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Tema 11 - Valoración Quimica-Bromatologica - 24/10-29/10

Clase del 24/10 Presentación

Tema 8 — Valoración Químico-Bromatológica de los Recursos Vegetales para la Alimentación Animal

Introducción

Tipos de nutrientes, funciones generales, requerimientos.

Técnicas para conocer las características nutricionales:

  • Análisis Weende
  • Análisis Van Soest
  • Determinación de nutrientes específicos (NIRS, Cromatografía, etc.)
  • Valoración de la energía de los alimentos y digestibilidad
  • Microscopía de piensos: componentes y composición

Esquema general

Alimento (Composición Químico–Bromatológica):

  • Composición nutricional
  • Capacidad para producir energía
  • Digestibilidad

Animal

Tipos de nutrientes

  • Hidratos de carbono
  • Proteínas
  • Lípidos
  • Minerales
  • Vitaminas
  • Agua

Funciones generales de los nutrientes en los animales

Papel estructural

  • Proteínas: músculo, membranas celulares, conectivo (ligamentos, tendones, venas, arterias, colágeno)
  • Minerales (Ca y P): hueso
  • Lípidos: membranas celulares
  • Hidratos de carbono: glucoproteínas (colágeno del tejido conectivo)

Fuente de energía (mantenimiento y producción)

  • Hidratos de carbono
  • Lípidos
  • (Proteínas)

Funciones regulatorias (metabolismo celular)

  • Enzimas: proteínas
  • Vitaminas y minerales: cofactores o activadores enzimáticos
  • Minerales (Na, K, Cl): mantienen concentraciones y gradientes óptimos

Deficiencias → disfunciones metabólicas.

Requerimientos de los animales

  • Fuentes de energía: 80–90 %
    • Hidratos de carbono
    • Lípidos
  • Proteínas: 10–20 %
  • Minerales: 3–4 %
    • Ca y P: 0,5–1 %
    • NaCl: 0,25–0,5 %
    • Trazas: <0,5 %
  • Vitaminas: <<1 %

Animales según tipo de digestión

No rumiantes simples (monogástricos)

  • Digestión enzimática.
  • Ejemplos: suidos, aves, perro, gato, humano.

Herbívoros rumiantes

  • Digestión microbiana.
  • Ejemplos: vaca, oveja, cabra, cérvidos (ciervo, gamo, alce...), jirafa.
  • Simbiosis: microorganismos ruminales degradan celulosa (fibra, FB, FND, FAD). Comen una cantidad de fibra bruta moderada o alta
  • Dieta: pastos, forrajes, subproductos fibrosos (no competitivos con el humano).
  • Pueden aprovechar proteínas de baja calidad y nitrógeno no proteico.
  • Menos dependientes de aminoácidos esenciales.
  • Sintetizan vitaminas hidrosolubles + Vitamina K.
  • En la dieta solo requieren vitaminas A, D, E.
  • Dietas con forraje verde + luz solar → autonomía vitamínica.
  • Requerimientos más simples que los monogástricos.
  • Nicho especial en producción alimentaria mundial y fauna silvestre.

Herbívoros no rumiantes

  • Intermedios entre monogástricos y rumiantes.
  • Ejemplo: caballo (colon), conejo (ciego), cebra, rinoceronte, elefante.
  • Digestión microbiana en porción posterior del intestino.
  • Alimentación basada en pastos/forrajes.
  • Problemas de manejo en parques zoológicos.

Técnicas para conocer las características nutricionales de los alimentos

Objetivos:

  • Determinar composición nutricional.
  • Estimar capacidad energética.
  • Evaluar digestibilidad.

Métodos:

  • Análisis Weende
  • Análisis Van Soest
  • Determinación de nutrientes específicos (NIRS, cromatografía)
  • Valoración de energía y digestibilidad
  • Microscopía de piensos

Análisis Weende

Denominado también:

  • Análisis inmediato de alimentos (proximate analysis).
  • Desarrollado por Henneberg y Stohman en la Estación Experimental de Weende (mediados del siglo XIX).

Fracciones obtenidas:

  • Agua → Humedad
  • Minerales → Cenizas
  • Proteínas → PB (proteína bruta)
  • Grasa → GB (grasa bruta)
  • Hidratos de carbono y otros compuestos orgánicos → FB (fibra bruta) y ENN (extractivos no nitrogenados).

Esquema del método Weende

Muestra:

  1. Humedad → Materia seca.
  2. Cenizas → Materia orgánica (minerales, posibles contaminantes).
  3. Hidratos de carbono:
    • Monosacáridos
    • Disacáridos
    • Almidón
    • Celulosa
    • Hemicelulosa
    • Pectinas
    • Lignina
  4. Proteína bruta:
    • Amidas, aminoácidos, péptidos, purinas, ácidos nucleicos.
  5. Grasa bruta:
    • Triglicéridos, fosfolípidos, esteroides, ceras, clorofilas, carotenos.
  6. Fibra bruta:
    • Celulosa, hemicelulosa, lignina.

Materiales extractivos libres de nitrógeno (ENN):

  • Separación ideal ≠ separación real.

Análisis Van Soest (1963)

Referencia: Van Soest, Robertson y Lewis (1991).
Objetivo: Determinar la fracción fibrosa real y la digestibilidad de la pared celular.

Componentes

  • Contenido celular: proteínas, almidón, azúcares, pectinas.
  • Pared celular: hemicelulosa, celulosa, lignina, cutina, sílice.

Procedimiento

  1. Solución detergente neutra (Laurilsulfato sódico, pH 7):

    • Solubiliza el contenido celular.
    • Residuo: FND (fibra neutro detergente) → celulosa + lignina + cutina + sílice.

  2. Solución detergente ácida:

    • Disuelve pectinas y hemicelulosas.
    • Residuo: FAD (fibra ácido detergente) → lignocelulosa.

  3. Ebullición en H₂SO₄:

    • Disuelve celulosa.
    • Residuo: lignina + cutina + sílice.

  4. Permanganato:

    • Destruye lignina.
    • Residuo final: sílice.

Digestibilidad

Tipo de animal Componentes digestibles Componentes poco o nada digestibles
Rumiantes Azúcares, almidón, proteínas solubles, lípidos, pectinas, parte de hemicelulosa Lignina, cutina, sílice
Suidos, aves Azúcares libres, almidón, proteínas, lípidos Hemicelulosa parcialmente, lignina, cutina, sílice

Determinación de nutrientes específicos

  • NIRS (Near Infrared Reflectance Spectroscopy): mide reflectancia en infrarrojo cercano.
  • Autoanalizador de aminoácidos: cromatografía.
  • Espectrometría de absorción atómica: minerales (Ca, P, Cu, Zn).
  • HPLC: vitaminas.

Fuentes de información y bases de datos

Servicio de Información sobre Alimentos (Universidad de Córdoba):

  • Red Temática de Alimentación Animal (REDALAN).
  • Base de datos "Pastos Españoles / Alimentos para Animales" (acceso libre).
  • Base de datos temática "Fósforo en forrajes españoles (INATEGA)".

Datos proporcionados:

  • Composición química y valor nutritivo.
  • Valores de media, mínimo, máximo y desviación típica (%MS, g/kg).
  • Histogramas de distribución.

Plataformas complementarias:

  • Feedipedia.org
    • Información sobre recursos alimentarios vegetales.
    • Ejemplos: forrajes, subproductos, granos, semillas oleaginosas.
    • Participación en foros internacionales sobre alimentación animal.

Energía de los alimentos y digestibilidad

1. Utilización de la energía por los animales

Flujo energético:

  • Energía bruta (EB)
  • Energía digestible (ED)
  • Energía metabolizable (EM)
  • Energía neta (EN):
    • EN de mantenimiento
    • EN de producción

2. Determinaciones directas

2.1 Energía bruta

  • Método: bomba calorimétrica.
    • Se mide el calor de combustión.
    • Componentes: agitador, cables de ignición, cubeta, cubierta aislada con agua.

2.2 Estudios “in vivo”

  • Animales en jaulas metabólicas o arneses con bolsas de recogida.
  • Digestibilidad = (consumido – excretado) / consumido.

2.3 Estudios “in vitro”

  • Método Tilley-Terry.
  • Bolsas de nylon con sustrato.

2.4 Cámaras respiratorias

  • Miden pérdidas de calor.

3. Estimaciones indirectas

3.1 Energía bruta de un alimento

  • Basada en la composición en principios nutritivos y su calor de combustión:
    • Hidratos de carbono: 4,1 kcal/g
    • Grasas: 9,3 kcal/g
    • Proteínas: 5,65 kcal/g

3.2 Ecuaciones de predicción (ED, EM, EN)

Tipo de alimento/animal Ecuación
Concentrados (rumiantes) CDE = 89,02 – 1,10 FB
Hierba (rumiantes) CDE = 108,31 – 1,65 FB
Silo de maíz CDE = 84,58 – 0,88 FB
Todos (rumiantes) CDE = 84,77 – 1,16 FAD
Conejo (todos) CDE = 82,82 – 1,38 FB → ED = 4179 – 86 FAD
Cerdo (todos) ED = 4228 – 140 FB

CDE: coeficiente de digestibilidad de la energía (%)
FB: fibra bruta (%MS)
FAD: fibra ácido detergente (%MS)

Efecto de la fibra bruta sobre la digestibilidad de la materia orgánica

Ejemplo:

Alimento %FB CDE (%) rumiantes CDE (%) caballos y cerdos
Cebada grano 2,3 86,7 79,9
Hierba 24,2 67,5 48,7

Gráfico (imagen):

“Efecto de la fibra bruta sobre la digestibilidad de la materia orgánica — rumiantes / caballos y cerdos / aves”

4. Sistema de las Unidades Forrajeras (UF)

Valoración energética de alimentos para rumiantes.

  • Origen: Hansson (principios del siglo XX).
  • Referencia: 1 kg de cebada (15 % humedad).

Equivalencia:

1 Unidad Forrajera (UF) = energía contenida en 1 kg de cebada.

Alimento UF/kgMS UFc/kgMS (cebo) UFv/kgMS (producción leche)
Grano de maíz 1,10 1,10 1,10
Heno de prado 0,49 0,52 0,60
Paja de cereal 0,25 0,26 0,36

El grano de maiz es mas energetico, y vale tanto para leche como para carne, los alimentos de peor calidad son mas capacidad para producir leche que para producir carne

Microscopía de piensos

Objetivo: Identificar los ingredientes de los piensos compuestos.

Aplicaciones:

  • Control de calidad.
  • Verificación de composición declarada.
  • Detección de fraudes.

Normativa oficial:

  • Orden PRE/1629/2004 (BOE nº135, 4 junio 2004) y modificaciones posteriores.
  • Métodos oficiales de análisis de piensos y materias primas.

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