energía (%) en cerdos
Efecto de la fuente de fibra en la digestión en cerdos
Fuente
Nivel de fibra cruda en la ración (%)
Peso vivo • 20 kg • 225 kg
5 83 83
10 71 81
17 61 66
Rango de FC
Disminución (%) de la dig. de la energía por unidad de aumento de FC
2-8 5-8
2.3 1.3
∆
22 17
Afrechillo de trigo Pulpa de remolacha
669
669
Fernandez y Joergensen, 1986
Aprovechamiento digestivo de granos de cereales molidos Grano
Degrad.
Dig.
Dig. Total
Rumen
Int (%)
(%)
MAIZ
49.5
86.5
93.5
SORGO
59.8
62.5
87.3
CEBADA
80.6
75.2
94.3
(Adaptado de Huntington, 1997)
Fernandez y Joergensen, 1986
Factores Que Afectan La Digestión De Los Almidones Relacionados al endospermo del grano - composición y estructura de los gránulos de almidón. - matriz proteica - factores antinutricionales
Procesamiento de los granos.
- Disminución del tamaño - Humedad y Calor - Gelatinización - Reacción de Maillard
Sustancias o factores antinutricionales FACTORES DE LOS ALIMENTOS QUE AFECTAN LA DIGESTIBILIDAD Composición química: concentración y características de los componentes químicos Presencia de factores antinutricionales Procesamiento Interacción entre compuestos en raciones mixtas
Existen muchas sustancias contenidas en los alimentos con efectos diversos en el organismo animal que pueden limitar la digestión de algunos nutrientes y/o tener efectos tóxicos.
Lignina, taninos, saponinas, antitripsinas, glucosinolatoscolza, gosipol, etc
Algunas veces el procesamiento al que somete el alimento está destinado a modificar esas sustancias
3
Compuesto Fenil-propanoides Lignina Taninos condensados Isoflavonas Taninos hidrolizables Terpenoides Saponinas Ceras Cutina Lectinas Fitohemaglutininas G luc os in ola to s
Origen
Efectos biológicos
Sp. Leñosas > plantas Leguminosas Roble, > plantas
Limita digest. Pared cel Limita digest. CHO y Prot Estrogénica Limita dig.Prot,tóxico
Leguminosas
Toxicos, meteorismo?
Todas plantas Semillas leguminosas C ol za
Silica Opalo Gramíneas Factores antienzimáticos An ti tr ips ina S em ill as l eg um inos as
FACTORES DE LOS ALIMENTOS QUE AFECTAN LA DIGESTIBILIDAD
Forrajes : edad de las plantas Composición química: concentración y características de los componentes químicos Presencia de factores antinutricionales Procesamiento Interacción entre compuestos en raciones mixtas
Reduce la digestión Ligan glucprot.menbrana En ve ne na mien to he pát ic o y renal. Inhibe digestión D is mi nu ye d ig es tió n p ro t.
Efecto de los tratamientos del grano de cebada en la dig. de MO y en las ganancias diarias de lechones
Procesamiento de los alimentos Algunos tipos de procesamiento: • disminución del tamaño de partícula • aplicación de presión y aglutinante
Grano de cebada
• aplicación de temperatura y vapor
Molido grueso (4 mm) Molido fino (2.5 mm) Molido fino + trat.térmico
• aplicación de temperatura, vapor y presión
Dig. MO 0.79 a 0.78 a 0.82 b
Ganancia diaria (g/d) 0 - 14 d 14 - 28 d 208 a 484 a 204 a 470 a 233 b 493 a
• tratamientos químicos En gral, todo proceso que aumenta la disponibilidad de nutrientes a nivel del TGI van a tener un efecto + en la digestibilidad, aunque ese efecto puede ser diferente en función de la tasa de pasaje (tiempo de retención), efecto animal, salud animal, tipo de dieta que está siendo sometida al procesamiento.
Tratamientos granos de cereales Grano MAIZ
SORGO
Tratamiento molido
Deg rum
Dig.
Dig. Total
(%)
Int (%)
(%)
49.5
86.5
93.5
Lechones 6 kg destetados. Dietas contenían siempre 50% de cebada, 13.3 MJ/kg de EM y 21.3 % PC. Medel et al. 2000 (Anim. Feed Sci. Technol 84: 13-21)
Cinética de la desaparición in situ de los CHONE y degradabilidades efectivas del grano de maíz molido y extrusado
extrusado
84.8
92.6
98.9
Maíz molido CHONE
molido
59.8
62.5
87.3
Maíz extrusado CHONE
extrusado
78.4
89.9
98
A (%)
B (%)
C (%/h)
DE (%)
34
63
8b
69 b
36
60
43 a
88 a
a,b: P< 0.05
CEBADA
molido
80.6
75.2
94.3
extrusado
84.6
88
98
Adaptado de Huntington, 1997
A: fracción que desaparece inmediatamente; B: fracción que desaparece lentamente; C: tasa de desaparición de B; DE: degradabilidad efectiva Kp: 6 %/h . J. Dairy Sci. 1999 (82) Shabi et al.
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FACTORES DE LOS ALIMENTOS QUE AFECTAN LA DIGESTIBILIDAD
Forrajes : edad de las plantas Composición química: concentración y características de los componentes químicos Presencia de factores antinutricionales Procesamiento Interacción entre compuestos en raciones mixtas
Interacción entre componentes de la dieta y digestibilidad de CHO estructurales de un heno de gramíneas Tratamiento Ninguno +3% urea +3% urea+ 1.4 % AGCR 41 39 98
Nº bacterias celulolíticas/ ml licor ruminal (*106) Dig. de la celulosa, % Dig. de hemicelulosas, % Consumo de heno, g/d
57 45 440
72 64 901
72 67 1015
Czerkawski, 1986
AGCR:ácidos grasos cadena ramificada
Relación heno:grano y digestibilidad aparente en vacas lecheras. Relación Heno : grano (%) 75 : 25 50: 50 25: 75
Nivel de Digestibilidad aparente (%) Consumo MS CHO 1.0 * 69 71 2.8 69 70 1.0 * 74 76 3.3 70 71 1.0 * 80 83 4.0 70 72
* = mantenimiento
DI GESTI BI LI DAD DIGESTION
ESTIMACION DE LA DIGESTIBILIDAD
y DIGESTIBILIDAD
FACTORES QUE DEFINEN LOS VALORES DE DIGESTIBILIDAD
• De los alimentos • De los animales • Del ambiente
Maynard, 1979
BOVINOS Vs. OVINOS: Digestibilidad de la MS de bovinos y ovinos
FACTORES DE LOS ANIMALES QUE AFECTAN LA DIGESTIBILIDAD
Correlación = 1 Correlación = 0,91
90
Características del tracto gastro-intestinal relacionados a :
Estrategia de digestión Capacidad física Desarrollo fisiológico
Especie Edad Consumo, etc
80
s o n 70 u c a V ) 60 %( S M . 50 g i D
y=8.02+ 0.88 x
Dig=66%
40
30 30
40
50
60
70
Dig. MS (%) Ovinos
80
90
(Van Soest 1994)
5
Efecto de la molienda del forraje y del nivel de consumo en la digestibilidad aparente y retención de la digesta en la totalidad del TGI
Cerdos : edad y digestibilidad de la energía.
Nivel de consumo
100 ) % ( a í g r e n E a l e d d a d i l i b i t s e g i D
Heno picado Cerda adultas b= - 0.75
80
Heno molido y peleteado
Cerdos en crecimiento b = - 1.33 60 10
14
18
22
26
30
%FDN, BS
Dig. Dig. ap. Tiempo ap. FC, % medio de MO, % retención, h
1.0 2.0 2.6 3.1
83 82 81 81
85 85 84 82
110 87 73 61
1.0 2.0 2.6 3.1
81 76 74 71
79 67 59 51
70 58 50 44
Heno de gramíneas. Molido: 0.32 cm Alwashand Thomas, 1971
DI GESTI BI LI DAD DIGESTION y
FACTORES DEL AMBIENTE QUE AFECTAN LA DIGESTIBILIDAD
DIGESTIBILIDAD
ESTIMACION DE LA DIGESTIBILIDAD FACTORES QUE DEFINEN LOS VALORES DE DIGESTIBILIDAD
• De los alimentos • De los animales • Del ambiente
Efecto de altas temperaturas ambientales en la digestibilidad del alimento en parrilleros Bonnet et al, 1997. Animales
Efecto del frío en la digestibilidad en ovinos esquilados
expuestos por 2 semanas a 32 o 22 ªC
Variable
Dieta Control 22 ªC
32 ªC
Digestibilidad(%) - Materia Seca
78 a
69 b
- Proteína
83 a
80 b
- Lípidos
89
88
- Almidón
95
96
Consumo (g/d)
159
Ganancia (g)
1084
a,b: P< 0.05
a
105 b 715 b
< TGI < sup vellosidades
Temperatura ambiente, ºC
22 - 25
2-5
Consumo de MS, g/d Digestibilidad de la MS, g/d MS digerida en rumen, g/d Tiempo de renovación ruminal, h Sólida Líquida
1410 57 514
1410 52 335
19 15
12 9
•
< absor. aa < flujo sanguíneo
Temperatura Frecuencia de alimentación Secuencia alimenticia ...
•
Kennedy and Milligan, 1978
Posible causa: > motilidad del TGI a bajas temperaturas
6
Digestibilidad (%) y Frecuencia de alimentación x2
x4
P<
post ruminal Total TGI
60 65
68 69
0.049 0.028
CNE rumen post ruminal Total TGI
60 30 90
46 44 90
0.086 0.045 NS
FDN rumen post ruminal Total TGI
47 4 51
45 11 56
NS 0.061 NS
PC
x2, x4 : 2 o 4 comidas diarias
Aumentar la frecuencia de alimentación permitiría: • mejorar la actividad enzimática en el intestino delgado e incrementar la digestibilidad post-ruminal. • Ho: La capacidad de digestión del almidón en el intestino delgado puede estar limitada por el suministro de amilasa pancreática. La secreción de esta enzima puede ser favorecida al aumentar la entrada de proteína al duodeno. • Reducir el efecto negativo de la fermentación rápida de los almidones en el rumen.
J. DairySci. 1999 (82) Shabi et al
40% Grano Maíz, 10% Supl. Prot., 10% Heno Leg, 40 % Ens.Maiz
DIGESTION y DIGESTIBILIDAD • Ho: La capacidad de digestión del almidón en el intestino delgado puede estar limitada por el siuministro de ami.asa pancreática y que la secreción de esta enzima puede ser favorecida aumentando la entrada de proteína al duodeno.
¿Qué requirieren los animales para el funcionamiento de las reacciones metabólicas relacionadas con el mantenimiento, crecimiento, reproducción y trabajo?
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